MTAJAT H. Honkann Muuntaja on lait, jossa nsiön vaihtovita saa aikaan muuttuvan magnttikntän muuntajasydämn. Tämä muuttuva magnttiknttä saa aikaan vian toisiokäämiin. Tasasähköllä muuntaja i toimi, tasavita saa kyllä aikaan magnttikntän, mutta tasainn magnttiknttä i indusoi jännitttä toisiokäämiin. Muuntajalla voidaan muuttaa vaihtojännittn suuuutta ja totuttaa galvaaninn otus Kuva: Muuntaja Oikin suunnitllun muuntajan hyötysuhd on hyvä, yli 90%, pahaimmillaan 99%. Muuntajan häviöt syntyvät: Käämin sistanssissa o Hakkuitaajuuksilla sistanssia lisää ahtautumisilmiö Muuntajasydämn häviöissä o Pyövitahäviöt Pyövitahäviöt johtuvat muuntajasydämn muodostuvista pinoismagnttikntistä. Pyövitahäviöt iippuvat sydänmatiaalista ja taajuudsta. Muuntajasydämillä on tätn optimitoimintataajuusalu o Hystsi Hystsi joutuu muuntajasydämn livästä omagntoitumissta (kstomagntoituu o Kyllästyminn Kaikilla muuntajasydämillä on ajallinn magnttikntän voimakkuus. Tätä suumpaa magnttivuota niihin i pysty muodostumaan, jonka ylitttässä liika magnttivuo siityy ilmaan ja induktanssi omahtaa KAAVAT idaalimuuntajall
MTAJASYDÄMET Fiitti- tai autasydämisn klan induktanssi ja häviöt ovat suusti iippuvaisia taajuudsta ja lisäksi sydänainlla on ajallinn magnttikntän voimakkuus. Tästä suaa ajallinn viankäsittlykyky Pintaajuuksilla käyttään sosttuista täslvyistä thtyjä muuntajapakkoja. Pakka voi olla E tai O tyyppinn: All 00 Hz taajuuksilla sydän on lvytyyppiunn, lvyn paksuus 0,3.. 0,4 mm 00 800 Hz taajuuksilla sydän lvytyyppinn, lvyn paksuus n. 0, mm 800 Hz 5 khz taajuuksilla sydänmatiaali ohusta nauhasta klattu Suummilla taajuuksilla ( > 5 khz käyttään puisttusta sosttusta autaoksidijauhsta ( iitti puistttuja akntita - Fiittisydämssä pyöviat aihuttavat mkittäviä häviöitä vasta yli 00 khz taajuuksilla Fiitti kyllästyy paljon aikaismmin, kuin muuntajalvy. Muuntajalvyllä maksimi vuontihys voi olla,8 T luokkaa, kun s iitillä on vain 0,3.. 0,5 T. Fiitin maksimi käyttölämpötila on myös aika alhainn, vain + 00 C luokkaa ja Cui pistkin + 00 C sutuvilla. Fiittinkaat: Fiittingastyyppjä löytyy ittäin paljon. Ei sydänmatiaalin ja kokojn valikoima on suui. Kiintä aknn. Fiittimuuntajasydämt: Muuntajasydämt ovat akntlln puttavia. Myös induktanssia voi pinntää lisäämällä akntsn ilmavälin ( lmavälin suuuus luokkaa 0 mm Fiittimatiaalit: Kuva yllä: Fiittisydämn ominaisuuksia Kuva oikalla: Fiittisydäntyyppin ominaisuuksia 3E5 Oang 3F3 Blu 4A Pink 4C65 - Violt
