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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Dispositivos de reforço simples. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Reguladores de corrente, tensão, potência O artigo fornece descrições de dispositivos de reforço simples que permitem aumentar a tensão na rede elétrica em um determinado valor ou reduzi-la usando transformadores abaixadores convencionais. Na prática, muitas vezes torna-se necessário, por exemplo, baixar a tensão aumentada para o nível nominal para prolongar a vida útil das lâmpadas incandescentes ou aumentar a tensão reduzida para aumentar a eficiência luminosa das lâmpadas. Isso pode ser feito de maneira mais simples, econômica e econômica usando um transformador abaixador convencional de dois enrolamentos, ligando-o de acordo com um circuito de aumento de tensão. Esta conexão significa que o enrolamento secundário de baixa tensão do transformador é conectado em série com a carga, e o enrolamento primário de maior tensão é conectado em paralelo à carga ou aos terminais da rede. A Figura 1 mostra os diagramas de conexão dos transformadores auxiliares e seus diagramas vetoriais.
Para simplificar, os diagramas vetoriais são construídos sem levar em conta as perdas nos enrolamentos secundários dos transformadores. A Figura 1 a mostra o diagrama de conexão do transformador amplificador de tensão e seu diagrama vetorial quando seus enrolamentos estão conectados de maneira consistente, em que os fluxos magnéticos dos enrolamentos coincidem na direção. A Figura 1b mostra o circuito quando os enrolamentos são conectados em direções opostas, o que leva à direção oposta dos fluxos magnéticos e, conseqüentemente, a uma diminuição no fluxo magnético resultante do transformador. Como pode ser visto nas figuras apresentadas, com a ajuda de um transformador abaixador convencional, é possível aumentar ou diminuir a tensão na carga em um valor de ±∆U, dependendo de como seus enrolamentos estão conectados - de acordo ou de acordo. oposição. Em outras palavras, o valor de aumento de tensão necessário é determinado pelo valor de tensão do enrolamento secundário de um transformador abaixador convencional. Vejamos um exemplo. Temos um transformador abaixador monofásico do tipo OSO-0,25 (iluminação monofásica com potência de 250 VA) com tensão de 220/36 V (comumente chamado de “caixa de caldeira”), enrolado em L- núcleo moldado. A tensão secundária deste transformador é de 36 V e será o valor do boost de tensão U = 36 V, que pode ser adicionado à tensão da rede de 220 V ou subtraído dela dependendo da ligação consoante ou oposta dos enrolamentos: 220 + 36 = 256 ou 220−36 = 184 (V ). Suponha que a tensão na rede seja reduzida e seja de 180 V, então utilizando um transformador convencional de acordo com o circuito de reforço de tensão, com os enrolamentos ligados entre si, pode-se aumentá-la, aproximando-a do valor nominal, pois U2 = 180 + 36 = 216 (V). Com o aumento da tensão na rede, por exemplo, U1 = 256 V em relação à tensão nominal na carga, ela pode ser diminuída trocando as pontas de qualquer um dos enrolamentos do transformador. Neste caso, para o nosso exemplo U2=U1−∆U=256−36=220 (B), ou seja, nos terminais de carga temos a tensão nominal. Nos casos em que o valor de aumento de tensão necessário não corresponde às tensões secundárias padrão dos transformadores, o enrolamento secundário é rebobinado para a tensão necessária, por exemplo, 20 V. Isso não exclui a possibilidade de rebobinar ou rebobinar um certo número de voltas do enrolamento secundário do transformador, a