Рабочий режим трансформатора: Рабочий режим трансформатора | Электротехника

Рабочий режим трансформатора | Электротехника

Работа трансформатора под нагрузкой. Рабочий режим — это работа трансформатора при подключенных потребителях или под нагрузкой (под нагрузкой понимается ток вторичной цепи — чем он больше, тем больше на­грузка). К трансформатору подключаются различного рода потребители: электрические двигатели, освещение и т. п.

Схема нагруженного трансформатора представлена на рис. 2.7.

Первичная обмотка подключается к источнику синусоидального напряжения. Ток в первичной обмотке или, точнее, МДС  вызывает основной магнитный поток и магнитный поток рассеяния.

Изменяющийся магнитный поток пронизывает обмотки и согласно закону электромагнитной индукции (ЭМИ) в обмотках наводятся ЭДС и , выбранные положительные направления которых показаны на рис. 2.7. К вторичной обмотке подключен потребитель с сопротивлением (в комплексной форме), т.е. вторичная обмотка замкнута, и ток

в ней вызывает МДС . Как видно из рис. 2.7, МДС  направлена против МДС , т. е. поток вторичной обмотки направлен навстречу потоку первичной обмотки. Действительно, если предположить, что МДС создает поток , направленный так же, как и поток , то результирующий магнитный поток и ЭДС увеличатся. В результате мощность станет больше, чем мощность , подводимая из сети, что противоречит закону сохранения энергии. Таким образом, как бы ни была уложена вторичная обмотка, ее МДС всегда направлена противоположно МДС первичной обмотки. Этот же вывод следует из правила Ленца.

С изменением тока при неизменном изменяется ток , что следует из закона сохранения энергии. Например, при увеличении тока усиливается его размагничивающее действие, суммарный магнитный поток и, следовательно, ЭДС

должны уменьшиться, но ток увеличивается так, чтобы получился поток первоначального значения.

Уравнение магнитодвижущих сил. Исходя из соображений, изложенных в п. 2.4.1, запишем  МДС  (для мгновенных значений)

,

где — мгновенное значение результирующей МДС обеих обмоток.

При неизменном действующем значении напряжений результирующий магнитный поток практически остается также неизменным в режимах от холостого хода до номинального, поэтому

или в комплексной форме

(2.5)

Уравнение токов.

Разделив обе части (2.5) на , получим:

.                                                  (2.6а)

Обозначив , запишем для токов

(2.6б)

Из (2.6б) следует, что ток

можно рассматривать состоящим из двух составляющих: одна определяет основной магнитный поток , а вторая компенсирует

размагничивающее действие тока вторичной обмотки.

Ток холостого хода составляет лишь несколько процентов тока . Если им можно пренебречь, то из (2.6а) следует, что токи обмоток и обратно пропорциональны числам витков, т. е или с индексами высшего и низшего напряжений

.                                         (2.7)

Из (2.7) следует, что в обмотке с большим числом витков ток меньше.

Уравнение электрического состояния. На рис. 2.7 показана схема трансформатора с включенным потребителем, сопротивление которого в комплексной форме. Будем, как и при холостом ходе, рассматривать первичную обмотку трансформатора как приемник, а вторичную обмотку как источник электрической энергии. При такой трактовке функций обмоток ЭДС

направлена против положительного направления тока , а положительное направление тока вторичной обмотки совпадает по на­правлению с ЭДС .

Уравнение, составленное по второму закону Кирхгофа для первичной цепи:

или

где — падение напряжения на активном сопротивлении провода первичной обмотки;падение напряжения на сопротивлении рассеяния первичной обмотки. В комплексной форме

(2.8)

Уравнение, составленное по второму закону Кирхгофа для вторичной цепи:

,

где напряжение на выводах вторичной обмотки; — падение напряжения на активном сопротивлении проводов вторичной обмотки; падение напряжения на сопротивлении рассеяния вторичной обмотки. В комплексной форме:

(2.9)

Приведение вторичной обмотки трансформатора к первичной. При расчете электрических цепей с трансформаторами задача расчета усложняется из-за магнитной связи между вторичной и первичной обмотками трансформатора. Эту задачу можно упростить, если для устранения магнитной связи между обмотками составить эквивалентную электрическую схему. Последнее возможно, если объединить обе обмотки трансформатора в одну, сделав равными ЭДС этих обмоток (). Равенство будет выполнено, если новое число витков вторичной обмотки сделать равным числу витков первичной обмотки , т.е. если . Очевидно, что при таком преобразовании изменятся все величины, характеризующие вторичную цепь  , и их необходимо пересчитать на новое число витков. Пересчет величин вторичной цепи на новое число витков называется приведением вторичной цепи к числу витков первичной цепи, а трансформатор в этом случае называется приведенным.

Приведение вторичной обмотки к первичной упрощает расчет некоторых рабочих характеристик трансформатора и облегчает построение векторных диаграмм, так как в приведенном трансформаторе величины вторичной цепи имеют тот же порядок, что и величины первичной цепи.

Найдем приведенные значения величин для понижающего трансформатора, умножив (2.9)  на :

или через коэффициент трансформации

.

Приведенными значениями напряжений, ЭДС, тока и сопротивлений являются

.

Запишем уравнение (2.9) с приведенными значениями:

.                                       (2.10)

Такое преобразование справедливо, так как МДС, относительные значения падений напряжения и мощность потерь в проводах остаются неизменными, т. е.

8 Рабочий режим трансформатора — Рабочий режим трансформатора

Рабочий режим трансформатора

Схема трансформатора в рабочем режиме представлена рисунке 2.4.

В рабочем режиме ток первичной обмотки  создает магнитный поток , который индуцирует ЭДС в первичной  и вторичной  обмотках. ЭДС   вызывает ток  во вторичной обмотке, который , в свою очередь, создает магнитный поток в сердечнике и поток рассеяния . Магнитный поток направлен встречно магнитному потоку .

Уравнение первичной обмотки имеет вид:

,                                              (2.16)

где  ток в первичной обмотке.

В рабочем режиме выполняются соотношения

              .                                   (2.17)

Рекомендуемые материалы

Из последнего соотношения следует, что если входное напряжение  не изменяется, то и не изменяются ЭДС и магнитный поток , т. е. магнитный поток в сердечнике  и не зависит от токов в первичной и вторичной обмотках.

Напряженность магнитного поля в сердечнике описывается выражением

,                                                    (2.18)

где – токи первичной и вторичной обмоток,

       – число витков в первичной и вторичной обмотках,

      – средняя длина магнитной линии сердечника трансформатора.

В режиме холостого хода напряженность магнитного поля

.                                               (2.19)

Отсюда

      ,       .                                      (2.20)

Это равенство поддерживается в трансформаторе с погрешностью в несколько процентов при изменении тока нагрузки   от нуля  до номинального значения.

Векторная диаграмма, иллюстрирующая соотношение (2.20), представлена на рисунке 2.5.

Уравнение равновесия для вторичной обмотки:

,                                                     (2.21)

I2 – ток вторичной обмотки

 – активная и реактивная составляющие сопротивления вторичной обмотки.

Расчет трансформаторных цепей осуществляется графоаналитическим способом: путем составления векторных диаграмм и эквивалентных схем замещения.

Чтобы исключить анализ магнитных процессов, осуществляется операция приведения: реальную обмотку  заменяют фиктивной обмоткой (), а все параметры вторичной обмотки перечитывают в фиктивную вторичную обмотку так, чтобы мощности на этих обмотках, потери и фазовые сдвиги были одинаковы.

,                                                    (2.22)

где ­ – ЭДС в приведенной обмотке,

      – коэффициент трансформации.

Аналогично получаем

            .                                                     (2.23)

Мощности в исходной и приведенной обмотках должны быть одинаковы

                                  ,

где  – токи исходной и приведенной обмотках.

Отсюда

 .                                         (2.24)

Потери  активной и реактивной мощностей в исходной и приведенной обмотках также должны быть одинаковы:

,             .                    (2.25)

Отсюда

, .   (2.26)

Сопротивление нагрузки и приведенное сопротивление нагрузки связаны соотношением  .

При выполнении этих условий первичную и приведенную обмотки можно электрически соединить ( рисунок 2.6).

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта — 18.1 Внешняя политика СССР и международные отношения в 1930-е гг.

Уравнения равновесия для первичной и вторичной обмотки:

  .                                  (2.27)

                              

Векторная диаграмма работы трансформатора при индуктивной нагрузке:

Рабочий режим трансформатора

Рабочий режим трансформатора это такой режим, при котором ко вторичной обмотке подключена какая-либо нагрузка.

Схема трансформатора в рабочем режиме показана на рис. 1.1

При подключении нагрузки ко вторичной обмотке трансформатора в ней под действием ЭДС основного магнитного потока протекает переменный электрический ток , который создает магнитное поле, воздействующее на основной поток, а также образующее поток рассеяния вторичной обмотки . Направление магнитного поля вторичной обмотки в магнитопроводе всегда противоположно направлению магнитного поля формируемого первичной обмоткой. Однако при постоянном напряжении сети результирующее магнитное поле в сердечнике также постоянно. Поэтому ослабление поля, вызываемое током вторичной обмотки должно компенсироваться увеличением тока первичной. Условие постоянства магнитного потока означает постоянство магнитодвижущих сил (МДС), действующих в трансформаторе во всех режимах, т.е. , где – соответственно МДС первичной и вторичной обмоток в рабочем режиме, а – МДС в режиме холостого хода. Отсюда получим соотношение токов трансформатора – , где — приведенный ток вторичной обмотки.

Уравнение Кирхгофа для цепи вторичной обмотки с учетом падения напряжения на активном сопротивлении , ЭДС потока рассеяния и напряжения на нагрузке можно представить в виде или в символической форме .

Расчет электрических цепей с трансформаторами осложняется тем, что цепи первичной и вторичной обмоток не имеют электрической связи. Такую связь можно создать, если преобразовать параметры трансформатора так, чтобы ЭДС основного магнитного потока в обеих обмотках были одинаковыми. Тогда их можно представить одним общим элементом цепи. Если штрихами обозначать новые приведенные параметры, то сформулированное условие можно записать в виде , т.е. реальное значение ЭДС нужно умножить на коэффициент трансформации.

Умножив все уравнение Кирхгофа на k, а затем умножив и разделив на k каждое слагаемое в правой части, мы получим новое уравнение вида , в котором все величины соответствуют трансформатору со вторичной обмоткой, имеющей такое же число витков, что и первичная, но все составляющие мощности, а также МДС приведенной обмотки равны их значениям до приведения. Таким образом, приведенные параметры и величины тока, ЭДС и напряжения вторичной обмотки оказываются равными

.

Окончательно для первичной и вторичной цепей трансформатора уравнения Кирхгофа имеют вид


Рабочий режим трансформатора — Мегаобучалка

Рабочий режим трансформатора это такой режим, при котором ко вторичной обмотке подключена какая-либо нагрузка.

Схема трансформатора в рабочем режиме показана на рис. 1.1

При подключении нагрузки ко вторичной обмотке трансформатора в ней под действием ЭДС основного магнитного потока протекает переменный электрический ток , который создает магнитное поле, воздействующее на основной поток, а также образующее поток рассеяния вторичной обмотки . Направление магнитного поля вторичной обмотки в магнитопроводе всегда противоположно направлению магнитного поля формируемого первичной обмоткой. Однако при постоянном напряжении сети результирующее магнитное поле в сердечнике также постоянно. Поэтому ослабление поля, вызываемое током вторичной обмотки должно компенсироваться увеличением тока первичной. Условие постоянства магнитного потока означает постоянство магнитодвижущих сил (МДС), действующих в трансформаторе во всех режимах, т.е. , где – соответственно МДС первичной и вторичной обмоток в рабочем режиме, а – МДС в режиме холостого хода. Отсюда получим соотношение токов трансформатора – , где — приведенный ток вторичной обмотки.



Уравнение Кирхгофа для цепи вторичной обмотки с учетом падения напряжения на активном сопротивлении , ЭДС потока рассеяния и напряжения на нагрузке можно представить в виде или в символической форме .

Расчет электрических цепей с трансформаторами осложняется тем, что цепи первичной и вторичной обмоток не имеют электрической связи. Такую связь можно создать, если преобразовать параметры трансформатора так, чтобы ЭДС основного магнитного потока в обеих обмотках были одинаковыми. Тогда их можно представить одним общим элементом цепи. Если штрихами обозначать новые приведенные параметры, то сформулированное условие можно записать в виде , т.е. реальное значение ЭДС нужно умножить на коэффициент трансформации.

Умножив все уравнение Кирхгофа на k, а затем умножив и разделив на k каждое слагаемое в правой части, мы получим новое уравнение вида , в котором все величины соответствуют трансформатору со вторичной обмоткой, имеющей такое же число витков, что и первичная, но все составляющие мощности, а также МДС приведенной обмотки равны их значениям до приведения. Таким образом, приведенные параметры и величины тока, ЭДС и напряжения вторичной обмотки оказываются равными

.

