หม้อแปลงไฟฟ้า

จาก Wikipedia สารานุกรมเสรี
ข้ามไปที่การนำทางข้ามไปที่การค้นหา
หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายแบบติดเสาที่มีขดลวดทุติยภูมิเคาะตรงกลางใช้เพื่อจ่ายไฟแบบ" แยกเฟส " สำหรับบริการเชิงพาณิชย์ที่อยู่อาศัยและขนาดเล็กซึ่งโดยทั่วไปแล้วในอเมริกาเหนือจะได้รับการจัดอันดับ 120/240 V. [1]

หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ passiveที่ถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าจากวงจรไฟฟ้าหนึ่งไปยังอีกหรือหลายวงจรกระแสไฟฟ้าที่แปรผันในขดลวดใด ๆ ของหม้อแปลงทำให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กที่แตกต่างกันในแกนของหม้อแปลงซึ่งทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่แตกต่างกันไปทั่วขดลวดอื่น ๆ ที่พันรอบแกนเดียวกัน พลังงานไฟฟ้าสามารถถ่ายโอนระหว่างขดลวดที่แยกจากกันได้โดยไม่ต้องเชื่อมต่อโลหะ (เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า) ระหว่างสองวงจรกฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ซึ่งค้นพบในปี พ.ศ. 2374 อธิบายถึงผลของแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวดใด ๆ อันเนื่องมาจากฟลักซ์แม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงซึ่งล้อมรอบด้วยขดลวด

หม้อแปลงไฟฟ้ามักใช้สำหรับการเพิ่มแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับต่ำที่กระแสสูง (หม้อแปลงแบบ step-up) หรือการลดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับสูงที่กระแสต่ำ (หม้อแปลงแบบ step-down) ในการใช้พลังงานไฟฟ้าและสำหรับการเชื่อมต่อขั้นตอนของวงจรประมวลผลสัญญาณ . นอกจากนี้ยังสามารถใช้หม้อแปลงสำหรับการแยกซึ่งแรงดันไฟฟ้าเท่ากับแรงดันไฟฟ้าออกโดยขดลวดที่แยกจากกันไม่ได้เชื่อมต่อกันทางไฟฟ้า ตั้งแต่การประดิษฐ์จากครั้งแรกที่หม้อแปลงคงที่อาจเกิดขึ้นในปี 1885, หม้อแปลงได้กลายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการส่ง , การจัดจำหน่ายและการใช้ประโยชน์จากการสลับการใช้พลังงานไฟฟ้าในปัจจุบัน[2]มีการออกแบบหม้อแปลงหลากหลายประเภทในการใช้งานด้านอิเล็กทรอนิกส์และพลังงานไฟฟ้า หม้อแปลงมีขนาดตั้งแต่RFหม้อแปลงน้อยกว่าลูกบาศก์เซนติเมตรในปริมาณไปยังหน่วยการชั่งน้ำหนักหลายร้อยตันที่ใช้ในการเชื่อมต่อระหว่างตารางอำนาจ

หลักการ[ แก้ไข]

สมการหม้อแปลงในอุดมคติ

ตามกฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์:

. . . (eq. 1) [a] [3]

. . . (eq. 2)

ที่ไหนเป็นทันทีแรงดัน , เป็นจำนวนรอบในคดเคี้ยวdΦ / dt คืออนุพันธ์ของΦแม่เหล็กผ่านทางหนึ่งหันของขดลวดในช่วงเวลา ( T ) และห้อยPและSหมายถึงประถมศึกษาและมัธยมศึกษา

การรวมอัตราส่วนของ eq 1 & eq. 2:

อัตราส่วนย้อนกลับ . . (eq. 3)

ที่สำหรับหม้อแปลงแบบ step-down a > 1 สำหรับหม้อแปลง step-up a <1 และสำหรับหม้อแปลงแยก a = 1

ตามกฎหมายของการอนุรักษ์พลังงาน , ชัดเจน , จริงและปฏิกิริยาพลังงานเป็นป่าสงวนในแต่ละ input และ output:

. . . . (eq.4)

ในกรณีที่เป็นปัจจุบัน

การรวม eq 3 & eq. 4 พร้อมอ้างอิงท้ายเรื่องนี้[b] [4]ให้เอกลักษณ์ของหม้อแปลงในอุดมคติ:

. (eq. 5)

การเหนี่ยวนำตัวเองที่คดเคี้ยว อยู่ที่ไหน

ตามกฎของโอห์มและเอกลักษณ์ของหม้อแปลงในอุดมคติ:

. . . (eq. 6)

. (eq. 7)

อิมพีแดนซ์โหลดของวงจรทุติยภูมิอยู่ที่ไหนและคือโหลดที่ชัดเจนหรืออิมพีแดนซ์จุดขับของวงจรหลักตัวยกหมายถึงการอ้างถึงหลัก

หม้อแปลงในอุดมคติ[ แก้]

หม้อแปลงที่เหมาะคือทฤษฎีเชิงเส้นหม้อแปลงที่เป็น lossless และสมบูรณ์ควบคู่ การเชื่อมต่อที่สมบูรณ์แบบแสดงถึงความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กที่มีแกนกลางสูงและการเหนี่ยวนำที่คดเคี้ยวและแรงเคลื่อนแม่เหล็กสุทธิเป็นศูนย์(เช่น i p n p - i s n s = 0) [5] [c]

หม้อแปลงในอุดมคติที่เชื่อมต่อกับแหล่ง V Pบนอิมพีแดนซ์หลักและโหลด Z Lบนทุติยภูมิโดยที่ 0 <Z L <∞
หม้อแปลงในอุดมคติและกฎการเหนี่ยวนำ

กระแสไฟฟ้าที่แปรผันในขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงพยายามสร้างฟลักซ์แม่เหล็กที่แตกต่างกันในแกนหม้อแปลงซึ่งล้อมรอบด้วยขดลวดทุติยภูมิเช่นกัน ฟลักซ์ที่แตกต่างกันนี้ที่ขดลวดทุติยภูมิทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่แตกต่างกัน(EMF, แรงดันไฟฟ้า) ในขดลวดทุติยภูมิเนื่องจากการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าทุติยภูมิที่เกิดขึ้นจะทำให้เกิดฟลักซ์ที่เท่ากันและตรงข้ามกับที่ผลิตโดยขดลวดปฐมภูมิตามกฎหมายของ Lenz .

ขดลวดพันรอบแกนกลางที่มีความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กสูงอย่างไม่สิ้นสุดเพื่อให้ฟลักซ์แม่เหล็กทั้งหมดผ่านทั้งขดลวดหลักและขดลวดทุติยภูมิ ด้วยแหล่งจ่ายแรงดันที่เชื่อมต่อกับขดลวดปฐมภูมิและโหลดที่เชื่อมต่อกับขดลวดทุติยภูมิกระแสของหม้อแปลงจะไหลไปในทิศทางที่ระบุและแรงเคลื่อนไฟฟ้าแกนกลางจะยกเลิกเป็นศูนย์

ตามกฎหมายของฟาราเดย์เนื่องจากฟลักซ์แม่เหล็กเดียวกันผ่านทั้งขดลวดหลักและขดลวดทุติยภูมิในหม้อแปลงในอุดมคติแรงดันไฟฟ้าจะเกิดขึ้นในแต่ละขดลวดตามสัดส่วนกับจำนวนขดลวด อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าที่คดเคี้ยวของหม้อแปลงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอัตราส่วนการหมุนของขดลวด [7]

เอกลักษณ์ของหม้อแปลงในอุดมคติที่แสดงใน eq 5 เป็นค่าประมาณที่เหมาะสมสำหรับหม้อแปลงเชิงพาณิชย์ทั่วไปโดยมีอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าและอัตราส่วนการหมุนของขดลวดทั้งสองเป็นสัดส่วนผกผันกับอัตราส่วนกระแสที่สอดคล้องกัน

อิมพีแดนซ์โหลดที่อ้างถึงวงจรหลักเท่ากับอัตราส่วนรอบกำลังสองคูณอิมพีแดนซ์โหลดวงจรทุติยภูมิ [8]

หม้อแปลงจริง[ แก้]

ฟลักซ์รั่วของหม้อแปลง

การเบี่ยงเบนจากหม้อแปลงในอุดมคติ[ แก้ไข]

แบบจำลองหม้อแปลงในอุดมคติละเลยลักษณะเชิงเส้นพื้นฐานของหม้อแปลงจริงดังต่อไปนี้:

(a) การสูญเสียหลักเรียกโดยรวมว่าการสูญเสียกระแสแม่เหล็กซึ่งประกอบด้วย[9]

  • การสูญเสียHysteresisเนื่องจากผลกระทบแม่เหล็กที่ไม่เป็นเชิงเส้นในแกนหม้อแปลงและ
  • การสูญเสียกระแสวนเนื่องจากความร้อนจูลในแกนที่เป็นสัดส่วนกับกำลังสองของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ของหม้อแปลง

(b) ซึ่งแตกต่างจากแบบจำลองในอุดมคติขดลวดในหม้อแปลงจริงมีความต้านทานและตัวเหนี่ยวนำที่ไม่เป็นศูนย์ที่เกี่ยวข้องกับ:

  • การสูญเสียจูลเนื่องจากความต้านทานในขดลวดหลักและขดลวดทุติยภูมิ[9]
  • ฟลักซ์รั่วที่หลุดออกจากแกนกลางและไหลผ่านขดลวดเดียวเท่านั้นทำให้เกิดอิมพีแดนซ์ปฏิกิริยาหลักและรอง

(c) คล้ายกับตัวเหนี่ยวนำความจุแบบกาฝากและปรากฏการณ์การสะท้อนตัวเองเนื่องจากการกระจายสนามไฟฟ้า โดยปกติจะพิจารณาความจุของกาฝากสามชนิดและให้สมการวงปิด[10]

  • ความจุระหว่างรอบที่อยู่ติดกันในชั้นใดชั้นหนึ่ง
  • ความจุระหว่างชั้นที่อยู่ติดกัน
  • ความจุระหว่างแกนและชั้นที่อยู่ติดกับแกนกลาง

การรวมความจุไว้ในแบบจำลองหม้อแปลงมีความซับซ้อนและไม่ค่อยมีความพยายาม วงจรเทียบเท่า 'จริง' รุ่นหม้อแปลงแสดงด้านล่างไม่รวมถึงความจุกาฝาก อย่างไรก็ตามผลของความจุสามารถวัดได้โดยการเปรียบเทียบความเหนี่ยวนำของวงจรเปิดนั่นคือการเหนี่ยวนำของขดลวดปฐมภูมิเมื่อเปิดวงจรทุติยภูมิกับการเหนี่ยวนำไฟฟ้าลัดวงจรเมื่อขดลวดทุติยภูมิสั้นลง

ฟลักซ์รั่ว[ แก้ไข]

แบบจำลองหม้อแปลงในอุดมคติจะถือว่าฟลักซ์ทั้งหมดที่สร้างขึ้นโดยขดลวดปฐมภูมิเชื่อมโยงทุกรอบของทุกขดลวดรวมถึงตัวมันเองด้วย ในทางปฏิบัติฟลักซ์บางส่วนเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่นำมันออกไปนอกขดลวด[11]ฟลักซ์ดังกล่าวจะเรียกว่าการรั่วไหลของฟลักซ์และผลในการรั่วไหลของการเหนี่ยวนำในซีรีส์ที่มีขดลวดหม้อแปลงคู่ร่วมกัน[12]ฟลักซ์การรั่วไหลส่งผลให้พลังงานถูกกักเก็บและปล่อยออกจากสนามแม่เหล็กในแต่ละรอบของแหล่งจ่ายไฟ ไม่ใช่การสูญเสียพลังงานโดยตรง แต่ส่งผลให้เกิดการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าทำให้แรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิไม่แปรผันตรงกับแรงดันไฟฟ้าหลักโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะที่มีภาระหนัก[11]ดังนั้นโดยปกติหม้อแปลงจึงได้รับการออกแบบให้มีการเหนี่ยวนำการรั่วไหลต่ำมาก

ในบางแอปพลิเคชั่นจำเป็นต้องมีการรั่วไหลเพิ่มขึ้นและอาจมีการนำเส้นทางแม่เหล็กยาวช่องว่างอากาศหรือตัวปัดบายพาสแม่เหล็กมาใช้ในการออกแบบหม้อแปลงเพื่อ จำกัดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่จะจ่าย [12]หม้อแปลงรั่วอาจถูกใช้เพื่อโหลดอุปทานที่แสดงความต้านทานเชิงลบเช่นโค้งไฟฟ้า , เมอร์คิวรีและsodium-ไอโคมไฟและนีออนสัญญาณหรืออย่างปลอดภัยจัดการโหลดที่กลายเป็นระยะลัดวงจรเช่นช่างเชื่อมอาร์คไฟฟ้า [9] : 485

ช่องว่างอากาศยังใช้เพื่อป้องกันไม่ให้หม้อแปลงอิ่มตัวโดยเฉพาะอย่างยิ่งหม้อแปลงความถี่เสียงในวงจรที่มีส่วนประกอบ DC ไหลในขดลวด[13] saturable ปฏิกรณ์ใช้ประโยชน์จากความอิ่มตัวของแกนควบคุมกระแสสลับ