fim de obter o valor de aumento de tensão necessário, assim como o enrolamento secundário é enrolado no topo do primário. O enrolamento secundário do transformador deve ser capaz de suportar a corrente de carga. A potência total do transformador através das grandezas secundárias é S=U2I2, de onde a corrente do enrolamento secundário é I2=S/U2. Para transformador OSO-0,25 220/36 V esta corrente será I2=250/36=6,1 (A). Assim, uma corrente de carga de até 6,1 A pode passar pelo enrolamento secundário deste transformador auxiliar. A potência de um transformador monofásico, usado para aumentar a tensão, é várias vezes menor que a potência da carga. É determinado pela fórmula: Svt=Snom⋅∆U/U=1000⋅22/220=100 (VA), onde Swatt é a potência de um transformador monofásico utilizado para aumento de tensão, VA; Snom - potência total de carga, VA; ∆U é a quantidade de aumento de tensão necessária, V; U1 é a tensão da rede à qual o transformador amplificador de tensão está conectado, V. Por exemplo, com o valor de reforço de tensão necessário ∆U=22 V, potência de carga Snom=1000 VA e tensão de rede U1=220 V, a potência do transformador de reforço de tensão será de apenas Swatt=100 VA, ou seja, 10 vezes menos potência de carga. Consequentemente, as dimensões, o peso e o custo de um tal dispositivo de reforço de tensão são relativamente pequenos. A eficiência do dispositivo booster atinge valores de 0,99...0,995, o peso por unidade de potência é de 2,5...3 kg/kV⋅A. As perdas de tensão e potência ativa em tal transformador são pequenas e, portanto, iguais a 0,5...3, portanto podem ser ignoradas. Os circuitos de conexão de transformadores auxiliares mostrados na Fig. 1 permitem aumentar ou diminuir a tensão na carga em um determinado valor constante não regulado e, portanto, são chamados de transformadores auxiliares não regulados ou “surdos”. Deve-se levar em consideração que transformadores auxiliares não regulados criam um aumento de tensão ∆U independente do modo de carga da rede. Devido a isso, é necessário selecionar o valor do aumento não de acordo com o modo de tensão mínima (máxima), mas de acordo com o modo de carga mínima, quando a tensão é maior. Portanto, um circuito não regulamentado para ligar um transformador amplificador de tensão é sempre aceitável onde, independentemente da época do ano e do tamanho da carga em todos os modos, é necessário aumentar, ou menos frequentemente diminuir, a tensão em um valor ∆U. O dispositivo amplificador de tensão pode ser trifásico. O diagrama esquemático de tal dispositivo é mostrado na Fig.
Pode ser criado a partir de meios improvisados que quase todas as empresas possuem, nomeadamente: a partir de três caldeiras monofásicas (OSO-0,25, OSM-0,4U3) ou transformadores de soldadura. Os enrolamentos secundários destes transformadores com tensões de 12...36 e 40...60 V são projetados para altas correntes e podem ser utilizados para inclusão em corte de linha em série. Esses enrolamentos criam tensão adicional ∆U. Os enrolamentos primários desses transformadores desempenham funções excitantes e podem ser conectados em circuito estrela ou delta diretamente a uma rede trifásica. Esses transformadores podem ser aplicados em longas redes industriais e agrícolas. Para fins domésticos, transformadores adequados de equipamentos de rádio e televisão podem ser utilizados como transformadores auxiliares, como, por exemplo, mostrado em [1]. Os transformadores de reforço são mais frequentemente usados para aumentar a tensão, embora possam ser reversíveis. O diagrama de tal dispositivo amplificador de tensão é mostrado na Fig.