Окончательно для первичной и вторичной цепей трансформатора уравнения Кирхгофа имеют вид

Рабочий режим трансформатора — FINDOUT.SU

В этом режиме ко вторичной обмотке подключается потребитель и под действием ЭДС е2 в цепи вторичной обмотки потечет ток i2 и появится напряжение u2 (рис.2.3, а). В рабочем режиме необходимо от идеализированного трансформатора перейти к реальному, у которого первичная и вторичная обмотки обладают сопротивлениями.

Активные сопротивления r1 и r2 обусловлены сопротивлениями проводов первичной и вторичной обмоток. Реактивные сопротивления обмоток трансформатора обусловлены потокосцеплениями рассеяния первичной Yрас1 и вторичной Yрас2, обмоток, которые пропорциональны соответственно токам i1 и i2

На рис. 2.3,б показана схема замещения трансформатора с активными сопротивлениями первичной r1 и вторичной r2 обмоток и индуктивностями рассеяния Lp1=Yр1/i1 и Lp2=Yр2/i2.

С учетом принятых на рис. 2.3, а положительных направлений токов и направлений намотки обмоток магнитодвижущие силы (МДС) направлены встречно, т.е. i1w 1i2w2. Следовательно, первичная и вторичная обмотки включены встречно, что условно обозначается разметкой выводов (точка возле обмотки). Суммарная МДС создает в магнитопроводе общий рабочий магнитный поток Ф.

На схеме замещения (рис.2.3, б) пунктиром выделен идеализированный трансформатор, не имеющий активных сопротивлений и потокосцеплений рассеяния.

б)

Рис.2.3 Трансформатор в рабочем режиме (а) и его схема замещения (б)

 

Уравнения электрического равновесия для первичной и вторичной обмоток трансформатора в комплексной форме примут следующий вид:

 

;      (2.9)

,       (2.10)

 

где Z 1=r1+jxpac1 и Z2=r2+jxpac2 – комплексные сопротивления, учитывающие активные сопротивления обмоток и индуктивности рассеяния.

Ток вторичной обмотки i2, протекая по обмотке W2, вызовет магнитный поток Ф2, который вызовет ЭДС самоиндукции во вторичной и ЭДС взаимоиндукции – в первичной обмотках. Но так как обмотки включены встречно, ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции будут вычитаться, т.е. в первичной обмотке

е1=е L1eM.

 

Это приведет к нарушению равновесия (формула 2.9) и так как напряжение сети u1 не изменилось, то увеличится ток i1 в первичной обмотке. Можно записать, что комплексное значение тока в первичной обмотке [2]

                                     ,                          (2.11)

где    – ток холостого хода;

          – ток вторичной обмотки, приведенный к току первичной обмотки.

Так как = , то =  .                   (2.12)

 

Таким образом, чем больше нагрузка во вторичной обмотке (чем больше 2), тем больше ток в первичной обмотке и больше потребляемая трансформатором из сети мощность.

Увеличение тока , увеличивает магнитный поток , что приводит к компенсации размагничивающего действия магнитного потока . В результате этого рабочий магнитный поток трансформатора остается постоянным в широком диапазоне нагрузок – от холостого хода ( 2=0) почти до короткого замыкания, когда 2» 2ном.

Рис. 2.4. Векторная диаграмма трансформатора.

 

Работу трансформатора наглядно можно представить, построив векторную диаграмму (рис.2.4), которая представляет собой изображение на комплексной плоскости уравнений электрического равновесия. Начальную фазу равную нулю возьмем у вектора магнитного потока  и направим его вдоль действительной оси. Вектор тока намагничения в первичной обмотке на холостом ходу опережает вектор  на угол потерь d в виду наличия магнитного запаздывания, т.е. вектор тока холостого хода

= ах+j рх,

где ах – активная составляющая тока обмотки, обусловленная         потерями в стали и ориентированная параллельно приложенному напряжению 1;

  рх – намагничивающая составляющая тока обмотки, совпадающая по фазе с магнитным потоком.

 Векторы ЭДС 1 и 2, индуцируемые в первичной и вторичной обмотках, как следует из (2.7) отстают по фазе от вектора  на угол 90°. Векторы напряжений первичной и вторичной обмоток строятся в соответствии с уравнениями (2.9) и (2.10) для наиболее распространенной активно– индуктивной нагрузки вторичной обмотки. В этом случае вектор тока 2 отстает на некоторый угол j2 от вектора напряжения 2. Допустим трансформатор повышающий, поэтому 2> 1, 2> 1 и вектор тока вторичной обмотки, приведенный к первичной ́2 > 2.

Вектор тока в первичной обмотке определяется в  соответствии с формулой (2.12). Из векторной диаграммы видим, что у повышающего трансформатора ток во вторичной обмотке меньше тока в первичной обмотке 2 < 1.

Необходимо иметь в виду, что приведенная векторная диаграмма правильно показывает лишь качественные соотношения между величинами. В большинстве практических случаев треугольники внутреннего падения напряжения малы и полные внутренние падения напряжений на первичной и вторичной обмотках

  Z11« 1, а Z22« 2 и поэтому 1» 1, а 2» 2.

Из векторной диаграммы видно, что при активно– индуктивной нагрузке во вторичной обмотке трансформатора, в первичной также нагрузка активно– индуктивная и ток 1, отстает на угол j1 от напряжения 1. При активно-емкостной нагрузке во вторичной обмотке, ток 2 естественно будет опережать напряжение 2, но в первичной обмотке характер нагрузки может быть различным, так как векторная диаграмма токов зависит не только от нагрузки, но и от параметров трансформатора. При чисто емкостной нагрузке во вторичной обмотке в первичной также может ток 1 опережать напряжение 1 на угол j1.

Для трансформатора, как источника для потребителя, подключенного к вторичной обмотке, важное значение имеет внешняя характеристика, представляющая собой зависимость U2=f(I2) при U1 – const и j2 – const. Примерный вид внешней характеристики показан на рис.4.5., из которого следует, что с увеличением тока нагрузки I2 напряжение на выходе вторичной обмотки U2 уменьшается.

 

       Рис.2.5 Внешняя характеристика            Рис.2.6 Эквивалентная схема вто-

                  трансформатора                               ричной обмотки трансформатора

 

Это явление обусловлено тем, что вторичную обмотку трансформатора можно представить источником с ЭДС 2 и внутренним сопротивлением Zвн. Эквивалентная схема вторичной обмотки с нагрузкой, имеющей комплексное сопротивление Zн, показана на рис.2.6.

В соответствии с законом Ома для простой замкнутой цепи

.

Из этого выражения можно записать

 ,                                                       (2.13)

где   – падение напряжения на полном внутреннем                  сопротивлении вторичной обмотки.

Из (2.13) следует, что с увеличением нагрузки (тока 2), увеличивается падение напряжения на внутреннем сопротивлении и напряжение на выходных зажимах трансформатора уменьшается. Причем, чем меньше коэффициент мощности вторичной цепи трансформатора (cos j2), тем больше изменение вторичного напряжения

DU2= .

Подробный анализ зависимости приводит к следующему выражению

                          =1- ,              (2.14)

где I1 – ток в первичной обмотке;

   U1H – номинальное напряжение в первичной обмотке;

    rК, хК – активное и реактивное сопротивления трансформатора в        лабораторном опыте короткого замыкания.

Из (2.14) видно, что при активно– емкостной нагрузке j2<0 напряжение U2 может даже увеличится относительно номинального.

Режим работы трансформатора

Волгоградская государственная. Кафедра Электропривод и электрические машины. Сомов И. Расчет величин, характеризующих силовой энергетический трансформатор и его режимы работы.


Поиск данных по Вашему запросу:

Режим работы трансформатора

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Лекция 42. Трансформатор

Режимы работы трансформатора


Режим работы силового трансформатора определяется его нагрузкой, напряжением на обмотках, температурой масла, обмоток, условиями окружающей среды и другими параметрами. Можно выделить три режима работы трансформатора: нормальный режим работы, режим перегрузки и аварийный режим. Нормальный режим работы характеризуется условиями рабочими параметрами , при которых трансформатор может проработать весь гарантированный заводом-изготовителем срок службы. К нормальному режиму относятся следующие режимы: номинальный режим, режим холостого хода, режим параллельной работы и др.

Данный режим является идеализированным. Нормальный нагрузочный режим. Практически при работе трансформатора его параметры отклоняются от номинальных, эти отклонения в нормальном режиме лежат в пределах допустимых стандартами, техническими условиями и другими нормативными документами.

Режим холостого хода характеризуется работой трансформатора без нагрузки. С точки зрения эксплуатации данный режим является нежелательным, так как связан с непроизводственными расходами электроэнергии. Режим параллельной работы трансформаторов допускается при условии, что ни один из них не будет перегружен. Режим перегрузки характеризуется отклонением параметров трансформатора нагрузка, температура за пределы, установленные нормативными документами для нормального нагрузочного режима.

При длительной работе трансформатора в режиме перегрузки происходит сокращение срока его службы. Перегрузка трансформатора может быть систематической, вызванной суточными изменениями графиков нагрузки, и аварийной, вызванной аварийным отключением какого-либо элемента системы электроснабжения.

Режим перегрузки трансформатора допускается стандартами и техническими условиями в течении определенного времени ГОСТ Аварийный режим работы трансформатора связан со значительными отклонениями параметров трансформатора от номинальных значений.

Работа трансформатора в данном режиме недопустима, так как может привести к его значительным повреждениям. Аварийный режим работы может быть связан с внутренними повреждениями в трансформаторе или с внешними повреждениями в системе электроснабжения. Признаками возникновения аварийного режима связанного с внутренними повреждениями может быть:.

Аварийный режим, связанный с внутренними повреждениями трансформатора, как правило, отключается газовой или дифференциальной защитами. Аварийный режим, связанный с внешними повреждениями, как правило, характеризуется значительным увеличением тока трансформатора и отключается максимальной токовой защитой.

Подготовительные работы по монтажу трансформаторов. Монтаж и эксплуатация электрических сетей. Режимы работы трансформаторов Режимы работы трансформаторов Режим работы силового трансформатора определяется его нагрузкой, напряжением на обмотках, температурой масла, обмоток, условиями окружающей среды и другими параметрами. Признаками возникновения аварийного режима связанного с внутренними повреждениями может быть: сильный и неравномерный шум или потрескивание внутри бака трансформатора; повышенный нагрев трансформатора при нагрузке, не превышающей номинальную и нормальной работе охлаждающих устройств; выброс масла из расширителя или разрыв диафрагмы выхлопной трубы; течь масла или уменьшение уровня масла ниже уровня масломерного стекла в расширителе.

Темы лекций Общие вопросы организации электромонтажных работ Монтаж воздушных линий электропередачи Монтаж кабельных линий электропередачи Монтаж и эксплуатация силовых трансформаторов Монтаж электропроводок Монтаж шинопроводов на напряжение до 1 кВ Охрана труда в электроэнергетике. Содержание темы Габариты трансформаторов Условное обозначение трансформаторов Нормативные документы по монтажу силовых трансформаторов Монтаж силовых трансформаторов 4.

Подготовительные работы по монтажу трансформаторов предмонтажные работы транспортировка разгрузка ревизия хранение 4. Работы по монтажу трансформатора подготовка к монтажу узлов трансформатора сборка трансформаторов установка трансформаторов заливка трансформаторов маслом 4. Ввод трансформатора в эксплуатацию приемо-сдаточные испытания пробное включение Сушка трансформаторов методы сушки виды сушки Нормативные документы по эксплуатации силовых трансформаторов Осмотр трансформаторов Режимы работы трансформаторов Ремонт трансформаторов Эксплуатация трансформаторного масла Характеристики трансформаторного масла Мероприятия по замедлению процесса старения.

Авторизация Введите ваш e-mail: Введите пароль: Запомнить пароль. Развитие сайта.


2 Режимы работы трансформатора

Режим работы трансформатора, при котором его вторичная обмотка разомкнута, называют холостым режимом или холостым ходом трансформатор работает без нагрузки. Именно такой режим работы был рассмотрен в предыдущем параграфе. Однако там мы пренебрегли нелинейностью кривой намагничивания стального сердечника, явлением гистерезиса и токами Фуко, действием потоков рассеяния магнитного поля и активным сопротивлением обмотки. В реальном же трансформаторе все эти явления влияют на происходящие в нем процессы.

, а. Режимы работы. Опыты холостого хода и короткого замыкания. В процессе эксплуатации трансформатора он может работать в двух основных.