ความรู้เกี่ยวกับการเหนี่ยวนำการรั่วไหลยังมีประโยชน์เมื่อใช้หม้อแปลงแบบขนาน แสดงได้ว่าถ้าเปอร์เซ็นต์อิมพีแดนซ์ [d]และอัตราส่วนรีแอคแตนซ์ต่อความต้านทานการรั่วไหล ( X / R ) ที่เกี่ยวข้องของหม้อแปลงสองตัวเท่ากันหม้อแปลงจะแบ่งกำลังโหลดตามสัดส่วนของการจัดอันดับตามลำดับ อย่างไรก็ตามความคลาดเคลื่อนของอิมพีแดนซ์ของหม้อแปลงเชิงพาณิชย์มีความสำคัญ นอกจากนี้ความต้านทานและอัตราส่วน X / R ของหม้อแปลงกำลังการผลิตที่แตกต่างกันก็มีแนวโน้มที่จะแตกต่างกันไป [15]

วงจรเทียบเท่า[ แก้ไข]

อ้างอิงจากแผนภาพพฤติกรรมทางกายภาพของหม้อแปลงในทางปฏิบัติอาจแสดงโดยแบบจำลองวงจรเทียบเท่าซึ่งสามารถรวมหม้อแปลงในอุดมคติได้ [16]

การสูญเสียจูลที่คดเคี้ยวและปฏิกิริยาการรั่วไหลแสดงโดยอิมพีแดนซ์ลูปอนุกรมต่อไปนี้ของโมเดล:

  • ขดลวดหลัก: R P , X P
  • ขดลวดทุติยภูมิ: R S , X S

ในหลักสูตรปกติของการเปลี่ยนแปลงวงจรสมมูลR SและX Sในทางปฏิบัติมักจะเรียกว่าด้านหลักโดยการคูณ impedances เหล่านี้โดยการเปลี่ยนอัตราส่วนกำลังสอง ( N P / N S )  2  = a 2

วงจรเทียบเท่าหม้อแปลงจริง

การสูญเสียคอร์และรีแอคแตนซ์แสดงโดยอิมพีแดนซ์ขาปัดต่อไปนี้ของโมเดล:

  • การสูญเสียแกนหรือเหล็ก: R C
  • magnetizing ปฏิกิริยา: X M

R CและX Mเรียกรวมกันว่าสาขาแม่เหล็กของแบบจำลอง

การสูญเสียคอร์ส่วนใหญ่เกิดจากฮิสเทรีซิสและเอฟเฟกต์กระแสวนในแกนกลางและเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของฟลักซ์หลักสำหรับการทำงานที่ความถี่ที่กำหนด[9] : 142–143แกนการซึมผ่าน จำกัด ต้องใช้กระแสแม่เหล็กI Mเพื่อรักษาฟลักซ์ร่วมกันในแกนกลาง กระแสแม่เหล็กอยู่ในเฟสกับฟลักซ์ความสัมพันธ์ระหว่างทั้งสองไม่เป็นเชิงเส้นเนื่องจากผลของความอิ่มตัว อย่างไรก็ตามอิมพีแดนซ์ทั้งหมดของวงจรสมมูลที่แสดงนั้นเป็นไปตามนิยามเชิงเส้นและโดยทั่วไปแล้วเอฟเฟกต์ที่ไม่ใช่เชิงเส้นดังกล่าวจะไม่สะท้อนให้เห็นในวงจรเทียบเท่าของหม้อแปลง[9] : 142กับรูปซายน์อุปทานฟลักซ์หลักล่าช้า EMF เหนี่ยวนำ 90 ° ด้วยขดลวดทุติยภูมิแบบเปิดกระแสสาขาแม่เหล็กI 0เท่ากับกระแสไฟฟ้าที่ไม่มีโหลดของหม้อแปลง [16]

หม้อแปลงเครื่องมือที่มีจุดขั้วและเครื่องหมาย X1 ที่ขั้วข้าง LV

แบบจำลองผลลัพธ์แม้ว่าบางครั้งจะเรียกว่าวงจรสมมูล 'ที่แน่นอน' ตามสมมติฐานเชิงเส้นแต่ยังคงมีการประมาณไว้จำนวนหนึ่ง [16] การวิเคราะห์อาจทำให้ง่ายขึ้นโดยสมมติว่าอิมพีแดนซ์สาขาแม่เหล็กค่อนข้างสูงและย้ายสาขาไปทางซ้ายของอิมพีแดนซ์หลัก สิ่งนี้ทำให้เกิดข้อผิดพลาด แต่อนุญาตให้มีการรวมกันของความต้านทานและปฏิกิริยารองหลักและที่อ้างถึงโดยการสรุปอย่างง่ายเป็นอิมพีแดนซ์สองชุด

หม้อแปลงไฟฟ้าความต้านทานวงจรสมมูลและหม้อแปลงพารามิเตอร์อัตราส่วนจะได้รับจากการทดสอบต่อไปนี้: การทดสอบวงจรเปิด , การทดสอบการลัดวงจรคดเคี้ยวทดสอบความต้านทานและทดสอบอัตราส่วนหม้อแปลง

สมการ EMF ของหม้อแปลง[ แก้ไข]

ถ้าฟลักซ์ในแกนกลางเป็นรูปไซน์ล้วนๆความสัมพันธ์ของการคดเคี้ยวระหว่างแรงดันไฟฟ้าrms E rmsของขดลวดและความถี่การจ่ายfจำนวนรอบNพื้นที่หน้าตัดแกนaใน m 2และความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กสูงสุดB สูงสุดใน Wb / m 2หรือ T (tesla) ได้รับจากสมการ EMF สากล: [9]

ขั้ว[ แก้ไข]

การประชุมแบบจุดมักใช้ในแผนภาพวงจรหม้อแปลงป้ายชื่อหรือเครื่องหมายเทอร์มินัลเพื่อกำหนดขั้วสัมพัทธ์ของขดลวดหม้อแปลง กระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นทันทีที่เข้าสู่ปลาย 'จุด' ของขดลวดปฐมภูมิทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าขั้วบวกออกจากปลาย 'จุด' ของขดลวดทุติยภูมิ หม้อแปลงสามเฟสที่ใช้ในระบบพลังงานไฟฟ้าจะมีแผ่นป้ายที่ระบุความสัมพันธ์เฟสระหว่างขั้วของมัน สิ่งนี้อาจอยู่ในรูปแบบของแผนภาพเฟสเซอร์หรือใช้รหัสตัวอักษรและตัวเลขเพื่อแสดงประเภทของการเชื่อมต่อภายใน (ไวย์หรือเดลต้า) สำหรับการคดเคี้ยวแต่ละครั้ง

ผลกระทบของความถี่[ แก้ไข]

EMF ของหม้อแปลงที่ฟลักซ์ที่กำหนดจะเพิ่มขึ้นตามความถี่[9]ด้วยการทำงานที่ความถี่สูงขึ้นหม้อแปลงจะมีขนาดกะทัดรัดกว่าเนื่องจากแกนที่กำหนดสามารถถ่ายโอนพลังงานได้มากขึ้นโดยไม่ถึงจุดอิ่มตัวและจำเป็นต้องหมุนน้อยลงเพื่อให้ได้อิมพีแดนซ์เดียวกัน อย่างไรก็ตามคุณสมบัติเช่นการสูญเสียแกนกลางและผลผิวหนังของตัวนำยังเพิ่มขึ้นตามความถี่ เครื่องบินและอุปกรณ์ทางทหารใช้แหล่งจ่ายไฟ 400 Hz ซึ่งช่วยลดน้ำหนักแกนและม้วน[17] ในทางกลับกันความถี่ที่ใช้สำหรับระบบไฟฟ้าทางรถไฟบางระบบต่ำกว่ามาก (เช่น 16.7 Hz และ 25 Hz) กว่าความถี่สาธารณูปโภคปกติ (50–60 Hz) ด้วยเหตุผลทางประวัติศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับข้อ จำกัด ของช่วงต้นฉุดมอเตอร์ไฟฟ้า ดังนั้นหม้อแปลงที่ใช้ในการลดระดับแรงดันไฟฟ้าเหนือศีรษะจึงมีขนาดใหญ่กว่าและหนักกว่ามากสำหรับระดับกำลังไฟที่เท่ากันมากกว่าที่ต้องการสำหรับความถี่ที่สูงกว่า

สภาวะการกระตุ้นมากเกินไปของหม้อแปลงไฟฟ้าที่เกิดจากความถี่ที่ลดลง ฟลักซ์ (สีเขียว) ลักษณะแม่เหล็กของแกนเหล็ก (สีแดง) และกระแสแม่เหล็ก (สีน้ำเงิน)

การทำงานของหม้อแปลงที่แรงดันไฟฟ้าที่ออกแบบไว้ แต่ด้วยความถี่ที่สูงกว่าที่ตั้งใจไว้จะทำให้กระแสแม่เหล็กลดลง ที่ความถี่ต่ำกว่ากระแสแม่เหล็กจะเพิ่มขึ้น การทำงานของหม้อแปลงขนาดใหญ่ที่นอกเหนือจากความถี่ในการออกแบบอาจต้องมีการประเมินแรงดันไฟฟ้าการสูญเสียและการระบายความร้อนเพื่อตรวจสอบว่าการทำงานที่ปลอดภัยนั้นใช้งานได้จริงหรือไม่ หม้อแปลงอาจต้องใช้รีเลย์ป้องกันเพื่อป้องกันหม้อแปลงจากแรงดันไฟฟ้าเกินที่ความถี่สูงกว่าพิกัด

ตัวอย่างหนึ่งคือในหม้อแปลงไฟฟ้าแรงดึงที่ใช้สำหรับหน่วยไฟฟ้าหลายหน่วยและบริการรถไฟความเร็วสูงที่ดำเนินการในภูมิภาคที่มีมาตรฐานทางไฟฟ้าที่แตกต่างกัน อุปกรณ์ตัวแปลงและหม้อแปลงฉุดต้องรองรับความถี่อินพุตและแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน (ตั้งแต่สูงถึง 50 Hz ถึง 16.7 Hz และพิกัดสูงสุด 25 kV)

ที่ความถี่สูงกว่ามากขนาดแกนของหม้อแปลงที่ต้องการจะลดลงอย่างมาก: หม้อแปลงขนาดเล็กทางกายภาพสามารถจัดการกับระดับพลังงานที่ต้องใช้แกนเหล็กขนาดใหญ่ที่ความถี่ไฟ การพัฒนาอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบสวิตชิ่งทำให้อุปกรณ์จ่ายไฟโหมดสวิตช์ทำงานได้เพื่อสร้างความถี่สูงจากนั้นเปลี่ยนระดับแรงดันไฟฟ้าด้วยหม้อแปลงขนาดเล็ก

หม้อแปลงไฟฟ้าขนาดใหญ่เสี่ยงต่อความล้มเหลวของฉนวนเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวที่มีส่วนประกอบความถี่สูงเช่นเกิดจากการสวิตชิ่งหรือฟ้าผ่า

การสูญเสียพลังงาน[ แก้ไข]

การสูญเสียพลังงานของหม้อแปลงถูกครอบงำโดยการสูญเสียที่คดเคี้ยวและแกน [18]ประสิทธิภาพของหม้อแปลงมีแนวโน้มที่ดีขึ้นตามความจุของหม้อแปลงที่เพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายทั่วไปอยู่ระหว่างประมาณ 98 ถึง 99 เปอร์เซ็นต์ [19] [20]

เนื่องจากการสูญเสียของหม้อแปลงแตกต่างกันไปตามโหลดจึงมักมีประโยชน์ในการจัดตารางการสูญเสียที่ไม่มีโหลดการสูญเสียโหลดเต็มการสูญเสียครึ่งโหลดและอื่น ๆ Hysteresis และการสูญเสียกระแสวนจะคงที่ในทุกระดับโหลดและครองที่ไม่มีโหลดในขณะที่การสูญเสียที่คดเคี้ยวจะเพิ่มขึ้นเมื่อโหลดเพิ่มขึ้น การสูญเสียที่ไม่มีโหลดอาจมีนัยสำคัญดังนั้นแม้แต่หม้อแปลงที่ไม่ได้ใช้งานก็ทำให้เกิดการระบายของแหล่งจ่ายไฟ การออกแบบหม้อแปลงที่ประหยัดพลังงานเพื่อลดการสูญเสียต้องใช้แกนที่ใหญ่ขึ้นเหล็กซิลิกอนคุณภาพดีหรือแม้แต่เหล็กอสัณฐานสำหรับแกนและลวดที่หนาขึ้นทำให้ต้นทุนเริ่มต้นเพิ่มขึ้น ทางเลือกของการก่อสร้างแสดงถึงการแลกเปลี่ยนระหว่างต้นทุนเริ่มต้นและต้นทุนการดำเนินงาน [21]

การสูญเสียของหม้อแปลงเกิดจาก:

การสูญเสียจูลที่คดเคี้ยว
กระแสที่ไหลผ่านตัวนำของขดลวดทำให้เกิดความร้อนจูลเนื่องจากความต้านทานของสายไฟ เมื่อความถี่เพิ่มขึ้นเอฟเฟกต์ผิวและเอฟเฟกต์ความใกล้ชิดทำให้ความต้านทานของขดลวดและด้วยเหตุนี้การสูญเสียจึงเพิ่มขึ้น
การสูญเสียหลัก
การสูญเสีย Hysteresis
แต่ละครั้งที่สนามแม่เหล็กจะกลับเป็นจำนวนเล็ก ๆ ของพลังงานที่สูญเสียไปจากhysteresisภายในแกนที่เกิดจากการเคลื่อนไหวของโดเมนแม่เหล็กภายในเหล็ก ตามสูตรของ Steinmetz พลังงานความร้อนเนื่องจากฮิสเทอรีซิสจะได้รับจาก
และ,
ดังนั้นการสูญเสียฮิสเทรีซิสจึงได้รับจาก
โดยที่fคือความถี่ηคือค่าสัมประสิทธิ์ฮิสเทรีซิสและβ สูงสุดคือความหนาแน่นของฟลักซ์สูงสุดซึ่งเลขชี้กำลังเชิงประจักษ์ซึ่งแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1.4 ถึง 1.8 แต่มักให้เป็น 1.6 สำหรับธาตุเหล็ก [21]สำหรับการวิเคราะห์รายละเอียดเพิ่มเติมโปรดดูที่แกนแม่เหล็กและสมการ Steinmetz ของ
การสูญเสียกระแสวน
กระแสวนเกิดขึ้นในแกนหม้อแปลงโลหะที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าโดยสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงและกระแสที่ไหลผ่านความต้านทานของเหล็กจะกระจายพลังงานเป็นความร้อนในแกน การสูญเสียกระแสวนเป็นฟังก์ชันที่ซับซ้อนของกำลังสองของความถี่อุปทานและกำลังสองผกผันของความหนาของวัสดุ [21] การสูญเสียกระแสวนสามารถลดลงได้โดยการทำให้แกนของแผ่นเคลือบ (แผ่นบาง ๆ ) หุ้มฉนวนไฟฟ้าจากกันแทนที่จะเป็นบล็อกทึบ หม้อแปลงทั้งหมดที่ทำงานที่ความถี่ต่ำใช้แกนลามิเนตหรือแกนที่คล้ายกัน
Magnetostriction ที่เกี่ยวข้องกับหม้อแปลง hum
ฟลักซ์แม่เหล็กในวัสดุแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นแกนกลางทำให้เกิดการขยายตัวทางกายภาพและหดตัวเล็กน้อยกับแต่ละรอบของสนามแม่เหล็กซึ่งเป็นผลกระทบที่เรียกว่าสนามแม่เหล็กซึ่งเป็นพลังงานเสียดทานที่ก่อให้เกิดเสียงรบกวนที่เรียกว่าmains humหรือ "transformer ครวญเพลง ". [22]ครวญเพลงหม้อแปลงนี้เป็นรังเกียจโดยเฉพาะอย่างยิ่งในหม้อแปลงที่จัดที่ความถี่พลังงานและความถี่สูง หม้อแปลง flybackเกี่ยวข้องกับโทรทัศน์CRTs
การสูญเสียที่หลงทาง
การเหนี่ยวนำการรั่วไหลนั้นส่วนใหญ่ไม่มีการสูญเสียเนื่องจากพลังงานที่จ่ายให้กับสนามแม่เหล็กจะถูกส่งกลับไปยังแหล่งจ่ายในช่วงครึ่งรอบถัดไป อย่างไรก็ตามฟลักซ์รั่วใด ๆ ที่สกัดกั้นวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าในบริเวณใกล้เคียงเช่นโครงสร้างรองรับของหม้อแปลงจะทำให้เกิดกระแสไหลวนและถูกเปลี่ยนเป็นความร้อน [23]
การแผ่รังสี
นอกจากนี้ยังมีการสูญเสียการแผ่รังสีเนื่องจากสนามแม่เหล็กที่สั่น แต่มักมีขนาดเล็ก
การสั่นสะเทือนทางกลและการส่งเสียงรบกวน
นอกจากสนามแม่เหล็กแล้วสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับยังทำให้เกิดแรงผันผวนระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ พลังงานนี้กระตุ้นการส่งผ่านการสั่นสะเทือนในงานโลหะที่เชื่อมต่อกันดังนั้นจึงขยายเสียงของหม้อแปลงไฟฟ้าที่ได้ยิน [24]

การก่อสร้าง[ แก้ไข]

แกน[ แก้ไข]

รูปแบบหลัก = ประเภทแกน; รูปแบบเชลล์ = ประเภทของเชลล์

หม้อแปลงปิดถูกสร้างขึ้นใน 'รูปแบบแกนกลาง' หรือ 'รูปแบบเปลือก' เมื่อขดลวดล้อมรอบแกนหม้อแปลงเป็นรูปแบบแกน เมื่อขดลวดล้อมรอบด้วยแกนกลางหม้อแปลงจะเป็นแบบเปลือก[25]การออกแบบรูปแบบเชลล์อาจเป็นที่แพร่หลายมากกว่าการออกแบบรูปแบบแกนสำหรับการใช้งานหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายเนื่องจากความสะดวกในการวางแกนกลางรอบขดลวดที่คดเคี้ยว[25]การออกแบบรูปแบบแกนมีแนวโน้มที่จะประหยัดกว่าและเป็นที่แพร่หลายมากกว่าการออกแบบรูปแบบเปลือกสำหรับการใช้งานหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงที่ปลายด้านล่างของช่วงแรงดันและพิกัดกำลัง (น้อยกว่าหรือเท่ากับ , ตามนาม, 230 kV หรือ 75 MVA) ที่แรงดันไฟฟ้าและกำลังไฟที่สูงขึ้นหม้อแปลงรูปแบบเปลือกมีแนวโน้มที่จะแพร่หลายมากขึ้น[25] [26][27]การออกแบบรูปแบบเชลล์มีแนวโน้มที่จะเป็นที่ต้องการสำหรับการใช้งานที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงเป็นพิเศษและ MVA ที่สูงขึ้นเนื่องจากแม้ว่าจะต้องใช้แรงงานมากในการผลิต แต่หม้อแปลงรูปแบบเปลือกก็มีลักษณะที่มีอัตราส่วน kVA ต่อน้ำหนักที่ดีขึ้นโดยเนื้อแท้ความแข็งแรงของการลัดวงจรที่ดีขึ้น ลักษณะและภูมิคุ้มกันที่สูงขึ้นต่อความเสียหายจากการขนส่ง [27]

แกนเหล็กเคลือบ[ แก้]

หม้อแปลงแกนลามิเนตแสดงขอบของการเคลือบที่ด้านบนของรูปถ่าย
การเคลือบหม้อแปลง EI แบบสอดแทรกแสดงช่องว่างของอากาศและเส้นทางของฟลักซ์

หม้อแปลงสำหรับการใช้งานที่กำลังไฟหรือเสียงความถี่มักจะมีแกนทำจากการซึมผ่านสูงเหล็กซิลิคอน [28]เหล็กมีความสามารถในการซึมผ่านได้หลายเท่าของพื้นที่ว่างและแกนกลางจึงทำหน้าที่ลดกระแสแม่เหล็กได้อย่างมากและ จำกัด ฟลักซ์ให้อยู่ในเส้นทางที่จับคู่กับขดลวดอย่างใกล้ชิด[29]ในไม่ช้านักพัฒนาหม้อแปลงก็ตระหนักว่าแกนที่สร้างจากเหล็กแข็งส่งผลให้เกิดการสูญเสียกระแสวนที่ต้องห้ามและการออกแบบของพวกเขาบรรเทาผลกระทบนี้ด้วยแกนที่ประกอบด้วยสายเหล็กหุ้มฉนวน[30]การออกแบบในภายหลังได้สร้างแกนโดยการซ้อนชั้นของแผ่นเหล็กบางซึ่งเป็นหลักการที่ยังคงใช้อยู่ การเคลือบแต่ละครั้งได้รับการหุ้มฉนวนจากเพื่อนบ้านโดยชั้นฉนวนบาง ๆ ที่ไม่นำไฟฟ้า [31]หม้อแปลงสม EMF สากลสามารถนำมาใช้ในการคำนวณหลักพื้นที่หน้าตัดสำหรับระดับที่ต้องการของสนามแม่เหล็ก [9]

ผลของการเคลือบคือการ จำกัด กระแสน้ำวนให้อยู่ในเส้นทางรูปไข่สูงที่ล้อมรอบฟลักซ์เพียงเล็กน้อยและลดขนาดลง การเคลือบด้วยทินเนอร์ช่วยลดการสูญเสีย[28]แต่ใช้งานยากและมีราคาแพงกว่าในการสร้าง [32]โดยทั่วไปแล้วการเคลือบแบบบางจะใช้กับหม้อแปลงความถี่สูงโดยการเคลือบด้วยเหล็กที่บางมากสามารถทำงานได้ถึง 10 kHz

การเคลือบแกนช่วยลดการสูญเสียกระแสวนได้อย่างมาก

การออกแบบแกนลามิเนตทั่วไปอย่างหนึ่งทำจากเหล็กแผ่นรูปตัว E ที่ประกบกันโดยใช้ชิ้นส่วนรูปตัว Iซึ่งนำไปสู่ชื่อของ 'หม้อแปลง EI' [32]การออกแบบดังกล่าวมีแนวโน้มที่จะแสดงความสูญเสียมากกว่า แต่ประหยัดมากในการผลิต คัทคอร์หรือซีคอร์ทำโดยการพันเหล็กเส้นรอบรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าแล้วประกบชั้นเข้าด้วยกัน จากนั้นตัดออกเป็นสองส่วนสร้างรูปตัว C สองอันและแกนประกอบโดยมัดครึ่ง C ทั้งสองเข้าด้วยกันด้วยสายรัดเหล็ก [32]พวกเขามีข้อได้เปรียบที่ฟลักซ์จะเน้นขนานกับเม็ดโลหะเสมอซึ่งจะช่วยลดความไม่เต็มใจ

แกนเหล็กของremanenceหมายความว่ามันยังคงมีสนามแม่เหล็กคงที่เมื่อพลังงานจะถูกลบออก เมื่อมีการใช้พลังงานอีกครั้งสนามที่เหลือจะทำให้กระแสไฟฟ้าไหลเข้าสูงจนกว่าผลของแม่เหล็กที่เหลือจะลดลงโดยปกติหลังจากผ่านไปสองสามรอบของรูปคลื่น AC ที่ใช้ [33]ต้องเลือกอุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินเช่นฟิวส์เพื่อให้การไหลเข้าที่ไม่เป็นอันตรายนี้ผ่านไปได้

บนหม้อแปลงที่เชื่อมต่อกับสายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะที่ยาวกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำเนื่องจากการรบกวนทางภูมิศาสตร์ระหว่างพายุสุริยะอาจทำให้เกิดความอิ่มตัวของแกนกลางและการทำงานของอุปกรณ์ป้องกันหม้อแปลงได้ [34]

จำหน่ายหม้อแปลงสามารถบรรลุการสูญเสียต่ำไม่มีโหลดโดยใช้แกนทำด้วยเหล็กสูญเสียต่ำสูงซึมผ่านของซิลิกอนหรืออสัณฐาน (ไม่เป็นผลึก) โลหะอัลลอยด์ ต้นทุนเริ่มต้นที่สูงขึ้นของวัสดุหลักจะถูกชดเชยตลอดอายุการใช้งานของหม้อแปลงโดยการสูญเสียที่ลดลงเมื่อโหลดเบา [35]

แกนแข็ง[ แก้ไข]

แกนเหล็กผงใช้ในวงจรเช่นแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ที่ทำงานเหนือความถี่หลักและสูงถึงไม่กี่สิบกิโลเฮิรตซ์ วัสดุเหล่านี้รวมการซึมผ่านของแม่เหล็กสูงที่มีจำนวนมากสูงไฟฟ้าความต้านทาน สำหรับความถี่ที่ขยายเกินแถบVHFแกนที่ทำจากวัสดุเซรามิกแม่เหล็กที่ไม่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเรียกว่าเฟอร์ไรต์เป็นเรื่องปกติ [32]หม้อแปลงความถี่วิทยุบางตัวยังมีแกนที่เคลื่อนย้ายได้ (บางครั้งเรียกว่า 'กระสุน') ซึ่งช่วยให้สามารถปรับค่าสัมประสิทธิ์การมีเพศสัมพันธ์ (และแบนด์วิดท์ ) ของวงจรความถี่วิทยุที่ปรับแต่งได้

แกน Toroidal [ แก้ไข]

หม้อแปลงแกน toroidal ขนาดเล็ก

หม้อแปลง Toroidal ถูกสร้างขึ้นรอบ ๆ แกนแหวนรูปซึ่งขึ้นอยู่กับความถี่ในการดำเนินงานคือทำจากแถบยาวของเหล็กซิลิคอนหรือpermalloyแผลเข้าไปในขดลวดเหล็กผงหรือเฟอร์ไรต์ [36]ทำให้มั่นใจแถบก่อสร้างว่าข้าวเขตแดนมีความสอดคล้องอย่างดีที่สุดในการปรับปรุงประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้าโดยการลดหลักของความไม่เต็มใจรูปทรงวงแหวนปิดช่วยลดช่องว่างอากาศที่มีอยู่ในการสร้างแกน EI [9] : 485 หน้าตัดของวงแหวนมักเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสหรือสี่เหลี่ยมผืนผ้า แต่ก็มีแกนที่มีราคาแพงกว่าที่มีหน้าตัดวงกลม ขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิมักจะพันกันเป็นศูนย์กลางเพื่อให้ครอบคลุมพื้นผิวทั้งหมดของแกน นี้จะช่วยลดความยาวของสายไฟที่จำเป็นและให้การตรวจคัดกรองเพื่อลดสนามแม่เหล็กหลักจากการสร้างสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า