TEHOMTAJAT ( Pintaajuus Thomuuntajat ovat ylnsä öljyjäähdytttyjä. Kolmivaihmuuntajat totuttaan samall muuntajaungoll totutttuna Thomuuntajat kytktään suoaan sähkövkkoon, jotn n toimivat pintaajuudlla ja ovat akntltaan lvytyyppisiä. Kuvat: Kolmivaihmuuntaja Öljyjäähdyttty kolmivaihmuuntaja Siitovkossa muuntajan käämit on kytktty kolmiokytkntään. Siitovkossahan i ol nollajohdinta, jolloin jännittidn symmtia pätasaissti kuomitttuna säilyy vai kolmiokytknnässä. Pinjännitvkon ( T-jäjstlmä nolla totuttaan kytkmällä toisiopiii tähtikytkntään. Kuva: Tähtikytkntä Kuva: Kolmiokytkntä Mitoitusohjt 50 Hz E tyyppisll lvypakkamuuntajall: ( Kaavat johdttuja, ylissti käytössä olvia nykkisääntöjä Kaavoissa A on sydämn poikkipinta-ala nliösnttimtinä Sydämn poikkipinta-ala: A [ cm ] P [ W ] Ensiön kiosmäää: 45* A [ cm ] Toision kiosmäää: 48* A [ cm ]
Johtimn mitoituksn pusssäntönä on: maksimissaan,5 A / mm² Vita Johdon halkaisija ( min Ø/mm 0 ma -> 0,05 mm 00 ma -> 0,5 mm A -> 0,7 0 A ->,4 0 0, HAKKRMTAJAT 0,0 0,0 0, 0 Flyback -tyyppi Flyback tyypin hakkuissa muuntajaa i käyttä muuntajan tavoin, vaan s on kaksikääminn kla. Ensiöpiiillä vaataan muuntajaan magnttiknttä, joka putaan toisiopiiiin nsiövian lakattua. Jännittidn suhd i tätn myöskään iipu kiostn suhtsta! Muuntajasydämn mitoitus tapahtuu klan mitoitusohjidn mukaissti: Klan vita: Klan ngia: * t * W /A ( J Ws ( H Vs /A Klaan vaattava ngia ( W : P W * W Huom! mitoituksssa käytttävä tulothoa! Tavittava klavita saadaan klan puskaavoista johtamalla: W P * W ; W, t O (max (max (max, jonka jälkn voidaan saatu sijoittaa m. kaavoihin to (max O (max Toisiopiiin kiosmäää tul optimoida jäännösmagnttiknttä ja sistiivist häviöt minimoidn Klasydämn tilavuudn oltava iittävä ngiavaastoksi: Fiitill ilmoittaan ylnsä taajuusalu, suhtllinn pmabilittti, nduktanssi kiosta kohdn ( A avo [ nh ], thollinn pinta-ala ( V ja maksimi magnttivuon voimakkuus ( Bmax [ mt ] t (max V O ( ( B MAX MAX, jossa: V Pinin vaadittava klasydämn tilavuus o Tyhjön pmabilittti: 4 * π * 0-7 H / m Suhtllinn pmabilittti MAX Maksimi klavita BMAX Fiitin suuin sallittu vuontihys klan induktanssi
Fowad tyyppi Fowad tyypin muuntajassa muuntajaa käyttään aidosti muuntajana. Ensiövian aikaansaama magnttiknttä saa välittömästi aikaan vian myös toisiokäämiin. Pusonahan on tasasuuntaindiodin kääminnän suunta. Fowad tyyppikään i hyödynnä vuontihydstä kuin toisn puolijakson Vuoovaihkytkntä [ Push-Pull ] Vuoovaihkytkntä hyödyntää vuontihydn molmmat puolijaksot. Molmpin puolijaksojn hyödyntämisn htona on kuitnkin s, ttä tasakomponnttia i saa siintyä. Tasakomponnttia siintyy, jos thopuolijohtidn viivt poikkavat toisistaan tai kytknnässä on päsymmtiaa. Muuntajan mitoitus: B max * t k * * t k * B O max * A O max max * A, jossa: Klan jännit, li päälkon jännit Bmax Suuin määitlty/sallittu magnttivuon tihys A Muuntajasydämn A paamti ( Sydämn pinta-ala Ensiökäämin kiosmäää tonmax Kytkinkomponntin maksimi johtavuusaika k Kytkntäkoin: Fowad tyypin hakkui -> Balansoitu vuoovaihhakkui -> Balansoimaton vuoovaihhakkui ( DC komponnttia voi siintyä -> 6 3 9 Vastaavuudt: mm 0 m, mm 0 m Johtimn sistanssi ja ahtautumisilmiö: Johtimn sistanssi ( R iippuu johdinmatiaalin ja pinta-alan lisäksi, ahtautumisilmiön vuoksi, suutaajuuksilla myös välitila-ainn pmabilittista ja johtimn muodosta. Ahtautumisilmiön vuoksi vita voi kulka vain johtimn pintaosissa, jolloin johtimn sistiivinn osuus kasvaa. Pyöä johdin on kaikkin huonoin atkaisu, koska siinä on pinta-ala mahdollisimman pini suhtssa poikkipinta-alaan ( A. Tunkutumissyvyys (, ja sitä kautta thollinn pinta ala ( A voidaan määittää: Tunkutumissyvyys ( : δ π Thollinn pinta-ala: A π ( ( δ, jossa johtimn säd l l l Johtimn sistanssi ( R : R ρ * A σ A σ A Kupain ominaissistanssi ( C : C 0,075 mm²/m 7,5 n m Kupain ominaisjohtavuus ( C : C 57 MS/m ( / 0 σ 3
MTTAMTAJAKYTKEÄT Jännitmittaus Vitamittaus Vitamittamuuntajakytknnässä muuntajan nsiön impdanssin tul olla mahdollisimman pini. Tämän vuoksi myös toisiopiiin impdanssin tul olla mahdollisimman pini. isäksi toisiopiiin kiosmäää on suumpi, kuin nsiöpiiin. Mittalaittn poistaminn aikaansaa toisioimpdanssin suunmisn johdosta myös nsiöimpdanssin kasvun ja muuntaja muuttuu jännitmuuntajaksi, jonka toisiojännit on nsiöjännitttä suumpi VAARATAE!!! Jos vitamittamuuntajakytknnän mittalait poisttaan, on toisiopiii oikosuljttava!!!! SÄÄSTÖ- ja SÄÄTÖMTAJAT Säästömuuntajassa on yhtinn nsiö- ja toisiokäämi. Säästömuuntajalla voidaan totuttaa säätömuuntaja. Kuva: säästömuuntaja KAAVAT koostttuna: Johtimn sistanssi ja ahtautumisilmiö: Tunkutumissyvyys ( : δ π, li s on kääntän ( potnssiin ½ suhtssa pmabilitttiin (, ominaisjohtavuutn ( ja taajuutn ( Kupain ominaissistanssi ( C : C 0,075 mm²/m 7,5 n m Kupain ominaisjohtavuus ( C : C 57 MS/m ( / l l l Johtimn sistanssi ( R : R ρ * A σ A σ A π d Pyöän johtimn pinta-ala : A π A 4 Thollinn pinta-ala: A π ( ( δ, jossa johtimn säd 0 σ
MAGEETTPR SREET: Magnttivuo, suutunnus:, yksikkö: Wb ( Wb, Wb V*s Wb Vs Magnttivuon tihys, Suutunnus: B, Yksikkö: T ( Tsla, T, T m m nduktanssi, Suutunnus:, Yksikkö H ( Hny, 6 3 9 Vastaavuudt: mm 0 m, mm 0 m Käsittitä: o Tyhjön pmabilittti: 4 * π * 0-7 H / m Suhtllinn pmabilittti klan induktanssi l Magnttipiiin pituus ( m A Magnttipiiin poikkipinta-ala ( m² V V magnttipiiin ( klasydämn tilavuus A nduktanssi kiosta kohdn ( l/a Pituudn ja poikkipinta-alan suhd MAX Maksimi klavita BMAX Fiitin suuin sallittu vuontihys nduktanssi ( : 0 l A, Magnttivuon voimakkuus ( H : Magnttivuon tihys ( B : H 3 Vs H, A Wb H A 0, A Σ * ( l / A * B H ( A/m, l B * H, * 0 ( Muuntajasydämn tilavuus: V O ( B MAX MAX ( H 0 * B ( T Vs/m² * A Kiosmäää: * t k * B O max max * A KAAVAT idaalimuuntajall :