Режимы работы и схема замещения трансформатора

Режим работы силового трансформатора определяется его нагрузкой, напряжением на обмотках, температурой масла, обмоток, условиями окружающей среды и другими параметрами. Можно выделить три режима работы трансформатора: нормальный режим работы, режим перегрузки и аварийный режим. Нормальный режим работы характеризуется условиями рабочими параметрами , при которых трансформатор может проработать весь гарантированный заводом-изготовителем срок службы. К нормальному режиму относятся следующие режимы: номинальный режим, режим холостого хода, режим параллельной работы и др. Данный режим является идеализированным. Нормальный нагрузочный режим. Практически при работе трансформатора его параметры отклоняются от номинальных, эти отклонения в нормальном режиме лежат в пределах допустимых стандартами, техническими условиями и другими нормативными документами. Режим холостого хода характеризуется работой трансформатора без нагрузки. С точки зрения эксплуатации данный режим является нежелательным, так как связан с непроизводственными расходами электроэнергии. Режим параллельной работы трансформаторов допускается при условии, что ни один из них не будет перегружен.

Работа трансформатора под нагрузкой

Параллельная работа трансформаторов с отношением номинальных мощностей более 3-х не рекомендуется. Включение трансформаторов на параллельную работу возможно только после предварительной горячей фазировки на стороне НН индикатором со светящейся шкалой или вольтметром. Фазы трансформаторов считаются совпавшими, если на одноименных фазах показания вольтметра или индикатора равны нулю. В аварийных случаях масляные трансформаторы с системами охлаждения М и Д допускают одну из следующих кратковременных перегрузок сверх номинального тока независимо от длительности предшествующей нагрузки, температуры охлаждающей среды и места установки.

Может быть, кто-то думает, что трансформатор — это что-то среднее между трансформером и терминатором.

Что такое трансформатор: устройство, принцип работы, схема и назначение

Трансформаторы являются устройствами, предназначенными для повышения и понижения переменного напряжения. При этом частота тока не меняется, также, как и практически не изменяются его мощностные характеристики. Каким бы ни был трансформатор по разным критериям их можно разделить на несколько групп , он имеет ряд сходных характеристик, на которые следует обращать особое внимание, не только во время эксплуатации, но и во время проверки работоспособности устройства. Работа всех трансформаторных устройств, а их около десятка различных видов, способны соответствует одному из трех основных режимов:. Один из наиболее важных режимов — холостой ход трансформатора, ведь именно на основании информативных показателей опытов холостого хода проводится доскональный анализ любого их режимов. Для этого также требуются параметры схемы замещения.

Режим работы силовых трансформаторов и регулирование напряжения в распределительных сетях

Режим холостого хода. При разомкнутой вторичной обмотке трансформатор работает в режиме холостого хода. Ток холостого хода i 0 , проходящий по первичной обмотке, имеет две составляющие: активную i 0a и реактивную i 0р. При этом. Реактивная составляющая называется намагничивающим током, этот ток создает магнитный поток в магнитопроводе трансформатора. Активная составляющая обеспечивает поступление в трансформатор электрической энергии, необходимой для компенсации потерь энергии в стали магнитопровода. Следовательно, они пропорциональны максимальному значению магнитного потока Фm и частоте его изменения. В каждом витке первичной и вторичной обмоток индуцируется э.

Рассмотрим три основных режима работы трансформатора: режим холостого хода, режим короткого замыкания и режим работы под нагрузкой.

К вторичной обмотке ничего не подключено, а к первичной — подключено входное напряжение. Из выражений 2. Тогда, с учетом соотношений 2. В установившемся режиме.

Режим холостого хода. В этом режиме вторичная обмотка трансформатора разомкнута , ток в ней отсутствует. Режим работы под нагрузкой или рабочий режим. Ко вторичной обмотке трансформатора подключена нагрузка.

Нормальными режимами работы считаются такие, на которые рассчитан трансформатор и при которых он может длительно работать при допустимых стандартами или техническими условиями отклонениях основных параметров напряжение, ток, частота, температура отдельных элементов и нормальных условиях работы климат, высота установки над уровнем моря.

В зависимости от величины сопротивления нагрузки трансформатор может работать в трех режимах:. Нагрузочный режим при 0. Имея параметры схемы замещения, можно анализировать любой режим работы трансформатора. Сами параметры определяют на основе опытов холостого хода и короткого замыкания. При холостом ходе вторичная обмотка трансформатора является разомкнутой. Опыт холостого хода трансформатора проводят для определения коэффициента трансформации, мощности потерь в стали и параметров намагничивающей ветви схемы замещения, проводят его обычно при номинальном напряжении первичной обмотки. Для однофазного трансформатора на основе данных опыта холостого хода можно рассчитать:.

Режимы холостого хода и короткого замыкания возникают при авариях или их специально создают при опытных испытаниях трансформатора. В этом режиме напряжение первичной обмотки близко к номинальному , ток первичной обмотки I 1 определяется нагрузкой трансформатора, а ток вторичной обмотки ее номинальным током. По данным измерений аналитически определяют коэффициенты мощности и полезного действия трансформатора соответственно по формулам.


Трансформатор. Холостой и рабочий ход

Трансформатор

Электрический ток можно преобразовывать практически без потерь. На практике чаще всего требуется невысокое напряжение. Устройство, служащее для преобразования (повышения или понижения) переменного напряжения, называется трансформатором. Или трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток той же частоты, но другого напряжения.

Впервые трансформаторы были использованы в 1878 г. русским ученым П.Н.Яблочковым.

Простейший трансформатор состоит из сердечника 2 (магнитопровода) замкнутой формы, на который намотаны две обмотки: первичная 1 и вторичная 2. Сердечник собирают из множества тонких пластин ферромагнитного сплава для того, чтобы снизить воздействия вихревых токов внутри стали, возникающих при появлении магнитного поля.

Условное обозначение трансформатора

Принцип действия трансформатора основано на  явлении электромагнитной индукции. Первичная обмотка трансформатора подсоединяется к источнику переменного тока, а вторичная, соответственно, к потребителям электроэнергии. Протекающий по первичной обмотке ток создает переменный магнитный поток (Ф) в сердечнике трансформатора. В результате магнитной индукции переменный магнитный поток   в сердечнике трансформатора создает в обмотке ЭДС индукции, в том числе и в первичной обмотке.

Напряжение на вторичной обмотке зависит от числа витков в первичной и вторичной обмотках трансформатора: 

U1  —  напряжение на первичной обмотке трансформатора, В;

U2  —  напряжение на вторичной обмотке трансформатора, В;

N1  — число витков на первичной обмотке;

N2  — число витков на вторичной обмотке;

K – коэффициент трансформации.

При k > 1 трансформатор будет понижающим, при k < 1повышающим.

Режимы работы трансформатора:

  • Режим холостого хода трансформатора называется режим с разомкнутой вторичной обмоткой;
  • рабочим режимом (ходом) трансформатора называется режим, при котором в цепь его вторичной обмотки включена нагрузка с сопротивлением R = 0;
  • режимом короткого замыкания называется режим, при котором вторичная обмотка трансформатора замкнута без нагрузки. Данный режим опасен для трансформатора, т.к. в этом случае ток во вторичной обмотке максимален и происходит электрическая и тепловая перегрузка системы.

Передача и использование электрической энергии

Электрическая энергия, которая вырабатывается генераторами на электростанциях, передается к потребителям на большие расстояния. Трансформаторы в случае широко используются Линии, по которым электрическая энергия передается от электростанций к потребителям, называют линии электропередачи (ЛЭП). При  передаче электроэнергии на большие расстояния неизбежны ее потери, связанные с нагреванием проводов. Потери при нагревании электрических проводов прямо пропорционально I2 через проводник (согласно закону Джоуля — Ленца). Чтобы уменьшить потери энергии, необходимо уменьшить силу тока в линии передачи. При данной мощности уменьшение силы тока возможно лишь при увеличении напряжения (P=UI). Для этого между генератором и линией электропередачи включают повышающий трансформатор, а понижающий трансформатор — между  ЛЭП и потребителем электроэнергии.

В бытовых электроприборах (по технике безопасности) используются небольшие напряжения 220 и 380 В. У современных трансформаторов высокий КПД — свыше 99%.

Технологическая цепочка передачи электроэнергии

Оптимальные режимы работы трансформаторов в железнодорожных системах с разными режимами работы трансформаторов и интервалами движения

https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2020.106631Get rights and content

Highlights

Оптимальные режимы работы трансформаторов для разных расписаний поездов.

Трансформаторы в параллельном режиме имеют меньшие потери мощности, чем в непараллельном режиме.

Режим с одним трансформатором имеет самые низкие потери мощности при большом интервале между интервалами.

Abstract

В данной статье представлен подход к оптимальной работе трансформаторов в железнодорожных системах. Железнодорожные системы питаются от подстанций блочного питания, состоящих из двух трансформаторов, соединенных по схеме «магистраль-связь-магистраль». Для этих трансформаторов существует три режима работы, а именно непараллельный режим, параллельный режим и режим с одним трансформатором. В связи с тем, что тяговые нагрузки по своей природе являются динамическими, оптимальный режим работы трансформаторов требует тщательного моделирования с учетом динамики движения поездов и расписания движения поездов.Данная статья направлена ​​на выявление оптимального режима работы трансформаторов при различных интервалах между интервалами. В этом исследовании с помощью программного обеспечения ETAP-Etrax моделируется система тягового электроснабжения железнодорожного транспорта 2 (MRT2) в Малайзии с динамическим анализом потока нагрузки для достижения точной оценки потерь трансформатора при трех режимах работы трансформатора и разные промежутки времени. Результаты показывают, что параллельный режим имеет меньшие потери трансформатора, чем непараллельный режим для всех интервалов интервала.Также установлено, что однотрансформаторный режим имеет наименьшие потери в трансформаторе для интервалов между интервалами 5 мин 48 с и выше. Хотя процент снижения потерь в трансформаторе и запас интервала между интервалами для оптимальной работы в однотрансформаторном режиме могут различаться, этот подход можно применять и к другим железнодорожным системам постоянного тока.

Ключевые слова

Система тягового электроснабжения железной дороги

Третий рельс постоянного тока

Динамический поток нагрузки

Параллельные работы трансформаторов

Снижение потерь мощности

Рекомендуемые статьиСсылки на статьи (0) 9020 Elsevier Ltd.Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Исследование режимов работы и стратегий управления многонаправленным MC для системы на основе батарей

Для повышения производительности автономной системы на основе батарей и достижения непрерывной передачи энергии поведение проанализирован многонаправленный матричный преобразователь (МДМК) в различных режимах работы. Систематический метод сопряжения возобновляемого источника, аккумуляторной батареи и нагрузки предлагается для автономной энергосистемы на основе батареи (SABBPS) для использования MDMC в качестве ШИМ-преобразователя, инвертора или ШИМ-преобразователя и инвертора в различных режимах работы.В этом исследовании метод расширенной прямой широтно-импульсной модуляции (EDDPWM) был применен для управления путем потока мощности между возобновляемым источником, нагрузкой и батареей. В зависимости от напряжения генератора, входной частоты и требований нагрузки возможны несколько рабочих состояний и стратегий управления. Поэтому границы и распределение режимов работы обсуждаются и иллюстрируются для повышения производительности системы. Выведено математическое уравнение EDDPWM при различных режимах работы для достижения максимального коэффициента напряжения в каждом режиме.Представленные теоретические концепции и концепции модуляции были проверены при моделировании с использованием MATLAB и при экспериментальном тестировании. Кроме того, были проанализированы THD, пульсации и направление потока мощности для выходного тока, чтобы исследовать поведение системы в каждом режиме работы.

1. Введение

Возобновляемые источники, такие как гидроэнергия, солнечная энергия и ветер, могут сыграть важную роль в обеспечении стабильной энергией огромного населения мира, не имеющего доступа к чистой энергии.В настоящее время автономная система электроснабжения снабжает местные деревни или отдельных пользователей в отдаленных районах, где расширение сети затруднено или нерентабельно. В автономных возобновляемых источниках энергии элементы хранения, такие как батарея или суперконденсатор, используются для непрерывного питания нагрузки [1]. Сложность системы управления значительно возрастает при увеличении количества входных источников, поскольку для управления направлением потока мощности между входными портами и выходными портами системы используется несколько отдельных преобразователей.Тип и количество силовых электронных преобразователей меняются в зависимости от типа и количества источников энергии и нагрузок.

Многовходовой DC-DC преобразователь был предложен для объединения нескольких типов источников энергии и получения желаемого выходного напряжения постоянного тока [2]. Этот тип преобразователя обычно используется в гибридных электромобилях [3] и системах возобновляемой энергии для стабилизации напряжения и частоты системы [4].

Было предложено несколько схем преобразователя с двумя входами источника и одним выходом для автономной гибридной системы ВИЭ с целью повышения качества электроэнергии и надежности системы [5, 6].Для объединения источников энергии ветра и солнца в одной энергосистеме был разработан преобразователь мощности источника с двумя входами и одним выходом [5]. Однако получить регулируемое выходное напряжение будет сложно, если один из источников постоянного тока ослаблен, поскольку изменение входного напряжения является значительным. Таким образом, Чен и соавт. (2001) предложили высокочастотный трансформатор для системы с двойным источником с изолированной электрической цепью, чтобы уменьшить эффект изменения напряжения. Эти схемы не имеют пути зарядки резервного аккумулятора и не могут управлять направлением потока мощности в системе [6].

