Bästa svaret
Hej!
En transformator bygger på ett mycket enkelt faktum om el: när en fluktuerande elektrisk ström strömmar genom en tråd, den genererar ett magnetfält (ett osynligt mönster av magnetism ) eller” magnetiskt flöde ”runt det. Magnetismens styrka (som har det ganska tekniska namnet magnetisk flödestäthet) är direkt relaterad till storleken på den elektriska strömmen. Så ju större ström, desto starkare är magnetfältet. Nu finns det också ett annat intressant faktum om elektricitet. När ett magnetfält fluktuerar runt en bit tråd genererar det en elektrisk ström i tråden. Så om vi sätter en andra trådspole bredvid den första och skickar en fluktuerande elektrisk ström i den första spolen kommer vi att skapa en elektrisk ström i den andra ledningen. Strömmen i den första spolen kallas vanligtvis primärströmmen och strömmen i den andra ledningen är (överraskning, överraskning) sekundärströmmen. Vad vi ” vi gjort här är att leda en elektrisk ström genom tomt utrymme från en trådspole till en annan. Detta kallas elektromagnetisk induktion eftersom strömmen i den första spolen orsakar (eller ”inducerar”) en ström i den andra spolen. Vi kan få elektrisk energi att passera mer effektivt från en spole till en annan genom att linda dem runt ett mjukt strykjärn (kallas ibland en kärna):
För att skapa en trådspole krullar vi helt enkelt tråden runt i öglor eller (”vänder” som fysiker vill kalla dem). Om den andra spolen har samma antal varv som den första spolen kommer den elektriska strömmen i den andra spolen att vara nästan lika stor som den i den första spolen. Men (och här är den smarta delen) om vi har fler eller färre varv i den andra spolen, kan vi göra sekundärströmmen och spänningen större eller mindre än primärströmmen och spänningen.
En viktig sak att notera är att detta trick bara fungerar om den elektriska strömmen fluktuerar på något sätt. Med andra ord måste du använda en typ av ständigt reverserande el som kallas växelström (AC) med en transformator. Transformatorer fungerar inte med likström ( DC), där en konstant ström flyter ständigt i samma riktning.
Tack.
Svar
När en stor effekttransformator får ström, är det ganska ofta du hör ett högt morrande ljud. Detta beror på närvaron av onormalt höga asymmetriska startströmmar. Inströmsströmmar har vanligtvis en likströmskomponent som mättar kärnan vid alternativa växelströmshalvcykler. Inströmsströmmarna är ofta 10 – 15x den nominella fullastströmmen för stora effekttransformatorer. När kärnan mättas drar den onormalt hög magnet strömmar från primärförsörjningen. Dessa onormala strömmar orsakar högt morrande ljud från den vibrerande kärnan och primärlindningen. Den onormala startströmmen minskar exponentiellt mot nominella (symmetriska) nivåer som gör att övergående startströmmar så småningom kan sjunka under kärnmättnadsnivåer.
Tiden det tar för ingångsströmmen att stabilisera sig till nominella värden beror på storleken på transformatorns kärna, den återstående magnetiseringen i kärnan innan transformatorn aktiverades igen och positionen på den inkommande växelspänningsvågformen när transformatorn var återaktiverad. Varaktigheten av det värsta fallet kan variera från en bråkdel av en sekund för små transformatorer, till 10 sekunder för större distributionstransformatorer och till och med minuter för mycket stora kraftöverföringstransformatorer.
Till exempel, här är ljudet av en bank på 138 kV transformatorer som får energi:
Följande videoklipp fångar upp ljudet av inkommande strömtransienter för mycket större 400 kV effekttransformatorer. Lägg märke till hur mycket längre tid det tar innan startströmmarna minskar i dessa massiva kraftomvandlare:
Det är möjligt att avsevärt minska ineffektströmeffekter genom att sätta PÅ transformatorn vid toppen av den inkommande spänningsvågformen med hjälp av elektroniska omkopplingstekniker. Det är också ibland möjligt att minska graden av kvarvarande magnetisering kvar i kärnan för att minska värsta fallet när strömmen återströms. Detta görs genom att avsiktligt lägga till ett litet luftspalt i kärnans magnetiska krets under tillverkningen av transformatorn. Ett annat tillvägagångssätt är att ”mjukt starta” transformatorn genom att tillfälligt sätta in en lämplig grupp högeffektsmotstånd i serie med primärlindningen för att begränsa värsta fallet. Motståndsbanken kortsluts sedan efter att den transienta startströmmen har sjunkit till en acceptabel nivå.Men inte alla dessa tekniker kan vara möjliga eller kostnadseffektiva för stora högspänningstransformatorer.