หม้อแปลง Toroidal มีประสิทธิภาพมากกว่า EI ชนิดเคลือบที่ราคาถูกกว่าสำหรับระดับพลังงานที่ใกล้เคียงกัน ข้อดีอื่น ๆ เมื่อเทียบกับประเภท EI ได้แก่ ขนาดที่เล็กกว่า (ประมาณครึ่งหนึ่ง) น้ำหนักที่ต่ำกว่า (ประมาณครึ่งหนึ่ง) เสียงฮัมเชิงกลน้อยกว่า (ทำให้ดีกว่าในแอมพลิฟายเออร์เสียง) สนามแม่เหล็กภายนอกที่ต่ำกว่า (ประมาณหนึ่งในสิบ) การสูญเสียนอกโหลดต่ำ ( ทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นในวงจรสแตนด์บาย) การติดตั้งสลักเกลียวเดี่ยวและรูปทรงที่มีให้เลือกมากขึ้น ข้อเสียเปรียบหลักคือต้นทุนที่สูงขึ้นและความจุไฟฟ้าที่ จำกัด (ดูพารามิเตอร์การจำแนกประเภทด้านล่าง) เนื่องจากไม่มีช่องว่างตกค้างในเส้นทางแม่เหล็กหม้อแปลง toroidal จึงมีแนวโน้มที่จะแสดงกระแสไฟฟ้าไหลเข้าสูงกว่าเมื่อเทียบกับประเภท EI ที่เคลือบด้วยลามิเนต

แกนเฟอร์ไรต์ทอรอยด์ถูกใช้ในความถี่ที่สูงขึ้นโดยปกติจะอยู่ระหว่างไม่กี่สิบกิโลเฮิร์ตซ์ถึงหลายร้อยเมกะเฮิรตซ์เพื่อลดการสูญเสียขนาดทางกายภาพและน้ำหนักของส่วนประกอบอุปนัย ข้อเสียเปรียบของการสร้างหม้อแปลง toroidal คือต้นทุนแรงงานที่สูงขึ้นในการม้วน เนื่องจากจำเป็นต้องส่งความยาวทั้งหมดของขดลวดที่คดเคี้ยวผ่านรูรับแสงหลักทุกครั้งที่มีการเพิ่มรอบเดียวในขดลวด ด้วยเหตุนี้หม้อแปลง toroidal ที่ได้รับการจัดอันดับมากกว่าสองสาม kVA จึงเป็นเรื่องผิดปกติ มี toroids ค่อนข้างน้อยที่มีกำลังไฟสูงกว่า 10 kVA และแทบไม่มีเลยที่สูงกว่า 25 kVA หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายขนาดเล็กอาจได้รับประโยชน์บางประการของแกน toroidal โดยการแยกและบังคับให้เปิดจากนั้นใส่กระสวยที่มีขดลวดหลักและขดลวดทุติยภูมิ[37]

แกนอากาศ[ แก้ไข]

หม้อแปลงไฟฟ้าสามารถผลิตได้โดยวางขดลวดไว้ใกล้กันการจัดเรียงที่เรียกว่าหม้อแปลง "แกนอากาศ" หม้อแปลงแกนอากาศช่วยลดการสูญเสียเนื่องจากฮิสเทอรีซิสในวัสดุหลัก [12]การเหนี่ยวนำแม่เหล็กจะลดลงอย่างมากเนื่องจากการขาดแกนแม่เหล็กส่งผลให้เกิดกระแสแม่เหล็กขนาดใหญ่และสูญเสียหากใช้ที่ความถี่ต่ำ หม้อแปลงแอร์คอร์ไม่เหมาะสำหรับใช้ในการกระจายกำลังไฟฟ้า[12]แต่มักใช้ในงานความถี่วิทยุ [38]แกนอากาศยังใช้สำหรับหม้อแปลงเรโซแนนซ์เช่นขดลวดเทสลาซึ่งสามารถสูญเสียได้ต่ำพอสมควรแม้จะมีการเหนี่ยวนำแม่เหล็กต่ำ

ขดลวด[ แก้ไข]

โดยปกติแล้วขดลวดจะถูกจัดเรียงเป็นศูนย์กลางเพื่อลดการรั่วไหลของฟลักซ์
ตัดมุมมองผ่านขดลวดหม้อแปลง คำอธิบาย:
สีขาว : อากาศของเหลวหรือฉนวนตัวกลางอื่น ๆ
เกลียวสีเขียว : เหล็กกล้าซิลิกอนเชิงเกรน
สีดำ : ขดลวดปฐมภูมิ
สีแดง : ขดลวดทุติยภูมิ

ตัวนำไฟฟ้าที่ใช้สำหรับขดลวดขึ้นอยู่กับการใช้งาน แต่ในทุกกรณีแต่ละรอบจะต้องหุ้มฉนวนไฟฟ้าจากกันเพื่อให้แน่ใจว่ากระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ตลอดทุกรอบ สำหรับหม้อแปลงขนาดเล็กซึ่งในกระแสต่ำและความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนที่อยู่ติดกันมีขนาดเล็กขดลวดมักจะเป็นแผลจากลวดแม่เหล็กเคลือบหม้อแปลงไฟฟ้าขนาดใหญ่อาจจะเป็นแผลกับทองแดงสี่เหลี่ยมตัวนำแถบฉนวนกระดาษมีคราบน้ำมันและบล็อกของpressboard [39]

หม้อแปลงความถี่สูงที่ทำงานในช่วงหลักสิบถึงหลายร้อยกิโลเฮิรตซ์มักจะมีขดลวดที่ทำจากลวดลิทซ์แบบถักเพื่อลดการสูญเสียเอฟเฟกต์ผิวและความใกล้เคียง[40]หม้อแปลงไฟฟ้าขนาดใหญ่ใช้ตัวนำหลายเส้นเช่นกันเนื่องจากแม้ในความถี่พลังงานต่ำการกระจายกระแสที่ไม่สม่ำเสมอก็จะมีอยู่ในขดลวดกระแสสูง[39]แต่ละเส้นมีการหุ้มฉนวนแยกกันและมีการจัดเรียงเส้นเพื่อให้ในบางจุดของขดลวดหรือตลอดทั้งขดลวดแต่ละส่วนมีตำแหน่งสัมพัทธ์ที่แตกต่างกันในตัวนำที่สมบูรณ์ การขนย้ายจะทำให้กระแสที่ไหลในแต่ละเส้นของตัวนำเท่ากันและลดการสูญเสียกระแสวนในขดลวด ตัวนำตีเกลียวยังมีความยืดหยุ่นมากกว่าตัวนำแข็งที่มีขนาดใกล้เคียงกันซึ่งช่วยในการผลิต [39]

ขดลวดของหม้อแปลงสัญญาณช่วยลดการเหนี่ยวนำการรั่วไหลและความจุหลงทางเพื่อปรับปรุงการตอบสนองความถี่สูง ขดลวดจะแบ่งออกเป็นส่วน ๆ และส่วนเหล่านั้นจะสอดประสานระหว่างส่วนของขดลวดอื่น ๆ

หม้อแปลงความถี่ไฟฟ้าอาจมีก๊อกที่จุดกลางของขดลวดซึ่งโดยปกติจะอยู่ที่ด้านขดลวดแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าสำหรับการปรับแรงดันไฟฟ้า อาจมีการเชื่อมต่อก๊อกใหม่ด้วยตนเองหรืออาจมีสวิตช์แบบแมนนวลหรือแบบอัตโนมัติสำหรับการเปลี่ยนก๊อก อัตโนมัติโหลดแตะเปลี่ยนถูกนำมาใช้ในการส่งพลังงานไฟฟ้าหรือการกระจายบนอุปกรณ์เช่นเตาอาร์หม้อแปลงหรือสำหรับหน่วยงานกำกับดูแลแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติที่มีความสำคัญสำหรับการโหลด หม้อแปลงความถี่เสียงที่ใช้สำหรับการกระจายเสียงไปยังลำโพงเสียงประกาศสาธารณะมีก๊อกเพื่อให้สามารถปรับอิมพีแดนซ์ให้กับลำโพงแต่ละตัวได้หม้อแปลงศูนย์เคาะมักจะใช้ในขั้นตอนการส่งออกของพลังเสียงเครื่องขยายเสียงในวงจรดันดึง หม้อแปลงมอดูเลตในเครื่องส่งAMมีความคล้ายคลึงกันมาก

การระบายความร้อน[ แก้ไข]

มุมมองที่ลดลงของหม้อแปลงแช่ของเหลว ตัวอนุรักษ์ (อ่างเก็บน้ำ) ที่ด้านบนให้การแยกของเหลวสู่บรรยากาศเมื่อระดับน้ำหล่อเย็นและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ผนังและครีบช่วยกระจายความร้อนที่จำเป็น

เป็นกฎทั่วไปที่อายุขัยของฉนวนไฟฟ้าจะลดลงครึ่งหนึ่งโดยประมาณทุกๆ 7 ° C ถึง 10 ° C อุณหภูมิในการทำงานที่เพิ่มขึ้น(ตัวอย่างของการประยุกต์ใช้สมการ Arrhenius ) [41]

หม้อแปลงแบบแห้งขนาดเล็กและแบบจุ่มของเหลวมักจะระบายความร้อนด้วยตัวเองโดยการพาความร้อนตามธรรมชาติและการกระจายความร้อนด้วยรังสีเมื่อการจัดอันดับพลังงานเพิ่มขึ้นหม้อแปลงมักจะถูกระบายความร้อนด้วยการระบายความร้อนด้วยอากาศบังคับการระบายความร้อนด้วยน้ำมันการระบายความร้อนด้วยน้ำหรือการรวมกัน[42]หม้อแปลงไฟฟ้าขนาดใหญ่เต็มไปด้วยน้ำมันหม้อแปลงที่ทั้งเย็นและเป็นฉนวนของขดลวด[43]น้ำมันหม้อแปลงเป็นน้ำมันแร่ที่ผ่านการกลั่นสูงซึ่งทำให้ขดลวดและฉนวนเย็นลงโดยการหมุนเวียนภายในถังหม้อแปลง น้ำมันแร่และกระดาษระบบฉนวนได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางและใช้งานมากว่า 100 ปี คาดว่า 50% ของหม้อแปลงไฟฟ้าจะมีอายุการใช้งาน 50 ปีอายุเฉลี่ยของความล้มเหลวของหม้อแปลงไฟฟ้าอยู่ที่ประมาณ 10 ถึง 15 ปีและความล้มเหลวของหม้อแปลงไฟฟ้าประมาณ 30% เกิดจากฉนวนและความล้มเหลวในการรับน้ำหนักเกิน[44] [45]การทำงานเป็นเวลานานที่อุณหภูมิสูงขึ้นจะทำให้คุณสมบัติการเป็นฉนวนของฉนวนที่คดเคี้ยวและสารหล่อเย็นอิเล็กทริกลดลงซึ่งไม่เพียง แต่ทำให้อายุการใช้งานของหม้อแปลงสั้นลงเท่านั้น แต่ยังสามารถนำไปสู่ความล้มเหลวของหม้อแปลงได้ในที่สุด[41]ด้วยการศึกษาเชิงประจักษ์ที่ดีเยี่ยมเพื่อเป็นแนวทางการทดสอบน้ำมันหม้อแปลงรวมถึงการวิเคราะห์ก๊าซที่ละลายน้ำจะให้ข้อมูลการบำรุงรักษาที่มีคุณค่า

กฎข้อบังคับในการสร้างอาคารในหลายเขตอำนาจศาลกำหนดให้หม้อแปลงที่เติมของเหลวภายในอาคารต้องใช้ของเหลวอิเล็กทริกที่ติดไฟได้น้อยกว่าน้ำมันหรือติดตั้งในห้องที่ทนไฟ[19]หม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้งที่ระบายความร้อนด้วยอากาศสามารถประหยัดได้มากกว่าซึ่งจะช่วยลดต้นทุนของห้องหม้อแปลงที่ทนไฟได้

ถังของหม้อแปลงที่เติมของเหลวมักมีหม้อน้ำซึ่งสารหล่อเย็นเหลวไหลเวียนโดยการพาความร้อนตามธรรมชาติหรือครีบ หม้อแปลงไฟฟ้าขนาดใหญ่บางรุ่นใช้พัดลมไฟฟ้าสำหรับการระบายความร้อนด้วยอากาศปั๊มสำหรับการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบบังคับหรือมีตัวแลกเปลี่ยนความร้อนสำหรับระบายความร้อนด้วยน้ำ[43]หม้อแปลงไฟฟ้าแบบจุ่มน้ำมันอาจติดตั้งรีเลย์ Buchholzซึ่งขึ้นอยู่กับความรุนแรงของการสะสมของก๊าซอันเนื่องมาจากการเกิดประกายไฟภายในใช้ในการปลุกหรือปิดการทำงานของหม้อแปลง[33]การติดตั้งหม้อแปลงไฟฟ้าแบบจุ่มน้ำมันมักจะมีมาตรการป้องกันอัคคีภัยเช่นผนังการกักน้ำมันและระบบฉีดน้ำดับเพลิง

Polychlorinated biphenyls (PCBs) มีคุณสมบัติที่ครั้งหนึ่งเคยนิยมใช้เป็นสารหล่อเย็นอิเล็กทริกแม้ว่าความกังวลเกี่ยวกับความคงทนต่อสิ่งแวดล้อมจะทำให้มีการห้ามใช้อย่างกว้างขวาง [46] ใน ปัจจุบันอาจมีการใช้น้ำมันที่ใช้ซิลิโคนที่มีความเสถียรและปลอดสารพิษหรือฟลูออไรด์ไฮโดรคาร์บอนซึ่งค่าใช้จ่ายของของเหลวทนไฟชดเชยต้นทุนอาคารเพิ่มเติมสำหรับห้องนิรภัยของหม้อแปลง [19] [47]