Многонаправленный преобразователь мощности (MDC) был представлен Mei et al. (2006) для автономной гибридной системы возобновляемой энергии на основе батареи для питания батареи и управления направлением потока энергии в системе. MDC предоставил путь хранения аккумуляторов для удовлетворения спроса на электроэнергию в дни дефицита солнечной и ветровой энергии. Однако предложенное управление МДП было очень сложным из-за количества режимов и влияния направления потока мощности в высокочастотном изолированном преобразователе [7].Позже направленный преобразователь мощности заменяется двунаправленным преобразователем постоянного тока с высокой плотностью мощности для взаимодействия с несколькими компонентами накопления энергии, такими как батареи и ультраконденсаторы. Предлагаемая система нуждается в многообмоточном трансформаторе для условий мягкого переключения, что не может оправдать уникальные особенности малого количества компонентов и компактной конструкции интегрированного многопортового преобразователя [8].

Четырехпортовый преобразователь постоянного тока в постоянный с двунаправленной функцией и функцией изолированного выхода был предложен для уменьшения размера.Коммутация при нулевом напряжении введена для всех четырех основных выключателей. Три из четырех портов жестко регулировались путем настройки их независимых значений рабочего цикла, в то время как четвертый порт оставался нерегулируемым для поддержания баланса мощности в системе. Кроме того, введена развязывающая сеть, позволяющая использовать отдельный контроллер для каждого порта питания. Этот четырехпортовый преобразователь подходит для приложений с низким энергопотреблением, где требуется накопление энергии при одновременном жестком регулировании нагрузки [9].Однако основная проблема заключается в том, что входной и выходной порты имеют постоянный ток, и для этой структуры необходим изолированный трансформатор.

Для достижения отслеживания максимальной мощности (MPT) за счет управления частотой вращения ротора при различных скоростях ветра и управления величиной и частотой напряжения нагрузки была введена новая многопортовая система на основе двух встречно-параллельных источников напряжения. преобразователи (VSC) с аккумуляторной системой накопления энергии в их звене постоянного тока. Предлагаемая гибридная система была способна управлять потоком мощности, посредством чего она регулирует величину и частоту напряжения нагрузки [10].Количество преобразователей и пассивных компонентов по-прежнему велико, и это не подходит для встроенного многопортового преобразователя. Кроме того, габариты и стоимость увеличиваются, а КПД снижается из-за многоступенчатого преобразования через преобразователи и трансформаторы.

Наиболее востребованная функция многонаправленного преобразователя может быть реализована с использованием структуры матричного преобразователя (MC). В MC используется несколько двунаправленных переключателей для подключения источников питания к стороне нагрузки. При правильном методе переключения двунаправленные переключатели в MC можно использовать как инвертор или выпрямитель.Первый принцип управления МК был предложен Вентурини и Алесиной в 1980 г. и известен как подход «прямая передаточная функция» [11]. Они также увеличили отношение напряжений до 0,866, используя технику введения третьей гармоники [12]. В 1983 году Родригес представил новый метод управления, основанный на «фиктивном звене постоянного тока», чтобы уменьшить сложность прямого метода [13]. Зиогас и др. расширил идею «фиктивного звена постоянного тока» Родригеса, чтобы дать строгое математическое объяснение [14, 15]. Позже Кастнер и Родригес (1985) использовали модуляцию пространственных векторов в управлении переключением матричных преобразователей для увеличения коэффициента напряжения и уменьшения количества состояний переключения [16, 17].Сообщалось о нескольких методах, которые могли упростить модуляцию [18–21] и решить проблемы коммутации в MC [22, 23]. Хотя метод SVPWM является подходящим методом для трехфазных матричных преобразователей, сложность реализации заметно возрастает при увеличении количества входов или выходов MC, и при этом не учитывается входной ток.

Для синтеза синусоидального входного тока с коэффициентом мощности, равным единице, и требуемым выходным напряжением был предложен новый метод модуляции на основе несущей, основанный на традиционной импульсной модуляции с пространственным вектором (SVPWM) со сложным расчетом [24].Чтобы упростить метод модуляции, в [25] представлены предварительные концепции новой стратегии ШИМ на основе несущей, названной ШИМ с прямым коэффициентом заполнения (DDPWM). Они распространили DDPWM на различные топологии матричных преобразователей и вывели схемы управления для преобразователей альтернативных структур в [26]. Эта схема модуляции очень гибкая и интуитивно понятная, и ее можно применять к любой конфигурации матричного преобразователя.

Туози и др. в 2014 году объединили характеристики нескольких отдельных преобразователей в многонаправленный матричный преобразователь (MDMC) и предложили новый метод модуляции, который может управлять направлением потока мощности между каждым из входных источников питания и выходными нагрузками.Предлагаемый метод модуляции позволяет одновременно подавать мощность от источника постоянного и переменного тока к нагрузке, используя соответствующую схему переключения. Они подтвердили, что MDMC с EDDPWM может работать как модульный преобразователь, где частота и напряжение каждой выходной фазы не зависят от других выходных фаз [27]. Однако система была протестирована в моделировании и работала в одном режиме.

Из-за большого количества системных параметров (т. е. количества входов/выходов, параметров нагрузки и входного фильтра, выходной частоты, частоты переключения, методов модуляции и количества пассивных компонентов) и неотъемлемых различий между топологиями преобразователей, таких как максимальному коэффициенту передачи напряжения трудно сравнивать предлагаемый МДМК с другими преобразователями с несколькими источниками, такими как многонаправленный преобразователь мощности [7], двунаправленный преобразователь постоянного тока ЗВС [8], преобразователь переменного тока в постоянный [28], многопортовый с преобразователь нескольких источников напряжения [10], встроенный четырехпортовый преобразователь постоянного тока в постоянный [9], преобразователь постоянного тока в постоянный с несколькими входами [2] и преобразователь мощности с одним входом и одним выходом [5].Основным преимуществом MDMC для системы питания с несколькими входами/выходами по сравнению с другими преобразователями является его способность уменьшать размер системы за счет объединения всех характеристик различных выпрямителей и инверторов в одном компактном кремниевом преобразователе и устранения пассивных компонентов, таких как громоздкие конденсаторы и многообмоточный трансформатор. Кроме того, метод EDDPWM может обеспечивать двунаправленный поток мощности, управлять входным коэффициентом мощности и синтезировать синусоидальные формы сигналов входного тока и выходного напряжения.

Коэффициент напряжения MDMC менялся, когда система переключалась с одного режима работы на другой. Чтобы поддерживать постоянное выходное напряжение, команда выходного напряжения должна рассчитываться на основе типа и количества входных источников и выходных нагрузок, подключенных к системе. Соответственно, было исследовано поведение MDMC в различных режимах работы для достижения непрерывной передачи мощности и повышения эффективности за счет уменьшения количества переключателей и расчета максимального коэффициента напряжения в каждом режиме работы.Регулируя временной подинтервал в методе EDDPWM и анализируя направление потока мощности между входными и выходными портами системы, MDMC может работать как инвертор, преобразователь ШИМ или как преобразователь ШИМ, так и инвертор. Кроме того, это исследование посвящено анализу качества выходного тока и выводит необходимое уравнение метода EDDPWM в каждом режиме работы.

2. Принцип ШИМ расширенного прямого действия

Принцип работы EDDPWM описан в [27] для MDMC с 15 двунаправленными переключателями.На рисунке 1 показана схема схемы MDMC в автономной аккумуляторной системе (SAABBS), когда трехфазный генератор и две батареи подключены к стороне источника MDMC. Символы и и указывают на нагрузку постоянного и переменного тока соответственно.


Согласно рисункам 2 и 3 период переключения делится на два периода времени, и . Во время входные фазы генератора переменного тока подключаются к соответствующей выходной клемме, а во время входных фаз батареи постоянного тока подключаются к соответствующей выходной клемме.Кроме того, временной интервал делится на два периода и . Кроме того, MX, MD и MN обозначают мгновенные значения максимального, среднего и минимального входного напряжения генератора переменного тока.



Кроме того, POS и NEG обозначают мгновенные значения положительного и отрицательного входного напряжения батареи постоянного тока соответственно. В течение , используется линейное напряжение между MX и MN, которое является максимальным междуфазным напряжением среди трех линейных входных напряжений генератора в момент выборки.Во время используется второе максимальное междуфазное напряжение, которое составляет от MX до MD для схемы переключения I и от MD до MN для схемы переключения II. Наконец, при линейном напряжении между POS и NEG используется напряжение.

2.1. Схема переключения I

На рис. 2 показана схема переключения I, в которой значение коэффициента заполнения фаз () сравнивается с треугольной формой несущего сигнала для получения фазного выходного напряжения. Выходная фаза изменяется во время коммутационной схемы I с , следовательно.Как показано на рисунке 2, выходная фаза «» подключена к входной фазе «MN» во время периода переключения последовательности. И он подключен к фазам «MX», «MX», «MD», «NEG» и «POS» в периоды времени , , , и , соответственно. Эти шесть временных подинтервалов могут быть представлены как (1), где – значение коэффициента заполнения фаз, а наклоны несущих определяются как и . Учтите, что колебания входного напряжения незначительны во время периодов переключения. Таким образом, интегрирование выходного напряжения по может быть выражено на основе (1) и (2), среднее выходное напряжение может быть выражено через и как представлено в Следовательно, для данного цикла переключения значение коэффициента заполнения может быть записывается как где — команда выходного напряжения фазы, равная .

2.2. Схема переключения II

Процедура управления уравнением схемы переключения II такая же, как и для предыдущей схемы переключения. Рисунок 3 иллюстрирует случай коммутационной схемы II, где значение коэффициента заполнения фаз () сравнивается с треугольной несущей формой сигнала для получения фазного выходного напряжения. Выходная фаза изменяется при переключении схемы II с , следовательно.

Аналогичным образом интегрирование выходного напряжения и среднего выходного напряжения представлено в Позволив быть равным значению коэффициента заполнения, можно записать как Когда состояние переключения для выходной фазы «» равно POS, NEG, MX, MD или MN , выходная фаза « » подключена к входному фазному напряжению POS, NEG, MX, MD или MN соответственно.Фактически, используя логические устройства, такие как FPGA, можно легко реализовать схему для генерации ШИМ-сигнала.

Можно синтезировать входной ток и управлять коэффициентом мощности в EDDPWM, регулируя количество и , когда и связаны с максимальным и минимальным током, как показано:

3. Режимы работы системы

В зависимости от типа и количества выходов и входов, подключенных к системе, рабочие состояния системы SABBPS можно разделить на пять возможных режимов, которые перечислены в таблице 1.Независимо от того, обеспечивают ли источники энергии питание для нагрузки или батареи, когда преобразователь подключен к нагрузке переменного тока и когда блок батарей поглощает или подает энергию. В Таблице 1 возобновляемый источник, питающий батарею или нагрузку переменного тока, обозначен буквами «O» или «X». Для блока батарей «▼» означает разрядку, а «▲» — заряд. Кроме того, нагрузка переменного тока, подключенная к MDMC, обозначается буквой «O» или буквой «X».




Параметры Операции 9 2 4 5
5

Трехфазный генератор O O O O x O
AC Load O O x O O
O
Батарея батареи x

O = подключен, X = отключен, ▲ = зарядка и ▼ = разрядка.

Источники питания MDMC меняются для разных режимов работы. В рабочем режиме 1 мощность передается от генератора переменного тока на выходную нагрузку переменного тока. Таким образом, аккумуляторная батарея отключается от системы, а MDMC действует как преобразователь трехфазного переменного тока в однофазный. В рабочем режиме 2 мощность передается от генератора переменного тока на аккумуляторную батарею и выходную нагрузку переменного тока; таким образом, MDMC подает питание на нагрузку переменного тока и заряжает аккумуляторную батарею через схему контроллера зарядки; MDMC действует как инвертор и преобразователь ШИМ.В режиме работы 3 нагрузка переменного тока отключена от системы; турбина с регулируемой скоростью только экспортирует энергию в аккумуляторную батарею через двунаправленные переключатели MDMC (просто заряжает аккумуляторную батарею). Таким образом, MDMC работает как ШИМ-преобразователь. Следуя приведенному выше аналитическому подходу, можно также обучить другие режимы работы.

На рис. 4 показан упрощенный эскиз системы на основе автономной батареи в пяти различных режимах работы, где «G», «BB» и «L» представляют собой трехфазный генератор, аккумуляторную батарею и нагрузку переменного тока. , соответственно.


3.1. Зарядка батареи

Несколько методов, таких как оценка SOC на основе напряжения на клеммах и внутреннего сопротивления [29], импеданса элемента и изменения импеданса элементов/аккумуляторов [30, 31], механизм исправления ошибок на основе фильтра Калмана для обоих состояний исследователи сообщают, что задачи наблюдения и прогнозирования [32, 33], оценка SOC на основе искусственных нейронных сетей [34] и принципы нечеткой логики [35] предсказывают SOC. Согласно [36] метод измерения напряжения холостого хода является оперативным и дешевым и позволяет легко определить SOC в системе на основе батареи.Метод напряжения разомкнутой цепи для оценки SOC отслеживает напряжение и ток на клеммах в состоянии разрядки, чтобы определить напряжение батареи под нагрузкой.

