Hvernig kann ég ákvarða fjölda snúna á spoli og vélavídd fyrir umskiftari?

Hvernig á ég að ákvarða fjölda snúninga á spóli og vélavirka fyrir umskiftari?

Ákvörðun fjölda snúninga og vélavirkunnar fyrir umskiftara spólum krefst hugsunar á spenna, straum, tíðni, kjarnaeiginleikum og hendingarförmum. Hér er nánari skýring á skrefum og jöfnum:

I. Skilgreina grunnvísindi umskiftara

1. Inntak/Úttak spenna (V1,V2): Upprunaleg og sekundleg spenna (í volt).

2. Fjöldi VA (P): Umskiftara möguleiki (í VA eða vatthöfum).

3. Starfsfrekvens (f): Venjulega 50 Hz eða 60 Hz.

4. Kjarnaeiginleikar:

• Kjarnamaterial (t.d. silíkíjárn, ferrít)

• Virkt kjarnasneiðarsvæði (A, í m²)

• Stærsta flæðisdreifing (Bmax, í T)

• Heildar magnettengslalengd (le, í m)

II. Reikna Snúninga Fjölda

1. Jafnur Fjölda Snúninga

Þar sem N1 og N2 eru snúningar upprunalegs og sekundlegs spóla.

2. Spenna á hverjum Snúning

Með notkun Faraday's Induction Law:

Endurraðað til að leysa N:

Eiginleikar:

• V: Spenna á spóla (upprunaleg eða sekundleg)

• Bmax: Stærsta flæðisdreifing (sjá gögn um kjarnamaterial, t.d. 1.2–1.5 T fyrir silíkíjárn)

• A: Virkt kjarnasneiðarsvæði (í m²)

Dæmi:
Umskiftari með 220V/110V, 50Hz, 1kVA og silíkíjárnskjarna (Bmax=1.3T, A=0.01m²):

III. Ákvarða Vélavirka Stærð

1. Reikna Spólstraum

2. Reikna Sneiðarsvæði Vélavirkunnar

Byggð á straumþétti (J, í A/mm²):

• Leiðbeiningar Straumþéttis:

• Staðal umskiftara: J=2.5∼4A/mm²

• Háfreknu eða hámarksefna umskiftara: J=4∼6A/mm² (athugaðu húðarefni)

3. Reikna Vélavirka Þvermál

IV. Staðfesting og Bestun

Staðfesting Kjarnadauðsfalla:
Vissuð að kjarninn starfi innan öruggu Bmax marka til að forðast mettun:

(k: Efnaviðmið, Ve: Kjarnarúmmál)

Notkun Glugga Svæðis:
Heildar sneiðarsvæði vélavirkunnar verður að passa inn í kjarnaglugga (Awindow):

(Ku: Gluggafyllingsstuðull, venjulega 0.2–0.4)

Athugaðu Hitastíg:
Vissuð að straumþéttin virki við hitastigs kröfur (venjulega ≤ 65°C).

V. Verkfæri og Tilvísanir

1. Verkfæri fyrir hönnun:

• ETAP, MATLAB/Simulink (fyrir rafræn prófun og staðfestingu)

• Transformer Designer (netverkfæri)

2. Leiðbeiningar og staðlar:

• Transformer Design Handbook af Colin Hart

• IEEE Standard C57.12.00 (Almennir kröfur fyrir orkustofn)

Aðal Athugasemdir

• Háfreknu Umskiftara: Athugaðu húðarefni og nágrennisáhrif með Litz vélavirkun eða plötur af kopar.

• Öryggis Kröfur: Vissuð að öryggisvirka haldi við spenna milli spóla (t.d. ≥ 2 kV fyrir upprunaleg-sekundleg öryggisvirku).

• Öryggismargir: Vistaðu 10–15% margir fyrir snúninga fjölda og vélavirkunnar stærð.

Þessi aðferð gefur grundvelli fyrir umskiftarahönnun, en rafræn prófun er tillögð fyrir lokastaðfestingu.