หม้อแปลงบางชนิดเป็นฉนวนก๊าซ ขดลวดของพวกเขาอยู่ในถังปิดผนึกแรงดันและระบายความร้อนด้วยไนโตรเจนหรือก๊าซซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ [47]

หม้อแปลงไฟฟ้ารุ่นทดลองในช่วง 500 ถึง 1,000 kVA ถูกสร้างขึ้นด้วยขดลวดตัวนำยิ่งยวดที่ระบายความร้อนด้วยไนโตรเจนเหลวหรือฮีเลียมซึ่งช่วยลดการสูญเสียที่คดเคี้ยวโดยไม่ส่งผลต่อการสูญเสียแกน [48] [49]

ฉนวนกันความร้อน[ แก้ไข]

หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังอยู่ระหว่างการทดสอบ

ต้องมีฉนวนกันความร้อนระหว่างแต่ละรอบของขดลวดระหว่างขดลวดระหว่างขดลวดและแกนและที่ขั้วของขดลวด

ฉนวนกันความร้อนระหว่างกันของหม้อแปลงขนาดเล็กอาจเป็นชั้นของฉนวนเคลือบเงาบนสายไฟ ชั้นของกระดาษหรือฟิล์มโพลีเมอร์อาจแทรกระหว่างชั้นของขดลวดและระหว่างขดลวดหลักและขดลวดทุติยภูมิ หม้อแปลงอาจเคลือบหรือจุ่มลงในเรซินโพลีเมอร์เพื่อปรับปรุงความแข็งแรงของขดลวดและป้องกันความชื้นหรือการกัดกร่อน เรซินอาจถูกชุบลงในฉนวนที่คดเคี้ยวโดยใช้สูญญากาศและแรงดันร่วมกันระหว่างกระบวนการเคลือบเพื่อขจัดช่องว่างของอากาศทั้งหมดในขดลวด ในขอบเขตที่ จำกัด ขดลวดทั้งหมดอาจถูกวางไว้ในแม่พิมพ์และเรซินหล่อรอบ ๆ เป็นบล็อกทึบห่อหุ้มขดลวด[50]

หม้อแปลงไฟฟ้าแบบเติมน้ำมันขนาดใหญ่ใช้ขดลวดพันด้วยกระดาษฉนวนซึ่งชุบน้ำมันระหว่างการประกอบหม้อแปลง หม้อแปลงที่เติมน้ำมันใช้น้ำมันแร่ที่ผ่านการกลั่นสูงเพื่อป้องกันและทำให้ขดลวดและแกนเย็นลง การสร้างหม้อแปลงไฟฟ้าที่เติมน้ำมันจำเป็นต้องให้ฉนวนที่หุ้มขดลวดต้องทำให้ความชื้นที่เหลืออยู่แห้งสนิทก่อนที่จะนำน้ำมันเข้ามา การทำให้แห้งอาจทำได้โดยการหมุนเวียนอากาศร้อนรอบแกนกลางโดยการหมุนเวียนน้ำมันหม้อแปลงที่ให้ความร้อนภายนอกหรือโดยการทำให้แห้งแบบเฟสไอ (VPD) ซึ่งตัวทำละลายที่ระเหยจะถ่ายเทความร้อนโดยการควบแน่นบนขดลวดและแกน สำหรับหม้อแปลงขนาดเล็กจะใช้ความต้านทานความร้อนโดยการฉีดกระแสเข้าไปในขดลวด

บูช[ แก้ไข]

หม้อแปลงขนาดใหญ่ขึ้นมาพร้อมกับบูชฉนวนไฟฟ้าแรงสูงที่ทำจากโพลีเมอร์หรือพอร์ซเลน บูชขนาดใหญ่อาจเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนเนื่องจากต้องควบคุมการไล่ระดับของสนามไฟฟ้าอย่างระมัดระวังโดยไม่ให้น้ำมันรั่วของหม้อแปลง [51]

พารามิเตอร์การจำแนก[ แก้ไข]

สถานีไฟฟ้าในเมลเบิร์น , ออสเตรเลียแสดงสามห้า 220 กิโลโวลต์ - 66 กิโลโวลต์หม้อแปลงแต่ละที่มีความจุ 150 MVA
Transformer ลายพรางในเมืองแลงลีย์

หม้อแปลงสามารถจำแนกได้หลายวิธีดังต่อไปนี้:

  • ระดับพลังงาน : ตั้งแต่เศษของโวลต์ - แอมป์ (VA) ไปจนถึงมากกว่าหนึ่งพัน MVA
  • หน้าที่ของหม้อแปลง : ต่อเนื่อง, เวลาสั้น, ไม่ต่อเนื่อง, เป็นระยะ, แปรผัน
  • ช่วงความถี่ : Power-ความถี่ , เสียงความถี่หรือคลื่นความถี่วิทยุ
  • ระดับแรงดันไฟฟ้า : ตั้งแต่ไม่กี่โวลต์ถึงหลายร้อยกิโลโวลต์
  • ประเภทการทำความเย็น : แห้งหรือแช่ของเหลว ระบายความร้อนด้วยตัวเองระบายความร้อนด้วยอากาศบังคับระบายความร้อนด้วยน้ำมันระบายความร้อนด้วยน้ำ
  • แอพลิเคชัน : แหล่งจ่ายไฟ, การจับคู่อิมพีแดนซ์, แรงดันขาออกและตัวปรับกระแสไฟฟ้า, พัลส์ , การแยกวงจร, การกระจายกำลัง , วงจรเรียงกระแส , เตาอาร์ก , เอาต์พุตเครื่องขยายเสียง ฯลฯ
  • รูปแบบแม่เหล็กพื้นฐาน : รูปแบบแกนรูปแบบเปลือกศูนย์กลางแซนวิช
  • คงมีศักยภาพบ่งหม้อแปลง : ขั้นตอนขึ้นขั้นตอนลง, การแยก
  • ทั่วไปการกำหนดค่าที่คดเคี้ยว : โดยIEC เวกเตอร์กลุ่มสองม้วนรวมกันของการกำหนดขั้นตอนเดลต้าไวย์หรือดาวและคดเคี้ยวไปมา ; หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ , Scott-T
  • การกำหนดค่าขดลวดกะระยะของวงจรเรียงกระแส : 2 ขดลวด 6 ชีพจร; 3 คดเคี้ยว 12 ชีพจร; . . . n - คดเคี้ยว, [n-1] * 6-pulse; รูปหลายเหลี่ยม; ฯลฯ ..

แอปพลิเคชัน[ แก้ไข]

Transformer ที่Limestone Generating Stationในแมนิโทบาแคนาดา

แอพลิเคชันต่างๆการออกแบบที่เฉพาะเจาะจงไฟฟ้าต้องมีความหลากหลายของชนิดหม้อแปลง แม้ว่าพวกเขาทั้งหมดจะแบ่งปันหลักการพื้นฐานของหม้อแปลง แต่ก็มีการปรับแต่งในการก่อสร้างหรือคุณสมบัติทางไฟฟ้าสำหรับข้อกำหนดการติดตั้งหรือเงื่อนไขวงจรบางอย่าง

ในการส่งกำลังไฟฟ้าหม้อแปลงอนุญาตให้ส่งพลังงานไฟฟ้าที่แรงดันไฟฟ้าสูงซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียเนื่องจากความร้อนของสายไฟ สิ่งนี้ช่วยให้การสร้างพืชสามารถตั้งอยู่ในเชิงเศรษฐกิจได้ในระยะห่างจากผู้ใช้ไฟฟ้า [52]พลังงานไฟฟ้าทั้งหมดยกเว้นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของโลกได้ส่งผ่านชุดหม้อแปลงไฟฟ้าเมื่อถึงมือผู้บริโภค [23]

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายหม้อแปลงใช้ในการแปลงแรงดันไฟฟ้าจากสายไฟกระจายไปเป็นค่าที่สะดวกสบายสำหรับความต้องการวงจรทั้งทางตรงที่ความถี่สายไฟหรือผ่านแหล่งจ่ายไฟสลับโหมด

ตัวแปลงสัญญาณและเสียงใช้กับแอมพลิฟายเออร์สองขั้นตอนและเพื่อจับคู่อุปกรณ์เช่นไมโครโฟนและเครื่องเล่นบันทึกกับอินพุตของแอมพลิฟายเออร์ หม้อแปลงเสียงอนุญาตให้วงจรโทรศัพท์ดำเนินการสนทนาสองทางผ่านสายคู่เดียว balunหม้อแปลงแปลงสัญญาณที่มีการอ้างอิงไปยังพื้นดินกับสัญญาณที่มีความสมดุลแรงดันไฟฟ้าไปที่พื้นดินเช่นระหว่างสายเคเบิลภายนอกและวงจรภายใน หม้อแปลงแยกป้องกันการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้าเข้าสู่วงจรทุติยภูมิและใช้ในอุปกรณ์ทางการแพทย์และในสถานที่ก่อสร้าง หม้อแปลงเรโซแนนซ์ใช้สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างขั้นตอนของเครื่องรับวิทยุหรือในขดลวดเทสลาแรงดันสูง

แผนผังของหม้อแปลงไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่เติมน้ำมัน 1. ถัง 2. ฝาปิด 3. ถังอนุรักษ์ 4. ตัวบ่งชี้ระดับน้ำมัน 5. รีเลย์ Buchholz สำหรับตรวจจับฟองก๊าซหลังจากเกิดความผิดปกติภายใน 6. ท่อ 7. ตัวเปลี่ยนหัวแตะ 8. มอเตอร์ขับเคลื่อนสำหรับเครื่องเปลี่ยนก๊อก 9. เพลาขับสำหรับตัวเปลี่ยนแทป 10. บูชแรงดันสูง (HV) 11. บูชหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าแรงสูง 12. บูชแรงดันต่ำ (LV) 13. หม้อแปลงกระแสไฟฟ้าแรงต่ำ 14. บูช - หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าสำหรับการวัดแสง 15. แกน 16. แอก ของแกนกลาง 17. แขนขาเชื่อมแอกและยึดไว้ 18. ขดลวด 19. การเดินสายภายในระหว่างขดลวดและตัวเปลี่ยนหัวฉีด 20. วาล์วปล่อยน้ำมัน 21. วาล์วสูญญากาศ

ประวัติ[ แก้ไข]

การค้นพบการเหนี่ยวนำ[ แก้ไข]

การทดลองของฟาราเดย์เกี่ยวกับการเหนี่ยวนำระหว่างขดลวด[53]

การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าหลักการทำงานของหม้อแปลงถูกค้นพบโดยอิสระโดยไมเคิลฟาราเดย์ในปี พ.ศ. 2374 และโจเซฟเฮนรีในปี พ.ศ. 2375 [54] [55] [56] [57]มีเพียงฟาราเดย์เท่านั้นที่ดำเนินการทดลองของเขาต่อไปจนถึงจุดที่สามารถทำงานได้ สมการที่อธิบายความสัมพันธ์ระหว่าง EMF และฟลักซ์แม่เหล็กซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อกฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ :

ที่เป็นขนาดของ EMF ในโวลต์และΦ Bเป็นแม่เหล็กผ่านวงจรในWebers [58]

ฟาราเดย์ทำการทดลองเบื้องต้นเกี่ยวกับการเหนี่ยวนำระหว่างขดลวดรวมถึงการพันขดลวดคู่หนึ่งรอบวงแหวนเหล็กด้วยเหตุนี้จึงสร้างหม้อแปลงแกนปิดtoroidal ตัวแรก [57] [59]อย่างไรก็ตามเขาใช้เพียงแต่ละพัลส์ของกระแสไฟฟ้ากับหม้อแปลงของเขาและไม่เคยค้นพบความสัมพันธ์ระหว่างอัตราส่วนรอบและ EMF ในขดลวด

ขดลวดเหนี่ยวนำ 1900 เบรเมอร์ฮาเฟินเยอรมนี

ขดลวดเหนี่ยวนำ[ แก้ไข]

หม้อแปลงวงแหวนของฟาราเดย์

หม้อแปลงชนิดแรกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือขดลวดเหนี่ยวนำซึ่งคิดค้นโดย Rev. Nicholas CallanจากMaynooth Collegeประเทศไอร์แลนด์ในปีพ. ศ. 2379 [57]เขาเป็นหนึ่งในนักวิจัยคนแรกที่ตระหนักว่ายิ่งขดลวดทุติยภูมิมีการหมุนมากขึ้นซึ่งสัมพันธ์กับ ขดลวดปฐมภูมิยิ่ง EMF ทุติยภูมิที่เหนี่ยวนำจะมีขนาดใหญ่ขึ้น ขดลวดเหนี่ยวนำพัฒนาขึ้นจากความพยายามของนักวิทยาศาสตร์และนักประดิษฐ์เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นจากแบตเตอรี่ เนื่องจากแบตเตอรี่ผลิตกระแสตรง (DC)มากกว่า AC ขดลวดเหนี่ยวนำจึงอาศัยหน้าสัมผัสไฟฟ้าที่สั่นสะเทือนที่ขัดจังหวะกระแสในหลักเป็นประจำเพื่อสร้างการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์ที่จำเป็นสำหรับการเหนี่ยวนำ ระหว่างทศวรรษที่ 1830 ถึงทศวรรษที่ 1870 ความพยายามในการสร้างขดลวดเหนี่ยวนำที่ดีขึ้นโดยส่วนใหญ่เกิดจากการลองผิดลองถูกทำให้เห็นหลักการพื้นฐานของหม้อแปลงอย่างช้าๆ