MDMC с методом EDDPWM, представленным в [27], способен непрерывно считывать напряжение на стороне постоянного тока и контролировать величину подачи тока на нагрузку постоянного тока для определения SOC и зарядки аккумулятора. Следовательно, выходные фазы и, указанные на рис. 1, можно использовать для зарядки аккумулятора или питания нагрузки постоянного тока. Тем не менее, в систему следует добавить схему управления дополнительным зарядом, чтобы повысить безопасность и сократить время зарядки системы.

4. Эквивалентная схема преобразователя

Метод управления EDDPWM может быть применен к MDMC как модульная структура для каждой фазы, где каждая выходная фаза имеет независимый контрольный сигнал управления. Этот эталонный управляющий сигнал может различаться по частоте, форме волны и амплитуде [27]. MDMC работает в режимах работы 1, 2 и 3, когда фазное напряжение генератора переменного тока больше, чем напряжение батареи, и работает в режимах 4 и 5, когда оно больше, чем фазное.

Что касается конечного времени переключения полупроводников и задержек распространения на практике, переключатели не могут включаться и выключаться мгновенно в MDMC. Кроме того, из-за отсутствия естественного холостого хода в этой структуре надежная коммутация тока между коммутаторами в MDMC слишком затруднительна. Поэтому в этом исследовании метод коммутации тока или четырехступенчатой ​​коммутации, представленный в [37, 38], был улучшен на основе структуры MDMC для безопасной коммутации между исходящим и входящим коммутатором.Кроме того, в MDMC любая проблема с подачей тока на нагрузку может быть вызвана перенапряжением на выходной фазе. Кроме того, перенапряжения могут возникать со стороны ввода, вызванные помехами в линии. Следовательно, схема ограничения, представленная в [39], была модифицирована на основе структуры MDMC, чтобы избежать перенапряжений, поступающих от сети и от нагрузки в систему.

4.1. Режим работы 1

В этом режиме MDMC действует как матричный преобразователь трехфазного сигнала в однофазный. Мощность передается через три двунаправленных переключателя, которые подключены к входным фазам , и к выходной фазе.Согласно схемам коммутации I и II при , вход MDMC подключен к генератору переменного тока, а аккумуляторная батарея отключена от системы. На рис. 5 показана конфигурация схемы MDMC в рабочем режиме 1 с нейтральным соединением.


Согласно методу переключения EDDPWM, выходные клеммы могут управляться отдельно, чтобы следовать их опорным сигналам. Таким образом, EDDPWM может использоваться как модульная конфигурация на каждой выходной фазе. Скважность фазы в режиме работы 1 можно представить в виде (8).Из-за наличия нейтрали в этом режиме максимальное отношение напряжений ограничено до . представляет собой отношение напряжения на входной клемме к напряжению на выходной клемме. Рабочий цикл в рабочем режиме 1 для схемы переключения I и схемы переключения II может быть рассчитан таким же образом, как (4) и (6), в этом режиме работы. Коэффициент заполнения может быть представлен следующим образом для коммутационных схем I и II, соответственно: Задание выходного напряжения преобразователя может быть представлено следующим образом: где – межфазное среднеквадратичное значение, а – требуемая выходная частота для соответствующей фазы. .

4.2. Режим работы 2

В этом режиме MDMC действует как матричный преобразователь трехфазного сигнала в однофазный [40] (через переключатели , , и ) и два преобразователя трехфазного сигнала в однофазный ШИМ (через переключатели , , а для выходной фазы и , , и для фазы ). Мощность передается через девять двунаправленных переключателей, которые подключены к входным фазам , и к выходным фазам , и . Как описано в режиме работы 1, когда вход MDMC подключен к генератору переменного тока, а батарея отключена от системы.На рис. 6 показана схема MDMC в режиме работы 2 с тремя выходными клеммами.


Три двунаправленных переключателя используются для каждой выходной фазы для применения схем переключения I и II. Входные фазы POS и NEG всегда отключены, в то время как MX, MD и MN выбираются мгновенным сравнением входных фаз переменного тока. Когда состояние переключения для выходной фазы «» равно MX, MD или MN, выходная фаза «» подключается к входной фазе, где напряжение равно MX, MD или MN соответственно.Формула коэффициента заполнения такая же, как и для ШИМ прямого действия, представленного в [25].

Скважность фаз и обозначается как и и может быть получена таким же образом для фазы, если и будет равно командам и фазного напряжения и , соответственно. Скважность для фаз и может быть представлена ​​как Команда напряжения для фазы такая же, как (10), а команда напряжения для фаз и может быть выражена следующим образом:

4.3. Режим работы 3

В этом режиме MDMC действует как двойной трехфазный преобразователь ШИМ в однофазный.Мощность передается через шесть двунаправленных переключателей, которые подключены к входным фазам , и к выходным фазам и . Подинтервал времени для переключения переменного тока равен периоду переключения (), вход MDMC подключен к генератору переменного тока, а аккумулятор отключен от системы. На рис. 7 показана конфигурация схемы MDMC в режиме работы 3, когда двунаправленные переключатели, подключенные к фазе, выключены.


Коэффициент заполнения для фаз и можно рассчитать так же, как (11).Команда напряжения такая же, как (12) для фаз и . Напряжение постоянного тока можно использовать для нагрузки постоянного тока или для зарядки аккумулятора через соответствующую схему зарядки.

4.4. Режим работы 4

В этом режиме MDMC действует как один преобразователь ШИМ. Мощность передается через два двунаправленных переключателя, которые подключены к входным фазам постоянного тока и к выходной фазе. Подинтервал времени для переключения переменного тока становится равным нулю (), вход MDMC подключается к аккумулятору, а генератор переменного тока отключается от системы.На рис. 8 показана конфигурация схемы MDMC в режиме работы 4, когда двунаправленные переключатели и подключены к фазе .


Вводя (4) и (6), коэффициент заполнения для режима работы 4 в схемах переключения I и II может быть выражен следующим образом: когда для этого режима работы коэффициент напряжения может быть увеличен до вход подключен к источникам постоянного тока.

4.5. Режим работы 5

В традиционной системе с батарейным питанием, когда мощность генератора меньше, чем требует нагрузка, генератор отключается от системы, и система питается от батареи.В соответствии с методом EDDPWM генератор и аккумулятор могут питать нагрузку одновременно. Следовательно, в этом режиме работы MDMC действует как пятифазный преобразователь в однофазный. Питание передается через пять двунаправленных переключателей, которые подключены к входным фазам переменного и постоянного тока , , , и к выходной фазе . Скважность фазы указана в (4) и (6) для коммутационных схем I и II соответственно. Команда напряжения для фазы может быть выражена следующим образом: На рисунке 9 показана конфигурация схемы MDMC в режиме работы 5, когда двунаправленные переключатели , , , и подключены к фазе .Для этого режима работы коэффициент напряжения может быть увеличен до 0,6, так как вход подключен к источникам переменного и постоянного тока.


В этом режиме максимальное отношение напряжений может изменяться в пределах, как указано в (14): где указывает амплитудное изменение между действующим значением фазы к нейтрали входных источников питания переменного и постоянного тока и и указывает среднеквадратичное значение генератора входное напряжение и источник питания постоянного тока соответственно.

5. Результаты и обсуждение
5.1. Результат моделирования

Моделирование метода EDDPWM для MDMC выполняется с использованием программного обеспечения MATLAB.Соотношение напряжений было изменено в каждом режиме работы для исследования стабильности системы. Период переключения принят равным 200  мкс с во всех режимах работы. Параметры моделирования, показанные в таблице 2, одинаковы для всех режимов работы.


9
F 9 входное напряжение
(линия к нейтрале) 9 Частота ввода 9 Выходной частоту

7
нагрузки Ω, MH
входной фильтр Inductor 100 μ H
вход Фильтр-конденсатор 601159 μ F
56 V
напряжение аккумулятора
(линия к нейтрале)
± 48 V
60113 6053
50 HZ

Входное входное входное входное напряжение () в режиме работы 1, 2 и 3 больше чем напряжение батареи (), как показано в таблице 2.Напряжение переменного тока меньше, чем в режимах работы 4 и 5, и равно 35 В.

На рисунке 10 показаны осциллограммы выходного переменного напряжения и тока предлагаемого MDMC в режиме работы 1 соответственно. В этом режиме коэффициент напряжения () увеличен с 0,3 до 0,5 за время  (с). Результат моделирования показывает, что MDMC способен достичь максимального коэффициента напряжения () в рабочем режиме 1 без каких-либо искажений формы выходного напряжения или выходного тока.


(a) Выходное напряжение переменного тока
(b) Выходной ток переменного тока
(a) Выходное напряжение переменного тока
(b) Выходной ток переменного тока

Рисунки 11(a) и 11(b) иллюстрируют линейное выходное напряжение постоянного тока и линейное выходное напряжение и переменное напряжение .На рис. 11(c) показаны смоделированные реакции MDMC в режиме работы 2 при изменении отношения напряжений на стороне переменного и постоянного тока при и   с соответственно. Согласно рисунку 11(c), ток в и постоянен при независимо от изменения в котором увеличивается на 0,4 pu. Кроме того, когда отношение напряжений для фазы постоянного тока уменьшается с 0,5 до 0,3, ток на стороне переменного тока остается постоянным на уровне   с. Результат моделирования подтверждает, что предлагаемый EDDPWM способен отслеживать изменение эталонного управляющего сигнала для каждой фазы, не нарушая сигнал на других выходных клеммах.

На рис. 12 показаны кривые выходного напряжения и тока постоянного тока предлагаемого MDMC в режиме работы 3 соответственно. В этом режиме коэффициент напряжения () уменьшен с 0,5 до 0,3 за время  (с). Результат моделирования показывает, что MDMC может отслеживать управляющий сигнал с точки зрения формы волны, частоты и амплитуды независимо от типа и количества выходов, подключенных к системе.


(a) Выходное напряжение постоянного тока
(b) Выходной ток постоянного тока
(a) Выходное напряжение постоянного тока
(b) Выходной постоянный ток

На рис. 13 показано напряжение нагрузки переменного тока фаза-нейтраль и формы сигналов тока в режиме работы 3 соответственно.Согласно рисунку 13 коэффициент напряжения может достигать 0,7 в режиме работы 4, когда источник переменного тока отключен от системы. Результат моделирования показывает, что выходное напряжение было хорошо синтезировано с максимальным коэффициентом напряжения 0,7.


(a) Выходное напряжение переменного тока
(b) Выходной ток переменного тока
(a) Выходное напряжение переменного тока
(b) Выходной ток переменного тока

При этом максимальное отношение напряжения равно 0,5 для работы режимы 1, 2 и 3, когда фазное напряжение генератора переменного тока больше, чем напряжение аккумуляторной батареи.

В традиционной системе на основе батарей, когда напряжение генератора ниже напряжения батареи, питание переменного тока будет отключено от системы, а потребляемая мощность будет обеспечиваться блоком батарей. Используя EDDPWM для MDMC, можно подавать питание от источников переменного и постоянного тока и достигать максимального соотношения напряжений, выраженного в (12).

На рис. 14 показаны кривые выходного напряжения и тока переменного тока предложенного MDMC в рабочем режиме 5 соответственно. В этом режиме коэффициент напряжения () увеличен с 0.4 до 0,63 в момент времени  (с).


(a) Выходное напряжение переменного тока
(b) Выходной ток переменного тока
(a) Выходное напряжение переменного тока
(b) Выходной ток переменного тока

На рис. возможность отслеживать изменение выходного опорного напряжения терминала. Кроме того, результаты моделирования показали, что недогрузка/выброс и установившаяся ошибка для выходных токов допустимы во всех режимах работы.

5.2. Экспериментальный результат

Для проверки возможностей нового метода EDDPWM для предлагаемого MDMC была построена экспериментальная установка, и контроллер EDDPWM был реализован с использованием комплекта разработки Xilinx Virtex-6 FPGA DSP. На рис. 15 показана экспериментальная установка, построенная в лаборатории.


Для проверки стабильности системы опорное напряжение изменяется на стороне переменного и постоянного тока при постоянной нагрузке. В таблице 3 приведены экспериментальные параметры предлагаемой системы при изменении опорного напряжения.Изменение выходного напряжения не видно на форме волны напряжения, так как частота переключения при этом методе модуляции высока. При постоянной нагрузке форма кривой тока увеличивается или уменьшается в соответствии с внезапным изменением опорного напряжения. На рис. 16 показаны отклики MDMC при изменении опорного напряжения со стороны переменного и постоянного тока в  с и  с соответственно в режиме работы 2. Согласно рис. 16(а), выходной ток остается постоянным при  с независимо от изменения что приводит к снижению напряжения на 0.4 pu, где ступенчатое изменение сигнала Flag указывает на мгновенное изменение опорного напряжения. Кроме того, когда опорное напряжение постоянного тока уменьшается на 0,4 о.е., как показано на рисунке 16(b), ток на стороне переменного тока остается постоянным на уровне  с.


