Beste antwoord
Hallo!
Een transformator is gebaseerd op een heel simpel feit over elektriciteit: wanneer een fluctuerende elektrische stroom vloeit door een draad, het genereert een magnetisch veld (een onzichtbaar patroon van magnetisme ) of “magnetische flux” eromheen. De sterkte van het magnetisme (dat de nogal technische naam heeft van magnetische fluxdichtheid) houdt rechtstreeks verband met de grootte van de elektrische stroom. Dus hoe groter de stroom, hoe sterker het magnetische veld. Nu is er nog een ander interessant feit over elektriciteit. Als een magnetisch veld rond een stuk draad fluctueert, genereert het een elektrische stroom in de draad. Dus als we een tweede draadspoel naast de eerste plaatsen en een fluctuerende elektrische stroom in de eerste spoel, zullen we een elektrische stroom creëren in de tweede draad. De stroom in de eerste spoel wordt meestal de primaire stroom genoemd en de stroom in de tweede draad is (verrassing, verrassing) de secundaire stroom. Hier heb ik een elektrische stroom door de lege ruimte geleid van de ene draadspoel naar de andere. Dit wordt elektromagnetische inductie genoemd omdat de stroom in de eerste spoel een stroom in de tweede spoel veroorzaakt (of “induceert”). We kunnen elektrische energie efficiënter van de ene spoel naar de andere laten gaan door ze om een zachte ijzeren staaf te wikkelen (ook wel een kern genoemd):
Om een draadspoel te maken, krullen we de draad gewoon rond in lussen of (“draait” zoals natuurkundigen ze graag noemen). Als de tweede spoel hetzelfde aantal windingen heeft als de eerste spoel, zal de elektrische stroom in de tweede spoel nagenoeg even groot zijn als die in de eerste spoel. Maar (en hier is het slimme deel) als we meer of minder beurten in de tweede spoel hebben, kunnen we de secundaire stroom en spanning groter of kleiner maken dan de primaire stroom en spanning.
Een belangrijk ding om op te merken is dat deze truc alleen werkt als de elektrische stroom op de een of andere manier fluctueert. Met andere woorden, je moet een soort constant omkerende elektriciteit gebruiken die wisselstroom (AC) wordt genoemd met een transformator. Transformatoren werken niet met gelijkstroom ( DC), waar een constante stroom constant in dezelfde richting vloeit.
Bedankt.
Antwoord
Wanneer een grote stroomtransformator wordt bekrachtigd, hoor een luid grommend geluid. Dit komt door de aanwezigheid van abnormaal hoge asymmetrische inschakelstromen. Inschakelstromen hebben meestal een gelijkstroomcomponent die de kern verzadigt op wisselende AC halve cycli. Inschakelstromen zijn vaak 10 – 15 keer de nominale vollaststroom voor grote vermogenstransformatoren Wanneer de kern verzadigd raakt, trekt deze een abnormaal hoge magneet het meten van stromen van de primaire zijde. Deze abnormale stromingen veroorzaken luide grommende geluiden van de trillende kern en de primaire wikkeling. De abnormale inschakelstroom neemt exponentieel af naar nominale (symmetrische) niveaus, waardoor tijdelijke inschakelstromen uiteindelijk kunnen dalen tot onder de kernverzadigingsniveaus.
De tijd die nodig is om de ingangsstroom te stabiliseren tot de nominale waarden is afhankelijk van de grootte van de transformatorkern, de restmagnetisatie in de kern voordat de transformator opnieuw werd bekrachtigd en de positie op de inkomende wisselspanningsgolfvorm wanneer de transformator was opnieuw bekrachtigd. De duur van de meest ongunstige transiënt kan variëren van een fractie van een seconde voor kleine transformatoren, tot tientallen seconden voor grotere distributievoedingstransformatoren, en zelfs minuten voor zeer grote krachttransmissietransformatoren.
Bijvoorbeeld, hier is het geluid van een bank van 138 kV-transformatoren die worden bekrachtigd:
De volgende videoclip legt de geluiden vast van inschakelstroompieken voor veel grotere 400 kV-vermogenstransformatoren. Merk op hoeveel langer het duurt voordat de inschakelstroom afneemt in deze enorme vermogenstransformatoren:
Het is mogelijk om inschakelstroomeffecten aanzienlijk te verminderen door de transformator in te schakelen op de piek van de inkomende spanningsgolfvorm met behulp van elektronische schakeltechnieken. Het is soms ook mogelijk om de mate van restmagnetisatie die in de kern achterblijft, te verminderen om de ergste inschakelstromen te verminderen wanneer de transformator opnieuw wordt bekrachtigd. Dit wordt gedaan door opzettelijk een kleine luchtspleet toe te voegen in het magnetische circuit van de kern tijdens de fabricage van de transformator. Een andere benadering is om de transformator “zacht aan te zetten” door tijdelijk een geschikte reeks krachtige weerstanden in serie te plaatsen met de primaire wikkeling om de inschakelstroom in het ergste geval te beperken. De weerstandsbank wordt dan kortgesloten nadat de tijdelijke inschakelstroom tot een acceptabel niveau is afgenomen.Het is echter mogelijk dat niet al deze technieken mogelijk of kosteneffectief zijn voor grote hoogspanningstransformatoren.