หม้อแปลงไฟฟ้ากระแสสลับรุ่นแรก[ แก้ไข]

จากยุค 1870 ที่มีประสิทธิภาพเครื่องปั่นไฟผลิตไฟฟ้ากระแสสลับ (AC)ที่มีอยู่และมันก็พบ AC อาจอำนาจขดลวดเหนี่ยวนำโดยตรงโดยไม่ต้องขัดขวาง

ในปีพ. ศ. 2419 Pavel Yablochkovวิศวกรชาวรัสเซียได้ประดิษฐ์ระบบแสงสว่างโดยใช้ชุดขดลวดเหนี่ยวนำซึ่งขดลวดหลักเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ขดลวดทุติยภูมิสามารถเชื่อมต่อกับ'เทียนไฟฟ้า' (โคมไฟโค้ง) หลาย ๆ แบบที่เขาออกแบบเองได้ ขดลวด Yablochkov ใช้เป็นหม้อแปลงไฟฟ้า [60]

ในปีพ. ศ. 2421 โรงงาน Ganzในบูดาเปสต์ประเทศฮังการีเริ่มผลิตอุปกรณ์สำหรับไฟฟ้าแสงสว่างและในปีพ. ศ. 2426 ได้ติดตั้งระบบมากกว่าห้าสิบระบบในออสเตรีย - ฮังการี ระบบ AC ของพวกเขาใช้หลอดอาร์กและหลอดไส้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและอุปกรณ์อื่น ๆ [57] [61]

Lucien GaulardและJohn Dixon Gibbsจัดแสดงอุปกรณ์ที่มีแกนเหล็กแบบเปิดเป็นครั้งแรกที่เรียกว่า 'เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทุติยภูมิ' ในลอนดอนในปีพ. ศ. 2425 จากนั้นขายแนวคิดให้กับบริษัทWestinghouseในสหรัฐอเมริกา [30]พวกเขายังจัดแสดงสิ่งประดิษฐ์ในตูรินประเทศอิตาลีในปีพ. ศ. 2427 ซึ่งถูกนำมาใช้กับระบบไฟฟ้าแสงสว่าง [62]

การกระจายวงจรหม้อแปลงในช่วงต้น[ แก้ไข]

การเหนี่ยวนำขดลวดที่มีวงจรแม่เหล็กเปิดจะไม่มีประสิทธิภาพในการถ่ายโอนอำนาจในการโหลดจนกระทั่งประมาณปีพ. ศ. 2423 กระบวนทัศน์ในการส่งไฟฟ้ากระแสสลับจากแหล่งจ่ายไฟฟ้าแรงสูงไปยังโหลดแรงดันไฟฟ้าต่ำเป็นวงจรอนุกรม หม้อแปลงแบบโอเพ่นคอร์ที่มีอัตราส่วนใกล้ 1: 1 เชื่อมต่อกับไพรมารีเป็นชุดเพื่อให้สามารถใช้ไฟฟ้าแรงสูงในการส่งผ่านในขณะที่ให้แรงดันไฟฟ้าต่ำไปยังหลอดไฟ ข้อบกพร่องโดยธรรมชาติของวิธีนี้คือการปิดหลอดไฟดวงเดียว (หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ ) ส่งผลต่อแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับวงจรอื่น ๆ ทั้งหมดในวงจรเดียวกัน การออกแบบหม้อแปลงแบบปรับได้หลายแบบถูกนำมาใช้เพื่อชดเชยลักษณะที่เป็นปัญหาของวงจรอนุกรมรวมถึงวิธีการใช้วิธีการปรับแกนหรือข้ามฟลักซ์แม่เหล็กรอบ ๆ ส่วนของขดลวด[62]การออกแบบหม้อแปลงที่มีประสิทธิภาพและใช้งานได้จริงไม่ปรากฏจนถึงทศวรรษที่ 1880 แต่ภายในหนึ่งทศวรรษหม้อแปลงจะเป็นเครื่องมือในการทำสงครามของกระแสน้ำและในการได้เห็นระบบจำหน่ายไฟฟ้ากระแสสลับมีชัยชนะเหนือคู่หู DC ซึ่งเป็นตำแหน่งที่พวกเขายังคงโดดเด่นอยู่ตลอดมา ตั้งแต่. [63]

หม้อแปลงไฟฟ้าแบบเชลล์ ร่างที่ Uppenborn ใช้เพื่ออธิบายสิทธิบัตรปี 1885 ของวิศวกร ZBD และบทความแรกสุด [62]
รูปแบบแกนด้านหน้า; รูปแบบเปลือกกลับ ตัวอย่างแรกสุดของหม้อแปลงไฟฟ้าศักยภาพคงที่ประสิทธิภาพสูงที่ออกแบบโดย ZBD ซึ่งผลิตที่โรงงาน Ganz ในปี พ.ศ. 2428
ทีม ZBD ประกอบด้วยKároly Zipernowsky , OttóBláthyและMiksa Déri
การออกแบบในปี 1886 ของ Stanley สำหรับขดลวดเหนี่ยวนำแบบ open-core แบบปรับช่องว่าง

หม้อแปลงปิดแกนและการกระจายกำลังแบบขนาน[ แก้ไข]

ในฤดูใบไม้ร่วงปี 2427 Károly Zipernowsky , OttóBláthyและMiksa Déri (ZBD) วิศวกรชาวฮังการีสามคนที่เกี่ยวข้องกับงานGanzได้พิจารณาแล้วว่าอุปกรณ์โอเพนคอร์นั้นไม่สามารถใช้งานได้เนื่องจากไม่สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าได้อย่างน่าเชื่อถือ[61]ในการยื่นขอสิทธิบัตรสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้ารุ่นใหม่ในปีพ. ศ. 2428 (ต่อมาเรียกว่าหม้อแปลง ZBD) พวกเขาอธิบายการออกแบบสองแบบด้วยวงจรแม่เหล็กแบบปิดที่ขดลวดทองแดงพันรอบแกนวงแหวนลวดเหล็กหรือล้อมรอบด้วยแกนลวดเหล็ก[62]การออกแบบทั้งสองนี้เป็นการประยุกต์ใช้โครงสร้างหม้อแปลงพื้นฐานทั้งสองแบบที่ใช้กันทั่วไปจนถึงทุกวันนี้เรียกว่า "รูปแบบหลัก" หรือ "แบบเปลือก" [64]โรงงาน Ganz ได้ส่งมอบหม้อแปลงไฟฟ้ากระแสสลับประสิทธิภาพสูงเครื่องแรกของโลก 5 เครื่องแรกของโลกในช่วงฤดูใบไม้ร่วงปี 2427 ซึ่งหน่วยแรกเหล่านี้ได้รับการจัดส่งเมื่อวันที่ 16 กันยายน พ.ศ. 2427 [65]หน่วยแรกนี้ได้รับการผลิตตามข้อกำหนดดังต่อไปนี้ : 1,400 W, 40 Hz, 120: 72 V, 11.6: 19.4 A, อัตราส่วน 1.67: 1, เฟสเดียว, แบบเปลือก[65]

ในการออกแบบทั้งสองฟลักซ์แม่เหล็กที่เชื่อมโยงขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิเดินทางเกือบทั้งหมดภายในขอบเขตของแกนเหล็กโดยไม่มีทางเดินผ่านอากาศโดยเจตนา (ดูแกน Toroidalด้านล่าง) หม้อแปลงรุ่นใหม่นี้มีประสิทธิภาพมากกว่าอุปกรณ์ไบโพลาร์แบบเปิดของ Gaulard และ Gibbs ถึง 3.4 เท่า[66]สิทธิบัตรของ ZBD ได้รวมนวัตกรรมที่เกี่ยวข้องกันที่สำคัญอีกสองอย่าง ได้แก่ หนึ่งที่เกี่ยวกับการใช้การเชื่อมต่อแบบขนานแทนที่จะเชื่อมต่อแบบอนุกรมโหลดการใช้ประโยชน์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับความสามารถในการมีหม้อแปลงอัตราส่วนการหมุนที่สูงซึ่งแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายอุปทานอาจสูงกว่ามาก (เริ่มต้น 1,400 ถึง 2,000 V) มากกว่าแรงดันไฟฟ้าของการใช้งาน (แนะนำให้ใช้ 100 V ในตอนแรก) [67] [68]เมื่อใช้ในระบบจำหน่ายไฟฟ้าที่เชื่อมต่อแบบขนานในที่สุดหม้อแปลงแบบแกนปิดก็ทำให้มันมีความเป็นไปได้ทางเทคนิคและทางเศรษฐกิจที่จะให้พลังงานไฟฟ้าสำหรับแสงสว่างในบ้านธุรกิจและพื้นที่สาธารณะ Bláthyได้แนะนำให้ใช้แกนปิด Zipernowsky ได้แนะนำให้ใช้การเชื่อมต่อแบบขนานและDériได้ทำการทดลอง[69]ในช่วงต้นปี พ.ศ. 2428 วิศวกรทั้งสามคนยังขจัดปัญหาการสูญเสียกระแสวนด้วยการประดิษฐ์การเคลือบแกนแม่เหล็กไฟฟ้า[70]

Transformers ในปัจจุบันได้รับการออกแบบตามหลักการที่วิศวกรทั้งสามค้นพบ พวกเขายังนิยมใช้คำว่า 'transformer' เพื่ออธิบายอุปกรณ์สำหรับเปลี่ยน EMF ของกระแสไฟฟ้า[71]แม้ว่าคำนี้จะถูกใช้ไปแล้วในปี 1882 [72] [73]ในปีพ. ศ. 2429 วิศวกรของ ZBD ได้ออกแบบและ โรงงาน Ganz จัดหาอุปกรณ์ไฟฟ้าให้กับสถานีไฟฟ้าแห่งแรกของโลกที่ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อจ่ายไฟให้กับเครือข่ายไฟฟ้าทั่วไปที่เชื่อมต่อแบบขนานโรงไฟฟ้า Rome-Cerchi ที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำ [74]

การปรับปรุง Westinghouse [ แก้ไข]

แผ่นรูปตัว "E" สำหรับแกนหม้อแปลงที่พัฒนาโดย Westinghouse

แม้ว่าGeorge Westinghouseจะซื้อสิทธิบัตรของ Gaulard และ Gibbs ในปีพ. ศ. 2428 แต่ บริษัทEdison Electric Light Company ก็มีตัวเลือกเกี่ยวกับสิทธิของสหรัฐฯสำหรับหม้อแปลง ZBD ซึ่งกำหนดให้ Westinghouse ดำเนินการออกแบบทางเลือกบนหลักการเดียวกัน เขามอบหมายงานให้วิลเลียมสแตนลีย์ในการพัฒนาอุปกรณ์สำหรับใช้ในเชิงพาณิชย์ในสหรัฐอเมริกา[75]การออกแบบที่ได้รับการจดสิทธิบัตรครั้งแรกของ Stanley สำหรับขดลวดเหนี่ยวนำที่มีแกนเหล็กอ่อนเพียงแกนเดียวและช่องว่างที่ปรับได้เพื่อควบคุม EMF ที่มีอยู่ในขดลวดทุติยภูมิ (ดูภาพ) การออกแบบนี้[76]ถูกนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ครั้งแรกในสหรัฐอเมริกาในปี พ.ศ. 2429 [77]แต่เวสติ้งเฮาส์ตั้งใจที่จะปรับปรุงการออกแบบของสแตนลีย์เพื่อให้ (ต่างจากประเภท ZBD) ง่ายและราคาถูกในการผลิต [76]

ในไม่ช้า Westinghouse, Stanley และผู้ร่วมงานได้พัฒนาแกนที่ผลิตได้ง่ายขึ้นซึ่งประกอบด้วยแผ่นเหล็ก 'รูปตัว E' บาง ๆ ซึ่งหุ้มด้วยกระดาษแผ่นบาง ๆ หรือวัสดุฉนวนอื่น ๆ จากนั้นขดลวดทองแดงที่พันไว้ล่วงหน้าสามารถเลื่อนเข้าที่และวางแผ่นเหล็กตรงเพื่อสร้างวงจรแม่เหล็กปิด Westinghouse ได้รับสิทธิบัตรสำหรับการออกแบบราคาประหยัดใหม่ในปีพ. ศ. 2430 [69]

การออกแบบหม้อแปลงในยุคแรก ๆ[ แก้ไข]

ในปีพ. ศ. 2432 Mikhail Dolivo-Dobrovolskyวิศวกรชาวรัสเซียได้พัฒนาหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟสเครื่องแรกที่Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft ('General Electricity Company') ในเยอรมนี [78]

ในปีพ. ศ. 2434 นิโคลาเทสลาได้ประดิษฐ์ขดลวดเทสลาซึ่งเป็นหม้อแปลงเรโซแนนซ์แบบเรโซแนนซ์ที่ได้รับการปรับจูนอากาศเพื่อผลิตแรงดันไฟฟ้าที่สูงมากที่ความถี่สูง [79]

ความถี่เสียงหม้อแปลง ( " ขดลวดซ้ำ ") ถูกนำมาใช้โดยการทดลองในช่วงต้นของการพัฒนาของโทรศัพท์ [ ต้องการอ้างอิง ]