9

9

07

7
нагрузка
Ω, MH
Входное напряжение переменного тока
(Line-Neal RUS)
3
30 V
DC входное напряжение ± 24 V
60113 60139 Выходная частота 50 HZ
Частота коммутации 5 KHZ
Срок коммутации 200  μ с


(a) Когда опорный ток уменьшается на 0.4 о.е. в фазе
(b) При уменьшении опорного тока на 0,4 о.е. в фазе
(a) При уменьшении опорного тока на 0,4 о.е. в фазе
(b) При уменьшении опорного тока на 0,4 о.е. в фазе

Из рисунка 16 ясно видно, что система способна отслеживать изменение опорного напряжения в каждой фазе отдельно. Экспериментальный результат подтверждает, что опорный управляющий сигнал каждой выходной клеммы не зависит от других выходных клемм с точки зрения частоты, формы сигнала и амплитуды.Кроме того, экспериментальные результаты показали, что недогрузка/выброс и ошибка динамического состояния для текущих сигналов являются приемлемыми для SABBS.

5.3. Total Harmonic Distortion

Хотя не существует национального стандарта, устанавливающего пределы общего гармонического искажения в системах, существуют рекомендуемые значения допустимых гармонических искажений. IEEE-519 предоставляет рекомендуемые значения гармоник для силовых электронных систем. Допустимый THD во входном токе силового преобразователя обычно ограничивается от 10 до 30 % в зависимости от ограничений импеданса сети [41, 42].

В соответствии со стандартами IEEE-519 максимальный коэффициент нелинейных искажений тока в сети не может превышать 5 % для коэффициента нелинейных искажений и 3 % для любой отдельной гармоники. Важно отметить, что рекомендации и значения, приведенные в этом стандарте, носят исключительно добровольный характер. Однако поддержание низких значений THD в системе дополнительно обеспечит правильную работу оборудования и более длительный срок службы оборудования.

В таблице 4 сравниваются пульсации выходного постоянного тока и THD выходного переменного тока результатов моделирования и эксперимента для MDMC в различных режимах работы.Результаты показали, что THD различается в каждом режиме работы, поскольку количество переключателей, тип ввода/вывода, а также входное напряжение и частота варьировались в каждом режиме работы. Кроме того, неидеальные характеристики компонента, общая задержка распространения системы, собственные шумы и искажения входного источника питания, а также конечное время переключения на практике могут быть причиной разрыва THD между экспериментальными результатами и результатами моделирования. Кроме того, как генератор, так и источник питания постоянного тока в экспериментальной установке имеют некоторые шумы и искажения, которые напрямую влияют на производительность системы и качество формы выходного сигнала.

9 Экспериментальный THD


Параметр Режим работы 1 Режим работы 2 Режим работы 3 Режим работы 4 Режим работы 5

Симуляция THD 7.22% 7.22% 7.29% 5.7% 3,59% 3,59%
Симулятор тока DC Ripple 4,1% 3.9%
14.32% 14.32% 13.95% 13.77% 13.77%
Экспериментальный DC Текущая Ripple 11,2% 8,7%

В соответствии с таблицей 4 и результатом осциллограммы наибольшая суммарная гармоническая гармоника на выходе постоянного тока и пульсации проявляются как фаза на выходе, так и пульсации в рабочем режиме 2.THD в режиме работы 5 меньше, чем в других режимах работы, поскольку для питания нагрузки используются 5 двунаправленных переключателей. Кроме того, в рабочем режиме 5 напряжение переменного тока меньше напряжения постоянного тока, а входной ток был синтезирован путем настройки двух переменных и . Следовательно, искажение входного тока компенсируется правильным переключением между двумя входными источниками питания.

6. Заключение

В этом документе представлен систематический подход к MDMC, основанный на направлении потока мощности между входными и выходными портами для повышения производительности автономной системы на основе батареи и обеспечения непрерывной передачи энергии.В соответствии с предложенной стратегией потока мощности подключенные входные и выходные клеммы с соответствующими двунаправленными переключателями были определены для обеспечения потребности в мощности с минимальным количеством переключателей. Рассчитан максимально возможный коэффициент напряжения для каждого режима работы. Результат подтверждает, что MDMC может работать как инвертор, преобразователь ШИМ или преобразователь ШИМ и инвертор, регулируя подинтервал времени в методе EDDPWM. Кроме того, предложенный EDDPWM мог изменить функцию MDMC с инвертора на выпрямитель, выпрямитель на инвертор, выпрямитель и инвертор на инвертор или выпрямитель в зависимости от режимов работы системы.

В частности, это исследование показало, что максимальное отношение напряжения достижимо для каждого режима работы, когда недогрузка/выброс и установившаяся ошибка для выходных токов приемлемы во всех режимах работы. Кроме того, качество выходных токов было проанализировано с точки зрения THD и пульсаций.

На основании литературных данных и результатов настоящего исследования, поскольку предлагаемый преобразователь переключается с инвертора на выпрямитель в другом режиме работы, фильтр активной мощности может улучшить качество выходного сигнала и уменьшить шум входного тока.

Кроме того, метод управления модуляцией может быть применен к MDMC как модульная структура для каждой фазы, где каждая выходная фаза имеет независимый контрольный сигнал управления. Следовательно, предложенная структура MDMC может быть использована для программируемого источника питания и расширена до гибридной системы с большим количеством входных и выходных фаз.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Допустимый режим работы трансформатора тока — Знание

(1) Допустимая рабочая мощность. Трансформатор электрического тока должен работать в пределах номинальной мощности, указанной на паспортной табличке. Если работа превышает номинальную мощность, указанную на паспортной табличке, точность будет снижена, погрешность измерения увеличится, а показания счетчика будут неточными. Это то же самое, что трансформатор напряжения.

(2) Допустимый ток на первичной стороне.Ток на первичной стороне трансформатора электрического тока обеспечивает длительную работу при токе, в 1,1 раза превышающем номинальный. Длительная работа и работа с перегрузкой увеличат погрешность измерения и вызовут перегрев или повреждение обмотки. Ток вторичной стороны трансформатора электрического тока обычно составляет 5 А или 1 А, обычно используется 5 А. Во время нормальной работы трансформатора электрического тока его вторичная цепь близка к состоянию короткого замыкания.

(3) Вторичная сторона трансформатора электрического тока не может быть открыта во время работы.Если вторичная сторона работающего трансформатора электрического тока разомкнута, на вторичной стороне появится высокое напряжение, что поставит под угрозу безопасность вторичного оборудования и персонала. Если для работы необходимо отключить вторичную цепь (например, снять прибор), перед отключением клемма вторичной стороны должна быть надежно закорочена с помощью соединительного элемента.

(4) Как вторичная обмотка, так и железный сердечник трансформатора электрического тока должны быть надежно заземлены.(Предотвратить попадание высокого напряжения первичной обмотки на вторичную обмотку при пробое изоляции первичной и вторичной обмотки)

(5) Полное сопротивление нагрузки вторичной обмотки не должно превышать номинальное полное сопротивление нагрузки (для обеспечения точности измерения)

(6) При подключении трансформатора электрического тока обратите внимание на полярность его клемм

(7) TA не должен быть подключен к вторичной стороне телевизора (во избежание риска высокого обрыв цепи ТА)

(8) При работе кто-то должен находиться под присмотром, использовать изолирующие инструменты и стоять на изолирующих ковриках.

Оптимальная работа трансформаторов в железнодорожных системах с различными режимами работы трансформаторов и различными интервалами между проездами

Оптимальные операции трансформаторов в железнодорожных системах с различными режимами работы трансформаторов и различными интервалами между проездами
International Journal of Electrical Power & Energy Systems   (IF4 .63), Pub Date: 2021-05-01 , DOI: 10.1016/j.ijepes.2020.106631
Zhi Hao Tan, Kein Huat Chua, Yun Seng Lim, Stella Morris, Li Wang, Jun Huat Tang

Abstract В данной статье представлен подход к оптимальной работе трансформаторов в железнодорожных системах.Железнодорожные системы питаются от подстанций блочного питания, состоящих из двух трансформаторов, соединенных по схеме «магистраль-связь-магистраль». Для этих трансформаторов существует три режима работы, а именно непараллельный режим, параллельный режим и режим с одним трансформатором. В связи с тем, что тяговые нагрузки по своей природе являются динамическими, оптимальный режим работы трансформаторов требует тщательного моделирования с учетом динамики движения поездов и расписания движения поездов. Данная статья направлена ​​на выявление оптимального режима работы трансформаторов при различных интервалах между интервалами.В этом исследовании с помощью программного обеспечения ETAP-Etrax моделируется система тягового электроснабжения железнодорожного транспорта 2 (MRT2) в Малайзии с динамическим анализом потока нагрузки для достижения точной оценки потерь трансформатора при трех режимах работы трансформатора и разные промежутки времени. Результаты показывают, что параллельный режим имеет меньшие потери трансформатора, чем непараллельный режим для всех интервалов интервала. Также установлено, что однотрансформаторный режим имеет наименьшие потери в трансформаторе для интервалов между интервалами 5 мин 48 с и выше.Хотя процент снижения потерь в трансформаторе и запас интервала между интервалами для оптимальной работы в однотрансформаторном режиме могут различаться, этот подход можно применять и к другим железнодорожным системам постоянного тока.

Заявка на патент США для ЦЕПИ, СОДЕРЖАЩЕЙ ТРАНСФОРМАТОР И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ СПОСОБ Заявка на патент (заявка № 20210123970, выданная 29 апреля 2021 г.)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящая заявка относится к схемам, содержащим трансформатор, и к соответствующим методам, в частности к схемам и методам, посредством которых становится возможной диагностика, например, в отношении токов утечки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В различных приложениях, например, в автомобилестроении, необходимо передавать сигналы между различными областями напряжения, например частью схемы, которая работает при высоком напряжении (например, в диапазоне >20 В или >100 В, для например 400 В) и часть схемы, которая работает при низких напряжениях (например, 5 В или 12 В). Вышеупомянутые значения напряжения в этом случае следует понимать только как примеры.

Трансформаторы в данном случае представляют собой один из вариантов передачи сигналов между областями напряжения.Одним из конкретных типов таких трансформаторов являются так называемые небрежные трансформаторы, в которых катушки трансформатора расположены в различных металлических слоях на подложке, в частности на полупроводниковой подложке, с расположенным между ними диэлектриком. Катушки в этом случае обычно окружены заземленным защитным кольцом.

Такой трансформатор может быть снабжен передачей сигнала с одновременным обеспечением изоляционного барьера, который предотвращает протекание токов, в частности, постоянных токов, между областями напряжения.В этом контексте важно или даже критично для безопасности во многих применениях, чтобы эта изоляция, барьер был неповрежденным и, например, чтобы не было токов утечки, протекающих через изоляционный барьер.

РЕЗЮМЕ

Предлагаются схема по п. 1 и способ по п. 8 . Зависимые пункты формулы изобретения определяют дополнительные варианты осуществления.

В соответствии с одним примерным вариантом осуществления в этом случае предусмотрена схема, которая содержит трансформатор и защитное кольцо вокруг трансформатора.Трансформатор имеет первую катушку, расположенную на подложке, и вторую катушку, расположенную на подложке над первой катушкой, и диэлектрик между первой катушкой и второй катушкой. Кроме того, схема имеет диагностическую схему, которая сконфигурирована так, чтобы заземлять защитное кольцо в нормальном рабочем режиме и отводить измерительное напряжение или измерительный ток при измерительном импедансе между защитным кольцом и потенциалом земли в диагностическом рабочем режиме. режим, чтобы таким образом иметь возможность обнаруживать ток утечки.

Также предусмотрен соответствующий метод для такого трансформатора для обнаружения тока утечки, включающий заземление защитного кольца в нормальном рабочем режиме и снятие измерительного напряжения или измерительного тока при измерительном импедансе между защитным кольцом и потенциал земли в режиме диагностики для обнаружения тока утечки.

Приведенная выше сводка дает лишь краткий обзор нескольких примерных вариантов осуществления и не должна интерпретироваться как ограничительная, поскольку другие примерные варианты осуществления могут содержать функции, отличные от рассмотренных выше.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ

РИС. 1 представляет собой вид сверху схемы согласно одному примерному варианту осуществления.

РИС. 2 представляет собой схематический вид в поперечном сечении части схемы, показанной на фиг. 1.

РИС. 3 показаны защитные кольца схемы с фиг. 1.

РИС. 4 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ согласно одному примерному варианту осуществления.

РИС. 5 представляет собой схему цепи согласно одному примерному варианту осуществления.