Difere dos circuitos mostrados na Fig. 1 pela presença de uma chave bipolar SA1 com três posições com posição neutra dos contatos móveis na posição intermediária. Um exemplo de tal chave é uma chave seletora do tipo VT3 para uma corrente de comutação de 3 A (até 660 W) e uma tensão de comutação de ~220 V com fixação do botão de controle nas posições intermediária e extrema. Quando os contatos 1-2 e 3-4 da chave SA1 estão fechados, os enrolamentos W1 e W2 do transformador TP são conectados à rede e a tensão na saída do dispositivo é aumentada em +∆U em relação à tensão da rede. Se os contatos 2-5 e 4-6 da chave estiverem fechados, as extremidades do enrolamento secundário W2 do transformador serão trocadas. Consequentemente, os fluxos magnéticos dos enrolamentos são direcionados na direção oposta, e a tensão na saída do dispositivo será reduzida em −∆U. Na posição intermediária da alavanca da chave SA1, o enrolamento W2 está desconectado da rede e não circula a corrente, nem a carga e o enrolamento primário W1 do transformador TP circulam. Ao operar um dispositivo amplificador de tensão, deve-se ter em mente que é inaceitável a abertura do enrolamento primário W1 do transformador TP durante a operação do dispositivo, com base nas condições de segurança e nas regras de operação técnica de instalações elétricas. O fato é que quando o enrolamento primário W1 abrir, a corrente no enrolamento secundário W2 permanecerá a mesma e igual à corrente de carga. Em essência, este modo de operação do transformador é o modo sem carga, mas com a corrente sem carga do transformador igual à corrente de carga, que é muitas vezes maior que a corrente sem carga normal do transformador, e esta corrente é completamente magnetizante. Isso leva a um aumento significativo no fluxo magnético do transformador. As perdas no circuito magnético do transformador são proporcionais ao quadrado do fluxo magnético. Como resultado, o núcleo do transformador fica muito quente, o que é perigoso para o seu isolamento, sendo possível até a combustão espontânea do transformador. Além disso, o EMF do enrolamento primário W1 aumenta proporcionalmente ao fluxo magnético e pode atingir grandes valores que são perigosos tanto para o próprio transformador quanto para a vida. aqueles ao seu redor. Os estudos do autor de um transformador tipo OSO-0,25 em modo booster ao mesmo tempo com o enrolamento primário aberto e nem mesmo totalmente carregado levaram ao aparecimento de um EMF nos terminais do enrolamento primário de 500 V, e com o aumento da carga o EMF valor aumentou. Para grandes correntes de carga ou necessidade de controle remoto de um transformador auxiliar, partidas magnéticas ou relés de alta corrente podem ser usados como dispositivos de comutação. O diagrama esquemático de tal dispositivo amplificador de tensão é mostrado na Fig.
Funciona assim. No estado inicial de pré-partida, as bobinas K1 e K2 das partidas magnéticas são desenergizadas, e seus contatos de potência K1.1, K1.2 e K2.1, K2.2 no circuito do enrolamento secundário W2 do o transformador TP está aberto. Como resultado, o transformador TP e a carga são desenergizados. Para aumentar a tensão de carga em ∆U, pressione o botão “Mais”. Como resultado, a corrente flui ao redor da bobina K1 da primeira partida magnética, a partida é acionada e, com os contatos de potência K1.1 e K1.2, conecta os enrolamentos do transformador TP à rede, ao mesmo tempo, contato K1.4 bloqueia o botão liga/desliga “Mais” e os contatos K1.3 do intertravamento elétrico abrem. Caso seja necessário reduzir a tensão da carga, pressione o botão “Stop”, neste caso o circuito retorna ao seu estado original (todos os contatos de potência estão abertos), e a seguir pressione o botão “Menos”. O circuito funciona de forma semelhante, mas ao mesmo tempo é acionada a segunda partida magnética, que fecha seus contatos de potência K2.1 e K2.2 no circuito do enrolamento secundário W2 do transformador TP, como resultado, o a fase da corrente nele muda para a oposta, e a tensão na saída do dispositivo de reforço diminui na quantidade ∆U. Além de duas partidas magnéticas convencionais, para este circuito pode ser utilizada uma reversível, por exemplo, tipo PME-11-3 para corrente de 10 A e tensão de 380 V com tensão das bobinas de comutação de 220 V, que está equipado com um dispositivo de bloqueio mecânico contra a ligação simultânea de todos os contatos de potência da partida . Literatura:
Autor: K. V. Kolomoitsev
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Comentários sobre o artigo: vencedor Na fig. 2, 3, 4 você tem a entrada e a saída misturadas. Kohl Fig 4. O esquema não funciona
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