ดูเพิ่มเติม[ แก้ไข]

  • อุปสรรคไฟไหม้หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง
  • การมีเพศสัมพันธ์แบบอุปนัย
  • โหลดโปรไฟล์
  • การสะกดจิต
  • พาราฟอร์เมอร์
  • ระบบโพลีเฟส
  • อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้า
  • Rectiformer
  • ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้า

หมายเหตุ[ แก้ไข]

  1. ^ ด้วยการหมุนของคดเคี้ยวในแนวตั้งฉากกับเส้นสนามแม่เหล็กฟลักซ์เป็นผลคูณของความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กและพื้นที่แกนสนามแม่เหล็กจะแปรผันตามเวลาตามการกระตุ้นของหลัก นิพจน์dΦ / dt ซึ่งกำหนดให้เป็นอนุพันธ์ของฟลักซ์แม่เหล็กΦพร้อมเวลา t ให้การวัดอัตราของฟลักซ์แม่เหล็กในแกนกลางและด้วยเหตุนี้ EMF ที่เกิดขึ้นในการคดเคี้ยวตามลำดับ เครื่องหมายลบใน eq 1 & eq. 2 สอดคล้องกับกฎหมายของ Lenz และกฎของฟาราเดย์โดยอนุสัญญา EMF "ที่เกิดจากการเพิ่มขึ้นของการเชื่อมโยงของฟลักซ์แม่เหล็กนั้นตรงข้ามกับทิศทางที่จะกำหนดโดยกฎมือขวา "
  2. ^ แม้ว่าค่าความเหนี่ยวนำของขดลวดในอุดมคติของหม้อแปลงแต่ละตัวจะมีค่าสูงไม่สิ้นสุด แต่ค่าสแควร์รูทของอัตราส่วนการเหนี่ยวนำของขดลวดจะเท่ากับอัตราส่วนการหมุน
  3. ^ นอกจากนี้ยังหมายถึงสิ่งต่อไปนี้ฟลักซ์หลักสุทธิเป็นศูนย์อิมพีแดนซ์อินพุตจะไม่มีที่สิ้นสุดเมื่อทุติยภูมิเปิดและเป็นศูนย์เมื่อทุติยภูมิสั้นลง มีการเปลี่ยนเฟสเป็นศูนย์ผ่านหม้อแปลงในอุดมคติ กำลังอินพุตและเอาท์พุตและโวลต์ - แอมแปร์ปฏิกิริยาแต่ละตัวได้รับการอนุรักษ์ไว้ คำสั่งทั้งสามนี้ใช้สำหรับความถี่ใด ๆ ที่สูงกว่าศูนย์และรูปคลื่นเป็นระยะจะได้รับการอนุรักษ์ไว้ [6]
  4. ^ เปอร์เซ็นต์อิมพีแดนซ์คืออัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงในตัวรองจากไม่มีโหลดถึงโหลดเต็ม [14]

อ้างอิง[ แก้ไข]

  1. ^ แม็คเจมส์อี; ช่างทำรองเท้า, โทมัส (2549). "บทที่ 15 - การกระจาย Transformers" (PDF) คู่มือของ Lineman และ Cableman (ฉบับที่ 11) นิวยอร์ก: McGraw-Hill หน้า 15-1 ถึง 15-22 ISBN 0-07-146789-0. ที่เก็บไว้จากเดิม (PDF)บน 2013/02/10 สืบค้นเมื่อ2013-01-12 .
  2. ^ Bedell เฟรเดอริ (1942) "ประวัติรูปแบบคลื่นกระแสสลับการกำหนดและการกำหนดมาตรฐาน". ธุรกรรมของอเมริกันสถาบันวิศวกรไฟฟ้า 61 (12): 864. ดอย : 10.1109 / T-AIEE.1942.5058456 . S2CID 51658522 
  3. ^ สกิล ลิ่ง, ฮิวจ์ฮิลเดรท (2505). เครื่องกลไฟฟ้า . John Wiley & Sons, Inc.น. 39
  4. ^ เบรนเนอร์ & Javid 1959 , §18-1สัญลักษณ์และขั้วของรวมตัวเหนี่ยวนำ, PP. = 589-590
  5. ^ เบรนเนอร์ & Javid 1959 , §18-6เหมาะ Transformer, PP. = 598-600
  6. ^ ครอสบี 1958พี 145
  7. ^ Paul A.Tipler, Physics , Worth Publishers, Inc. , 1976 ISBN 0-87901-041-X , pp.937-940 
  8. ^ ฟลานาแกน, วิลเลียมเอ็ม (1993) คู่มือการออกแบบและการประยุกต์ใช้ Transformer (2nd ed.) McGraw-Hill ISBN 978-0-07-021291-6. หน้า 2-1, 2-2
  9. ^ a b c d e f g h ฉัน พูด MG (1983) เครื่องกระแสสลับ (ฉบับที่ 5) ลอนดอน: Pitman ISBN 978-0-273-01969-5.
  10. ^ L. Dalessandro, F. d. S. Cavalcante และ JW Kolar, "Self-Capacitance of High-Voltage Transformers," IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 22 ไม่ 5, หน้า 2081–2092, 2550
  11. ^ a b McLaren 1984 , หน้า 68–74
  12. ^ a b c d Calvert, James (2001) "อินไซด์ทรานส์ฟอร์เมอร์ส" . มหาวิทยาลัยเดนเวอร์ ที่เก็บถาวรจากเดิมเมื่อวันที่ 9 พฤษภาคม 2007 สืบค้นเมื่อ19 พฤษภาคม 2550 .
  13. ^ Terman เฟรเดอริอี (1955) วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และวิทยุ (ฉบับที่ 4) นิวยอร์ก: McGraw-Hill หน้า  15 .
  14. ^ Heathcote 1998พี 4
  15. ^ Knowlton, AE, ed. (พ.ศ. 2492). คู่มือมาตรฐานสำหรับวิศวกรไฟฟ้า (ฉบับที่ 8) McGraw-Hill น. ดู esp. หมวดที่ 6 Transformers ฯลฯ หน้า 547–644 ศัพท์เฉพาะสำหรับการทำงานแบบคู่ขนาน, หน้า 585–586
  16. ^ a b c Daniels 1985 , หน้า 47–49
  17. ^ "400 Hz ระบบไฟฟ้า" Aerospaceweb.org . สืบค้นเมื่อ21 พฤษภาคม 2550 .
  18. ^ "11KW, 70kHz LLC ออกแบบ Converter สำหรับประสิทธิภาพ 98%"
  19. ^ a b c De Keulenaer และคณะ พ.ศ. 2544
  20. ^ คุโบท.; Sachs, H.; นาเดล, S. (2001). โอกาสสำหรับมาตรฐานประสิทธิภาพเครื่องใช้ไฟฟ้าและอุปกรณ์ใหม่ American Council for a Energy-Efficient Economy . น. 39, มะเดื่อ 1 . สืบค้นเมื่อ21 มิถุนายน 2552 .
  21. ^ a b c Heathcote 1998 , หน้า 41–42
  22. ^ "หม้อแปลงเสียงรบกวนเข้าใจ" (PDF) FP. สืบค้นจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อ 10 พฤษภาคม 2549 . สืบค้นเมื่อ30 มกราคม 2556 .
  23. ^ a b Nailen, Richard (พฤษภาคม 2548) "ทำไมเราจะต้องเกี่ยวข้องกับ Transformers" เครื่องไฟฟ้า . สืบค้นจากต้นฉบับเมื่อ 2009-04-29.
  24. ^ ปานสินี 2542น. 23
  25. ^ a b c Del Vecchio et al. 2545 , หน้า 10–11, รูปที่ 1.8
  26. ^ กลุ่ม วิจัยไฟฟ้าและบริการทางเทคนิค "Transformers: พื้นฐาน, การบำรุงรักษาและการวินิจฉัย" (PDF) กระทรวงมหาดไทยสหรัฐสำนักการถมทะเล น. 12 . สืบค้นเมื่อ27 Mar 2012 .
  27. ^ a b คณะวิศวกรของกองทัพสหรัฐฯ (1994) "EM 1110-2-3006 Engineering and Design - Hydroelectric Power Plants Electrical Design" . บทที่ 4 หม้อแปลงไฟฟ้า . น. 4-1.
  28. ^ a b Hindmarsh 1977 , หน้า 29–31
  29. ^ Gottlieb 1998พี 4
  30. ^ a b Allan, DJ (ม.ค. 1991) "หม้อแปลงไฟฟ้า - ศตวรรษที่สอง". วารสารวิศวกรรมไฟฟ้า . 5 (1): 5–14. ดอย : 10.1049 / pe: 19910004 .
  31. ^ Kulkarni & Khaparde 2004 , หน้า 36–37
  32. ^ a b c d McLyman 2004 , หน้า 3-9 ถึง 3-14
  33. ^ a b Harlow 2004 , §2.1.7 & §2.1.6.2.1ในหัวข้อ§2.1 Power Transformers โดย H. Jin Sim และ Scott H. Digby ในบทที่ 2 ประเภทอุปกรณ์
  34. ^ โบเทเลอร์, DH; Pirjola, อาร์เจ; เนวานนลินนา, H. (1998). "ผลกระทบของการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีต่อระบบไฟฟ้าที่พื้นผิวโลก" ความก้าวหน้าในการวิจัยอวกาศ 22 (1): 17–27. รหัสไปรษณีย์ : 1998AdSpR..22 ... 17B . ดอย : 10.1016 / S0273-1177 (97) 01096-X .
  35. ^ เซกาวา Ryusuke (2 มิถุนายน 2000) "สถานะปัจจุบันของโลหะผสมแม่เหล็กอ่อนอสัณฐาน" วารสารแม่เหล็กและวัสดุแม่เหล็ก . 215–216 (1): 240–245 Bibcode : 2000JMMM..215..240H . ดอย : 10.1016 / S0304-8853 (00) 00126-8 .
  36. ^ McLyman 2004พี 3-1
  37. ^ "Toroidal Line Power Transformers. Power Ratings สามเท่า | นิตยสาร Magnetics" . www.magneticsmagazine.com . สืบค้นจากต้นฉบับเมื่อ 2016-09-24 . สืบค้นเมื่อ 2016-09-23 .
  38. ^ ลีรูเบน “ แอร์คอร์ทรานส์ฟอร์เมอร์ส” . หม้อแปลงไฟฟ้าและวงจรไฟฟ้า สืบค้นเมื่อ22 พฤษภาคม 2550 .
  39. ^ a b c CEGB 1982
  40. D Dixon, Lloyd (2001). "พลังการออกแบบหม้อแปลง" (PDF) Magnetics คู่มือการออกแบบ Texas Instruments
  41. ^ a b Harlow 2004 , §3.4.8ในส่วน 3.4 โหลดและประสิทธิภาพการระบายความร้อนโดย Robert F.Tillman ในบทที่ 3 หัวข้อเสริม
  42. ^ ปานสินี 2542น. 32
  43. ^ a b H. Lee Willis หนังสืออ้างอิงการวางแผนการกระจายอำนาจ 2004 CRC Press ISBN 978-0-8247-4875-3หน้า 403 
  44. ^ ฮาร์ทลี่วิลเลียมเอช (2003) การวิเคราะห์ความล้มเหลวของหม้อแปลง การประชุมประจำปีครั้งที่ 36 ของสมาคม บริษัท ประกันวิศวกรรมระหว่างประเทศ น. 7 (รูปที่ 6) ที่เก็บถาวรจากเดิมเมื่อวันที่ 20 ตุลาคม 2013 สืบค้นเมื่อ30 มกราคม 2556 .
  45. ^ ฮาร์ทลี่วิลเลียมเอช (~ 2011) "การวิเคราะห์ความล้มเหลวของหม้อแปลงส่วน 1-1988 ผ่าน 1997" หัวรถจักร สืบค้นเมื่อ30 มกราคม 2556 .
  46. ^ "ToxFAQs ASTDR สำหรับ Polychlorinated biphenyls" 2001 สืบค้นเมื่อ10 มิถุนายน 2550 .
  47. ^ a b Kulkarni & Khaparde 2004 , หน้า 2–3
  48. ^ Mehta, SP; Aversa, น.; Walker, MS (ก.ค. 1997). "การปฏิรูปหม้อแปลง [ขดลวดยิ่งยวด]" (PDF) IEEE Spectrum 34 (7): 43–49. ดอย : 10.1109 / 6.609815 . สืบค้นเมื่อ14 พฤศจิกายน 2555 .
  49. ^ Pansini 1999 , PP. 66-67
  50. ^ เลนคี ธ (2007) (มิถุนายน 2007) "พื้นฐานของขนาดใหญ่ชนิดแห้ง Transformers" EC&M . สืบค้นเมื่อ29 มกราคม 2556 .
  51. ^ ไรอัน 2004 , PP. 416-417
  52. ^ Heathcote 1998พี 1
  53. พอยเซอร์ อาเธอร์วิลเลียม (2435) แม่เหล็กและไฟฟ้า: คู่มือการใช้งานสำหรับนักเรียนในชั้นเรียนขั้นสูง ลอนดอนและนิวยอร์ก: Longmans, Green, & Co. p. 285 , มะเดื่อ 248.
  54. ^ "ประวัติย่อของแม่เหล็กไฟฟ้า" (PDF)
  55. ^ "แม่เหล็ก" หอจดหมายเหตุสถาบันสมิ ธ โซเนียน .
  56. ^ แม็คเฟอร์สัน, Ph.D. , ไรอันซีโจเซฟเฮนรี่: Rise ของนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน สืบค้นจากต้นฉบับเมื่อ 2015-12-08 . สืบค้นเมื่อ2015-10-28 .
  57. ^ a b c d Guarnieri 2013 , หน้า 56–59
  58. ^ เชาไทลิตร (2006) รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า: โมเดิร์นมุมมอง Sudbury, Mass: สำนักพิมพ์ Jones and Bartlett น. 171. ISBN 978-0-7637-3827-3.
  59. ^ เดย์, ไมเคิล (1834) “ การวิจัยเชิงทดลองเกี่ยวกับไฟฟ้าชุดที่ 7” . รายการปรัชญาของ Royal Society 124 : 77–122 ดอย : 10.1098 / rstl.1834.0008 . S2CID 116224057 
  60. ^ "สแตนเลย์ Transformer" ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Los Alamos ; มหาวิทยาลัยฟลอริดา ที่เก็บถาวรจากเดิมเมื่อวันที่ 19 มกราคม 2009 สืบค้นเมื่อ9 ม.ค. 2552 .
  61. ^ a b Hughes 1993 , หน้า 95–96
  62. ^ a b c d Uppenborn, FJ (1889) ประวัติของหม้อแปลง ลอนดอน: E. & FN Spon หน้า  35 –41
  63. ^ Coltman & มกราคม 1988 , PP. 86-95
  64. ^ ลูคัสจูเนียร์"ประวัติศาสตร์การพัฒนาของ Transformer" (PDF) IEE ศูนย์ศรีลังกา สืบค้นเมื่อ1 Mar 1, 2012 .
  65. ^ a b Halacsy, Von Fuchs & เมษายน 1961 , หน้า 121–125
  66. ^ Jeszenszky, Sándor "ไฟฟ้าสถิตและไฟฟ้ากระแสที่มหาวิทยาลัยศัตรูพืชในช่วงกลางศตวรรษที่ 19" (PDF) มหาวิทยาลัยเวีย สืบค้นเมื่อ3 มีนาคม 2555 .
  67. ^ "ฮังการีประดิษฐ์และสิ่งประดิษฐ์ของพวกเขา" สถาบันพัฒนาพลังงานทางเลือกในละตินอเมริกา สืบค้นจากต้นฉบับเมื่อ 2012-03-22 . สืบค้นเมื่อ3 มีนาคม 2555 .
  68. ^ "Bláthyอ็อตโต Titusz" บูดาเปสต์มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีและเศรษฐศาสตร์, ศูนย์ข้อมูลแห่งชาติเทคนิคและห้องสมุด สืบค้นเมื่อ29 กุมภาพันธ์ 2555 .
  69. ^ a b Smil, Vaclav (2005) สร้างในศตวรรษที่ยี่สิบ: นวัตกรรมทางเทคนิคของ 1867-1914 และผลกระทบยาวนานของพวกเขา Oxford: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด น. 71 . ISBN 978-0-19-803774-3. หม้อแปลง ZBD
  70. ^ สมาคมไฟฟ้าแห่งมหาวิทยาลัยคอร์แนล (2439) กิจการของสมาคมไฟฟ้าของมหาวิทยาลัยคอร์เนล Andrus & Church. น. 39.
  71. ^ Nagy, ÁrpádZoltán (11 ตุลาคม 1996) "การบรรยายที่จะทำเครื่องหมายครบรอบ 100 ปีของการค้นพบของอิเล็กตรอนในปี ค.ศ. 1897 (ข้อความเบื้องต้น)" บูดาเปสต์. สืบค้นเมื่อ9 กรกฎาคม 2552 .
  72. ^ Oxford English Dictionary (2nd ed.) สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด พ.ศ. 2532
  73. ^ Hospitalier, Édouard (1882) โมเดิร์นการใช้งานของการไฟฟ้า แปลโดย Julius Maier นิวยอร์ก: D. Appleton & Co. p. 103 .
  74. ^ "ออตโต้บลาตี้, มิกซาเดรี่, คาโรลีซิเปอร์นาฟสกี" IEC Techline สืบค้นจากต้นฉบับเมื่อ 2010-12-06 . สืบค้นเมื่อ16 เม.ย. 2553 .
  75. ^ Skrabec, เควนตินอาร์ (2007) จอร์จเวสติง: Genius สำนักพิมพ์ Algora. น. 102. ISBN 978-0-87586-508-9.
  76. ^ a b Coltman & ม.ค. - ก.พ. 2545
  77. ^ คณะกรรมาธิการ Electrotechnical นานาชาติ ออตโต้บลาตี้, มิกซาเดรี่, คาโรลีซิเปอร์นาฟสกี ประวัติ IEC ที่เก็บถาวรจากเดิมเมื่อวันที่ 6 ธันวาคม 2010 สืบค้นเมื่อ17 พฤษภาคม 2550 .
  78. ^ Neidhöferแกร์ฮาร์ด (2008) Michael von Dolivo-Dobrowolsky and Three-Phase: The Beginnings of Modern e Technology and Power Supply (in German). โดยความร่วมมือกับ VDE "History of Electrical Engineering" Committee (2nd ed.) เบอร์ลิน: VDE-Verl. ISBN 978-3-8007-3115-2.
  79. ^ Uth, Robert (12 ธ.ค. 2543) "เทสลาคอยล์" . Tesla: ปริญญาโทสายฟ้า PBS.org . สืบค้นเมื่อ20 พฤษภาคม 2551 .