РИС.6 представляет собой схему цепи еще одного соответствующего примерного варианта осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Различные примерные варианты осуществления подробно поясняются ниже.

Они служат только в качестве примеров и не должны интерпретироваться как ограничительные. Например, в других иллюстративных вариантах осуществления некоторые из проиллюстрированных признаков, компонентов или этапов способа могут быть опущены или заменены альтернативными признаками, компонентами или этапами способа. В дополнение к явно проиллюстрированным признакам, компонентам и этапам способа также могут быть предоставлены дополнительные признаки, компоненты или этапы способа, в частности, признаки и компоненты, которые используются в обычных схемах трансформаторов и поэтому не описываются здесь подробно.

Описанные ниже примерные варианты осуществления относятся к диагностике тока утечки в так называемых небрежных трансформаторах. ИНЖИР. 1 представляет собой схему цепи согласно одному примерному варианту осуществления. Схема на фиг. 1 содержит высоковольтную интегральную схему 10 (высоковольтную ИС) и низковольтную интегральную схему 11 (низковольтную ИС). Термины «высоковольтный» и «низковольтный» в этом случае следует изначально понимать по отношению друг к другу, то есть высоковольтная интегральная схема 10 работает при более высоких напряжениях, чем низковольтная интегральная схема. 11 .Например, высоковольтная интегральная схема 10 может работать при напряжении >20 В или >100 В, например, 400 В.

Низковольтная интегральная схема 11 может, например, содержать схемы датчиков, схемы и/или логические схемы. Следует отметить, что в низковольтной интегральной схеме 11 и в высоковольтной интегральной схеме 10 также могут быть использованы любые другие схемы.

В некоторых примерах осуществления высоковольтная интегральная схема 10 может содержать силовые транзисторы для переключения больших токов или напряжений, например, для управления трехфазным электродвигателем, а низковольтная интегральная схема 11 может содержать схема управления силовыми транзисторами.

Для обеспечения возможности передачи сигналов, например сигналов управления для вышеупомянутых силовых транзисторов, между высоковольтной интегральной схемой 10 и низковольтной интегральной схемой 11 трансформаторная установка содержит первый трансформатор . 12 A и второй трансформатор 12 B. Сигналы могут передаваться индуктивно между высоковольтной интегральной схемой 10 и низковольтной интегральной схемой 11 через трансформаторы 12 A, 12 B.

В примерном варианте осуществления по фиг. 1, каждый трансформатор 12 A, 12 B имеет дифференциальную конфигурацию с двумя парами катушек. Это может улучшить качество передачи сигнала. Такие дифференциальные или даже однополюсные конфигурации трансформаторов могут быть приняты любым обычным способом. Трансформаторы 12 А, 12 В подключаются к высоковольтной интегральной схеме 10 соединительными проводами.

Для иллюстрации на РИС.2 показан упрощенный вид такого трансформатора в разрезе. На фиг. 2, в этом случае первая катушка 21 расположена в первом металлическом слое над подложкой 24 , а вторая катушка 20 расположена во втором металлическом слое над подложкой 24 . Между катушками 20 , 21 расположен диэлектрик 22 . Подложка 24 может быть полупроводниковой подложкой, на которой, в случае фиг. 1, остальная часть низковольтной интегральной схемы 11 также сформирована.Затем первая катушка 20 соединяется с высоковольтной интегральной схемой 10 соединительным проводом 25 , а вторая катушка 21 соединяется с остальной частью низковольтной интегральной схемы 11 с помощью соединительного провода 25 . металлические соединения (не показаны), например, во втором металлическом слое второй катушки 21 или в дополнительных металлических слоях. Другие пары катушек в случае дифференциальной конфигурации трансформатора и дополнительные пары катушек других трансформаторов (например, трансформаторов 12 A, 12 B на фиг.1) может быть оформлен соответствующим образом.

Защитное кольцо 13 расположено вокруг трансформаторов 12 A, 12 B на фиг. 1. Это защитное кольцо образовано кольцевой структурой, отдельной от защитного кольца 14 , которое окружает всю низковольтную интегральную схему 11 . Эта реализация защитных колец 13 и 14 в виде отдельных кольцевых структур снова ясно показана на фиг. 3. Следует отметить, что оба защитных кольца 13 и 14 могут иметь одинаковый потенциал земли, в частности, в нормальном рабочем режиме, который более подробно описан ниже.

Защитное кольцо 13 может быть, например, образовано вертикальными соединениями (переходными отверстиями; доступ к вертикальному межсоединению) металлических секций во множестве металлических слоев, как показано на фиг. 2 для защитного кольца 26 . Эти металлические слои содержат, в частности, в случае фиг. 2, металлические слои, в которых также сформированы первый виток 20 и второй виток 21 .

Защитное кольцо 13 на РИС. 1 или защитное кольцо 26 на фиг.2 образует боковую изоляцию трансформаторов. Такая компоновка с трансформаторами и защитным кольцом приводит к изолирующему барьеру между высоковольтной областью высоковольтной интегральной схемы 10 и низковольтной областью низковольтной интегральной схемы 11 . Этот изоляционный барьер показан на фиг. 2 пунктиром в качестве изоляционного барьера 23 .

В исправном состоянии через этот изолирующий барьер не протекают токи утечки, например, не протекает постоянный ток из высоковольтной области высоковольтной интегральной схемы 10 в низковольтную область низковольтной микросхемы. интегральная схема напряжения 11 .

Для обнаружения таких токов утечки, которые могут возникнуть в случае неправильной работы изоляционного барьера, низковольтная интегральная схема 11 на фиг. 1 имеет диагностическую цепь 15 . В нормальном режиме работы схемы, при котором сигналы передаются между высоковольтной интегральной схемой 10 и низковольтной интегральной схемой 11 через трансформаторы 12 А и 12 В, диагностическая цепь 15 заземляет защитное кольцо 13 .С другой стороны, в диагностическом рабочем режиме диагностическая схема 15 может отводить и анализировать измерительный ток или измерительное напряжение при измерительном импедансе между защитным кольцом 13 и землей для обнаружения токов утечки.

В связи с тем, что защитное кольцо 13 выполнено в виде кольцевой конструкции, отдельной от защитного кольца 14 в показанном примерном варианте осуществления, в этом диагностическом рабочем режиме, в котором диагностическая схема отводит измерительный ток или измеряемое напряжение при измеряемом импедансе, функция защитного кольца 14 не ухудшается, так как оно также может быть подключено непосредственно к земле, в частности, к тому же потенциалу земли, который также используется для защитного кольца 13 , в диагностическом режиме работы.

Соответствующий метод показан на фиг. 4. Порядок процедур на фиг. 4 в этом случае не следует интерпретировать как ограничительный, и каждая из различных процедур также может выполняться несколько раз или в другом порядке. Способ на фиг. 4, может быть выполнено с помощью устройств, описанных выше со ссылкой на фиг. 1-3, в частности с помощью диагностической схемы 15 по фиг. 1. Для упрощения и во избежание повторений делается ссылка на приведенные выше пояснения в отношении фиг.1-3 при пояснении способа по фиг. 4. Способ по фиг. 4, однако, также может быть реализован независимо от схем на фиг. 1-3.

В 40 на РИС. 4, защитное кольцо трансформаторной установки заземлено в нормальном рабочем режиме. Их примеры включают защитное кольцо 13 на ФИГ. 1 и защитное кольцо 26 на фиг. 2. В обычном рабочем режиме трансформатор затем используется для передачи сигналов, например, между различными областями напряжения, как описано выше.

В 41 РИС. 4, измеряемое напряжение или измеряемый ток обнаруживаются при измерительном импедансе между защитным кольцом и потенциалом земли в диагностическом рабочем режиме. По номеру 42 в этом случае на трансформатор может быть дополнительно подано испытательное напряжение. Затем можно сделать вывод о наличии или отсутствии токов утечки на основе измеренного напряжения или измеренного тока. Диагностический рабочий режим может выполняться несколько раз в разное время.Например, диагностический рабочий режим может быть выполнен для обнаружения возможных токов утечки во время испытания продукта, прежде чем, например, низковольтная интегральная схема 11 будет отправлена ​​покупателю. Кроме того или в качестве альтернативы, диагностический рабочий режим может также выполняться в любое время при запуске системы, содержащей соответствующую цепь, содержащую трансформатор. В случае автомобиля как системы это может выполняться, например, вместе с другими диагностическими функциями автомобиля перед запуском двигателя.Диагностический рабочий режим также может выполняться с регулярными или нерегулярными интервалами в течение ожидаемого срока службы цепи, содержащей трансформатор. Таким образом, обсуждаемый здесь диагностический режим работы и обнаружение тока утечки не ограничены конкретным временем.

Детали такой диагностической схемы и таких способов объясняются еще более подробно ниже со ссылкой на фиг. 5 и 6.

РИС. 5 показана принципиальная схема цепи согласно одному примерному варианту осуществления.

Схема, показанная на РИС. 5 содержит дифференциальный трансформатор, имеющий первую пару катушек 53 A, 53 B и вторую пару катушек 54 A, 54 B. Первая катушка 53 A первой пары катушек и первая катушка 54 А второй пары катушек подключены, как показано, к схеме связи 51 для передачи и/или приема сигналов. Схема связи 51 может быть размещена, например, в высоковольтной области, например, в высоковольтной интегральной схеме 10 на фиг.1. Первая клемма первой катушки 53 А и вторая клемма первой катушки 54 А принимают сигналы, которые должны быть переданы от схемы связи 51 , и/или подают сигналы приема на схему связи 51 . , тогда как второй вывод первой катушки 53 А и первый вывод первой катушки 54 А заземлены. Вторая катушка 53 B первой пары катушек и вторая катушка 54 B второй пары катушек соответственно подключены к схеме связи 50 для передачи и/или приема сигналов, при этом первый вывод второго катушка 53 B и второй вывод второй катушки 54 B снова служат для передачи или приема сигналов, а второй вывод второй катушки 53 B и первый вывод второй катушки 54 B находятся на потенциал земли.Схема связи 50 может быть размещена, например, в низковольтной области, например, в низковольтной интегральной схеме 11 .

Защитное кольцо, такое как защитное кольцо 13 на РИС. 1 или защитное кольцо 26 на фиг. 2, имеет ссылочный номер 52 на фиг. 5. Изоляционный барьер 58 в соответствии с изоляционным барьером 23 на фиг. 2 образован парами катушек и защитным кольцом 52 .Защитное кольцо 52 соединено с диагностической цепью 55 , а диагностическая цепь 55 соединена с потенциалом земли 56 . В нормальном рабочем режиме цепи связи 50 и 51 взаимодействуют друг с другом, а цепь диагностики 55 заземляет 56 защитное кольцо 52 . Эта связь может быть реализована любым обычным способом.

В диагностическом рабочем режиме диагностическая цепь 55 отводит измерительный ток или измерительное напряжение на измерительном сопротивлении, которое подключено между защитным кольцом 52 и потенциалом земли 56 .В диагностическом режиме на клеммы первых катушек 53 А, 54 А может быть подано тестовое напряжение, например, по цепи связи 51 или по специальной тестовой схеме. В диагностическом рабочем режиме максимальное напряжение, возникающее во время работы, может, например, прикладываться к изоляционному барьеру в качестве испытательного напряжения. Например, низковольтная интегральная схема может использоваться для управления силовыми транзисторами в высоковольтной интегральной схеме для приведения в действие двигателя.В этом случае в диагностическом рабочем режиме эти силовые выключатели могут приводиться в действие (например, все выключатели верхнего плеча замкнуты в случае трехфазного управления приводом) таким образом, чтобы прикладывать такое максимальное напряжение. Это максимальное напряжение может быть выше, чем максимальное напряжение, возникающее при правильной работе в нормальном рабочем режиме. Например, в нормальном рабочем режиме не все переключатели верхнего плеча обычно замкнуты. в то же время в случае управления трехфазным приводом.Другими словами, также можно учитывать напряжения, которые могут возникнуть, например, в случае неисправности в системе управления приводом. Таким образом, также возможно применять напряжение выше максимального напряжения во время работы в качестве испытательного напряжения, чтобы обеспечить резерв безопасности.

В случае неисправности изоляционного барьера 58 ток неисправности Ifault протекает, как показано стрелкой 57 , через изоляционный барьер и защитное кольцо, а затем через измерительный импеданс диагностической цепи 55 и, таким образом, может быть обнаружен.

Таким образом, изоляционный барьер 58 можно проверить на наличие неисправностей, например, на целостность изоляционного барьера.

Один пример реализации диагностической схемы 55 показан на фиг. 6. Те элементы и компоненты, которые уже были объяснены со ссылкой на фиг. 5 обозначены теми же ссылочными позициями и повторно не обсуждаются.

В примере на фиг. 6 схема диагностики содержит управляющую логику , 65, , которая переключается между нормальным рабочим режимом и диагностическим рабочим режимом.Кроме того, диагностическая схема содержит переключающий транзистор 61 , который подключен между защитным кольцом 52 и потенциалом земли 56 .

В нормальном рабочем режиме управляющая логика 65 управляет переключающим транзистором 61 так, что он закрывается, что обеспечивает соединение с низким сопротивлением между защитным кольцом 52 и потенциалом земли 56 , и таким образом защитное кольцо 52 заземлено.

В диагностическом рабочем режиме управляющая логика 65 управляет транзистором 61 так, чтобы он был открыт, так что он по существу является изолирующим между своими выводами. В диагностическом рабочем режиме управляющая логика 65 может дополнительно деактивировать коммуникационную цепь 50 , например отключить ее.

Измерительный импеданс 60 подключается между защитным кольцом 52 и потенциалом земли 56 параллельно с транзистором 61 .Измерительный импеданс 60 может, например, содержать измерительный резистор. Если ток утечки 57 протекает, это приводит к падению напряжения на измерительном импедансе 60 , которое может быть измерено измерительным устройством 64 . Измерительное устройство 64 может, например, содержать компаратор, аналого-цифровой преобразователь или другое устройство измерения напряжения для целей измерения. В другом примерном варианте осуществления измерение импеданса 60 может содержать конденсатор.В этом случае ток 57 утечки, если он присутствует, заряжает конденсатор, и измерительное устройство 64 может оценить временной профиль зарядки, чтобы определить величину Ifault тока 57 утечки. В некоторых реализациях использование конденсатора для измерения импеданса 60 обеспечивает лучшую шумовую характеристику, чем использование резистора. Комбинации резисторов и конденсаторов также возможны для формирования измерительного импеданса 60 .

Если измеренное таким образом напряжение или измеренный таким образом ток превышают пороговое значение, указывающее на ток утечки, логика управления 65 выдает сигнал неисправности Fault.

Диагностическая схема может дополнительно содержать конденсатор 62 , который подключается между защитным кольцом 52 и выводом управления транзистора 61 , и резистор 63 , который подключается между выводом управления транзистора транзистор 61 и клемма заземления 56 .Таким образом, диагностическая схема может дополнительно служить в качестве схемы защиты от электростатического разряда (защита от электростатического разряда). Емкость C 1 конденсатора 62 и сопротивление R 1 резистора 63 образуют RC-элемент, постоянная времени которого выбрана таким образом, чтобы он включал транзистор 61 при типичных временах нарастания электростатического разряда. Мероприятия. Когда происходит событие электростатического разряда, например, на защитном кольце 52 , транзистор 61 , таким образом, также включается в диагностическом рабочем режиме, чтобы рассеять соответствующий заряд на землю.Тем самым транзистор 61 дополнительно служит для фиксации событий ПАЗ, в том числе и в диагностическом режиме работы.

Несколько примерных вариантов осуществления определены с помощью следующих примеров:

Пример 1. Схема, содержащая:

    • трансформатор, имеющий
      • первую катушку, расположенную на подложке,
      • вторую катушку, расположенную на подложке. расположенный на подложке над первой катушкой, и
      • диэлектрик между первой катушкой и второй катушкой, и
      • защитное кольцо вокруг трансформатора, и
    • диагностическая схема, которая сконфигурирована так, чтобы заземлить защитный кожух кольцом в нормальном рабочем режиме и отводом измерительного напряжения или измерительного тока при измерительном импедансе между защитным кольцом и потенциалом земли в диагностическом рабочем режиме для обнаружения тока утечки.

Пример 2. Схема по примеру 1, отличающаяся тем, что

схема диагностики содержит переключатель между защитным кольцом и потенциалом земли и выполнена с возможностью замыкания переключателя в нормальном рабочем режиме и размыкания его в диагностическом режиме работы.

Пример 3. Схема по примеру 1 или 2, дополнительно содержащая последовательную цепь, состоящую из резистора и конденсатора, включенных параллельно переключателю, при этом узел между резистором и конденсатором подключен к управляющему входу переключателя .

Пример 4. Схема по одному из примеров 1-3, отличающаяся тем, что измерение импеданса содержит резистор и/или конденсатор.

Пример 5. Схема в соответствии с одним из примеров 1-4, дополнительно содержащая схему оценки для обнаружения тока утечки на основе измеренного напряжения или измеренного тока.

Пример 6. Схема по одному из примеров 1-5, в которой первая катушка содержит первую пару дифференциальных катушек, а вторая катушка содержит вторую пару дифференциальных катушек.

Пример 7. Схема по одному из примеров с 1 по 6, отличающаяся тем, что схема выполнена с возможностью передачи сигналов через трансформатор в штатном режиме работы.

Пример 8. Способ обнаружения тока утечки в цепи, содержащей трансформатор и защитное кольцо вокруг трансформатора, где трансформатор содержит:

    • первую катушку, расположенную на подложке,
      • вторую катушка, расположенная на подложке над первой катушкой, и
      • диэлектрик между первой катушкой и второй катушкой.катушка,
    • , где способ включает:
    • в нормальном рабочем режиме заземление защитного кольца и
    • в диагностическом рабочем режиме отвод измерительного напряжения или измерительного тока при измеряемом импедансе между защитным кольцом и потенциал земли для обнаружения тока утечки.

Пример 9. Способ по примеру 8, дополнительно включающий:

    • замыкание переключателя между защитным кольцом и потенциалом земли в нормальном рабочем режиме и
    • размыкание переключателя в режиме диагностики режим.

Пример 10. Способ согласно любому из примеров 8 и 9, в котором измерение импеданса включает резистор или конденсатор.

Пример 11. Способ по одному из примеров 8-10, отличающийся тем, что диагностический режим работы осуществляют при испытании изделия, при пуске системы, включающей трансформатор, и/или повторно в течение срока службы трансформатора.

Пример 12. Способ по одному из примеров 8-11, дополнительно включающий передачу сигналов через преобразователь в нормальном рабочем режиме.

Пример 13. Способ по одному из примеров 1-8, дополнительно включающий приложение испытательного напряжения через. трансформатор в диагностическом режиме работы.

Пример 14. Способ по примеру 13, отличающийся тем, что.

испытательное напряжение больше или равно максимальному напряжению, возникающему во время работы цепи.

Пример 15. Схема по одному из примеров с 1 по 7, сконфигурированная так, чтобы выполнять способ по одному из примеров с 8 по 14.

Хотя в данном описании были проиллюстрированы и описаны конкретные примерные варианты осуществления, специалисты в данной области техники поймут, что множество альтернативных и/или эквивалентных вариантов реализации может быть выбрано в качестве замены конкретных примерных вариантов осуществления, раскрытых и описанных в данном документе. описание, не выходя за рамки раскрытого изобретения. Эта заявка предназначена для охвата всех адаптаций или вариаций конкретных иллюстративных вариантов осуществления, которые обсуждаются здесь.Поэтому предполагается, что это изобретение ограничено только формулой изобретения и ее эквивалентами.

Способ определения экономичного режима работы трансформатора подстанции

[1] Операция эксплуатации энергосистемы и вычислений [M].Шэньян: Liaoning Science and Technology Press, 1996 (на китайском языке).

[2] Учебное пособие Чена Вэйсяня по перенапряжению в сети Пекин: China Electric Power Press, (1999).

[3] Чен Чжэньюй, Ван Ган, Ли Хайфэн и др. Система скоординированной защиты на основе MAS для глобальной сети электроснабжения, Power System Technology, 2008, Vol.32, № 5, стр. 42-45 (на китайском языке).

[4] Лю Женя, Технология интеллектуальных сетей. China Electric Power Press, (2010).

Импульсный трансформатор | Prem Magnetics

22 переключающих трансформатора, представленные в этой коллекции, были разработаны для использования с микросхемами интегральных схем (ИС), разработанными и изготовленными Power Integrations™.Разработанные специально для этой цели, продукты этой категории были оптимизированы для использования в приложениях, связанных с этими микросхемами. Однако эти трансформаторы с ферритовым сердечником имеют ценность и во многих других областях применения. Наша команда экспертов также может предоставить индивидуальные услуги по намотке трансформатора с переключением режимов. Узнайте больше о нестандартных трансформаторах и обмотках катушек и запросите расценки сегодня.

Что такое переключающий трансформатор?

«Импульсный трансформатор» — другое название импульсного трансформатора источника питания (ИИП).Импульсные трансформаторы и просто «переключающий трансформатор» являются часто используемыми дополнительными терминами.

Высокоэффективный импульсный трансформатор питания преобразует электроэнергию с помощью переключающего трансформатора и связанных с ним компонентов. Трансформаторы SMPS позволяют использовать переменный или постоянный ток.

Импульсные трансформаторы часто используются в ноутбуках, компьютерных устройствах, источниках питания и т. д. Трансформаторы SMPS известны своим высоким КПД и небольшими размерами. Благодаря этим конструктивным особенностям импульсные трансформаторы питания имеют меньшие общие потери и меньший вес, чем многие другие трансформаторы.

Во многих случаях, когда требуется переключающий трансформатор, размер имеет ключевое значение. Трансформаторы меньшего размера могут сэкономить место и снизить затраты для производителей конечной продукции, в которой используются трансформаторы SMPS.

Если вы ищете трансформаторы с ферритовым сердечником, вы также находитесь в нужном месте; высокая рабочая частота острой прямоугольной волны почти всегда требует использования ферритового материала. Наши услуги по намотке импульсного трансформатора означают, что мы можем предоставить катушку, которую вы ищете, в точном соответствии с вашими спецификациями.

Трансформаторы для микросхем

Компания Prem Magnetics начала разработку переключающих трансформаторов для интегральных схем Power Integrations™ в 2002 году. Мы построили три серии в этом диапазоне, начиная с серии SPP-3000, затем следует серия SPP-4000 и, наконец, серия SPP-4100.

Трансформаторы микросхем всех трех серий до сих пор используются в различных приложениях, даже с альтернативными микросхемами. Просмотрите все три серии, чтобы найти трансформатор с ферритовым сердечником, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям, или запросите индивидуальное решение у нашей команды.Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить информацию о наших услугах по намотке трансформаторов с режимом работы и бесплатное предложение.

Наша серия трансформаторов микросхем

Вы найдете три подкатегории трансформаторов для интегральных схем, доступных в Prem Magnetics. Этот обзор поможет вам выбрать серию, которая лучше всего подходит для вашего приложения.

Серия SPP-3000

В серии SPP-3000 используются сквозные трансформаторы ПК с входным напряжением цепи V 85–265 В переменного тока, выходной мощностью цепи от 2.0 Вт макс. и 5,5 Вт макс. (в зависимости от выбранного трансформатора) и Tfmr HIPOT 4K Vrms P-S.

Описание применения: Преобразователь переменного тока в постоянный

Использование продукта: маломощные автономные коммутаторы

Номера деталей чипов Power Integrations™

: TNY253, TNY254 и TNY255

Серия SPP-4000

Просмотрите серию SPP-4000 для трансформаторов для ПК со сквозным отверстием с входным напряжением цепи V 85–265 В переменного тока и 90–265 В переменного тока, выходной мощностью цепи от 2.0–80 Вт макс. (в зависимости от выбранного трансформатора) и Tfmr HIPOT 3K Vrms P-S.

Описание применения: преобразователь переменного тока в постоянный, обратноходовые преобразователи переменного тока в постоянный и импульсные трансформаторы.

Использование продукта: Усовершенствованные экологичные автономные переключатели, адаптеры и зарядные устройства для ноутбуков, струйные принтеры, адаптеры постоянного напряжения и зарядные устройства для сотовых телефонов.

Каталожные номера микросхем

Power Integrations™: TOP258PN, TOP256PN, TOP258EN, TOP259EN, TNY255EN, TNY256EN, TOP258MN, LNK362P, LNK363P

Серия SPP-4100

Выберите трансформатор режима переключения из серии SPP-4100 для решения для сквозного или поверхностного монтажа ПК со входом цепи V 36–75 В постоянного тока (PoE+), 36–75 В постоянного тока (PoE) или 38–75 В постоянного тока.Выходная мощность варьируется от 33 Вт до 70 Вт в зависимости от выбранного импульсного трансформатора.

HIPOT включают: 1,5 кВ постоянного тока P-b/s/c, 1,5 кВ постоянного тока P/B-S, 1,5 кВ постоянного тока S-S-C, 1,5 кВ постоянного тока P-S-C, 1,5 кВ постоянного тока w-w-c, 1,5 кВ постоянного тока P-S.

Описание применения: Эти основные части действуют как преобразователи прямого тока, связанные катушки индуктивности, преобразователи прямого тока постоянного тока и трансформаторы с режимом переключения.

Использование продукта: Трансформаторы серии SPP-4100 используются в различных продуктах, в том числе: в преобразователях постоянного тока мощностью 33 Вт для спутниковых приемников, в качестве катушек индуктивности L6 для спутниковых приемников, в приложениях PoE и PoE+, а также в телекоммуникационных приложениях.

0 comments on “Рабочий режим трансформатора: Рабочий режим трансформатора | Электротехника

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.