บรรณานุกรม[ แก้ไข]

  • Beeman โดนัลด์เอ็ด (พ.ศ. 2498). คู่มือระบบไฟฟ้าอุตสาหกรรม . McGraw-Hill
  • แคลเวิร์ตเจมส์ (2544). "อินไซด์ทรานส์ฟอร์เมอร์ส" . มหาวิทยาลัยเดนเวอร์ ที่เก็บถาวรจากเดิมเมื่อวันที่ 9 พฤษภาคม 2007 สืบค้นเมื่อ19 พฤษภาคม 2550 .
  • Coltman, JW (ม.ค. 2531). "เดอะทรานส์ฟอร์เมอร์". วิทยาศาสตร์อเมริกัน 258 (1): 86–95. รหัสไปรษณีย์ : 1988SciAm.258a..86C . ดอย : 10.1038 / scienceamerican0188-86 . OSTI  6851152
  • Coltman, JW (ม.ค. - ก.พ. 2545) "The Transformer [ภาพรวมทางประวัติศาสตร์]" นิตยสารการประยุกต์ใช้มาตรฐาน IEEE อุตสาหกรรม 8 (1): 8–15. ดอย : 10.1109 / 2943.974352 . S2CID  18160717
  • เบรนเนอร์, เอกอน; Javid, Mansour (2502). "บทที่ 18 - วงจรที่มีข้อต่อแม่เหล็ก" . การวิเคราะห์วงจรไฟฟ้า McGraw-Hill หน้า 586–622
  • CEGB, (คณะกรรมการผลิตไฟฟ้ากลาง) (1982). การปฏิบัติงานสถานีไฟฟ้าที่ทันสมัย เปอร์กามอน. ISBN 978-0-08-016436-6.
  • Crosby, D. (1958). "หม้อแปลงในอุดมคติ". ธุรกรรม IRE ทฤษฎีวงจร 5 (2): 145. ดอย : 10.1109 / TCT.1958.1086447 .
  • แดเนียลส์, อาร์คันซอ (2528) รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเครื่องใช้ไฟฟ้า แม็คมิลแลน. ISBN 978-0-333-19627-4.
  • เดอเคอเลแนร์ฮันส์; แชปแมนเดวิด; ฟาสบินเดอร์, สเตฟาน; แมคเดอร์มอตต์, ไมค์ (2544). "ขอบเขตสำหรับการประหยัดพลังงานในสหภาพยุโรปผ่านการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพการจัดจำหน่ายหม้อแปลงไฟฟ้า" (PDF) สถาบันวิศวกรรมและเทคโนโลยี. สืบค้นเมื่อ10 กรกฎาคม 2557 . Cite journal requires |journal= (help)
  • เดลเวคคิโอ, โรเบิร์ตเอ็ม; ปูแลง, เบอร์ทรานด์; เฟกาลีปิแอร์ TM; ชาห์ดิลิปคูมาร์; Ahuja, ราเชนทร์ (2545). หลักการออกแบบหม้อแปลงด้วยการประยุกต์ใช้กับ Core-Form หม้อแปลงไฟฟ้า โบกาเรตัน: CRC Press ISBN 978-90-5699-703-8.
  • ฟิงค์โดนัลด์จี; Beatty, H. Wayne, eds. (2521). คู่มือมาตรฐานสำหรับวิศวกรไฟฟ้า (ฉบับที่ 11) McGraw Hill ISBN 978-0-07-020974-9.
  • ก็อตลีบเออร์วิง (1998). ปฏิบัติ Transformer: คู่มือสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้า, วิทยุสื่อสารและวิศวกร เอลส์เวียร์. ISBN 978-0-7506-3992-7.
  • กวาร์นิเอรี, M. (2013). "ใครเป็นผู้คิดค้นหม้อแปลงไฟฟ้า". IEEE นิตยสารอิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรม 7 (4): 56–59. ดอย : 10.1109 / MIE.2013.2283834 . S2CID  27936000
  • Halacsy, AA; Von Fuchs, GH (เมษายน 2504). “ หม้อแปลงไฟฟ้าคิดค้น 75 ปีที่แล้ว”. ธุรกรรม IEEE ของสถาบันวิศวกรไฟฟ้าแห่งสหรัฐอเมริกา 80 (3): 121–125. ดอย : 10.1109 / AIEEPAS.1961.4500994 . S2CID  51632693
  • ฮามีเยอร์, ​​เคย์ (2004). ไฟฟ้าเครื่องผม: พื้นฐานการออกแบบฟังก์ชั่นการดำเนินงาน (PDF) RWTH Aachen University Institute of Electrical Machines. เก็บจากต้นฉบับ (PDF)เมื่อ 2013-02-10
  • แฮมมอนด์จอห์นวินทรอป (2484) ชายและโวลต์: เรื่องราวของ General Electric บริษัท JB Lippincott หน้าดู esp. 106–107, 178, 238
  • ฮาร์โลว์เจมส์ (2547). ไฟฟ้าหม้อแปลงไฟฟ้าเครื่องกล (PDF) CRC Press. ISBN 0-8493-1704-5.[ ลิงก์ตายถาวร ]
  • ฮิวจ์, โทมัสพี (1993). Networks of Power: Electrification in Western Society, 1880-1930 . บัลติมอร์: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยจอห์นฮอปกินส์ น. 96. ISBN 978-0-8018-2873-7. สืบค้นเมื่อ9 ก.ย. 2552 .
  • Heathcote, Martin (1998). J & P Transformer Book (12th ed.). นิวเนส. ISBN 978-0-7506-1158-9.
  • Hindmarsh, John (1977) เครื่องจักรไฟฟ้าและการใช้งาน (ฉบับที่ 4) เอ็กซิเตอร์: Pergamon ISBN 978-0-08-030573-8.
  • โกธารี DP; Nagrath, IJ (2010). เครื่องจักรไฟฟ้า (ฉบับที่ 4) ทาทา McGraw-Hill ISBN 978-0-07-069967-0.
  • กุลการ์นี SV; Khaparde, SA (2004). หม้อแปลงวิศวกรรม: การออกแบบและการปฏิบัติ CRC Press. ISBN 978-0-8247-5653-6.
  • แม็คลาเรนปีเตอร์ (2527) ประถมศึกษาการใช้พลังงานไฟฟ้าและเครื่อง เอลลิสฮอร์วูด ISBN 978-0-470-20057-5.
  • McLyman, พันเอกวิลเลียม (2004). "บทที่ 3" . หม้อแปลงไฟฟ้าและตัวเหนี่ยวนำการออกแบบคู่มือ ศอฉ. ISBN 0-8247-5393-3.
  • ปานสินี, แอนโธนี (2542). หม้อแปลงไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้า CRC Press. ISBN 978-0-88173-311-2.
  • ปาร์กเกอร์, M. R; อลา, ส.; เวบบ์เรา (2005) "§2.5.5 'Transformers' & §10.1.3 'เหมาะหม้อแปลง' " ใน Whitaker, Jerry C. (ed.) คู่มืออิเล็กทรอนิกส์ (ฉบับที่ 2) เทย์เลอร์และฟรานซิส หน้า 172, 1017 ISBN 0-8493-1889-0.
  • ไรอัน, HM (2004). วิศวกรรมไฟฟ้าแรงสูงและการทดสอบ CRC Press. ISBN 978-0-85296-775-1.

ลิงก์ภายนอก[ แก้ไข]

ลิงค์ทั่วไป :

  • ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า
  • Transformer (Interactive Java applet)โดย Chui-king Ng
  • (วิดีโอ) กระแสไฟเข้าของหม้อแปลงไฟฟ้า (การทำให้หมาด ๆ )
  • (วิดีโอ) การใช้พลังงานมากเกินไปของหม้อแปลงไฟฟ้า (การทำให้หมาด ๆ )
  • วงจรหม้อแปลงสามเฟสจาก All About Circuits
  • บรรณานุกรมหนังสือ Transformerโดย PM Balma / IEEE
  • Transformer Handbook , 212 หน้า
  • learnengineering.org Transformer ทำงานอย่างไร?