كيفية حساب نسبة دوران المحولات: الصيغة والأمثلة ونصائح الاختبار

لقد تلقيت للتو مجموعة من المحولات من أحد الموردين، ولوحة الاسم مكتوب عليها 230 فولت أساسي، و12 فولت ثانوي. قبل توصيلها بمنتجك، عليك أن تعرف رقمًا واحدًا: نسبة الدوران. تخبرك هذه القيمة الفردية ما إذا كانت أعداد الملفات تتوافق مع التصميم، وما إذا كانت الوحدة ستنتج جهد الخرج المتوقع، وما إذا كان الأمر يستحق الوقت لتشغيل تسلسل اختبار كامل.

الإجابة المختصرة مذكورة مقدمًا: نسبة دوران المحول هي أ = ن _p / ن _s ، لفات اللف الأولية مقسومة على لفات اللف الثانوية، وفي حالة عدم التحميل، فهي أيضًا تساوي تقريبًا V _p / ف _s . من هذه العلاقة يمكنك التنبؤ بالجهد الثانوي، وتيار الحمل، والمقاومة المنعكسة، ونتيجة اختبار نسبة الدوران القياسية.

ماذا تعني نسبة دوران المحولات

يقوم المحول بنقل الطاقة الكهربائية بين ملفين من خلال قلب مغناطيسي مشترك. ينشئ الملف الأولي التدفق المغناطيسي، بينما يحتوي الملف الثانوي على جهد مستحث فيه. تحدد نسبة عدد الدورات في الملفين مدى تغير الجهد بين المدخلات والمخرجات.

في المحول التقليدي ذو الملفين:

N _p = عدد اللفات على الملف الابتدائي
N _s = عدد اللفات على الملف الثانوي
أ = ن _p / ن _s = نسبة الدوران

إذا a أكبر من 1، يقوم المحول بخفض الجهد. إذا a أقل من 1، فإنه يزيد الجهد. وهذا ليس مجرد تعريف أكاديمي: فهو المعلمة الأولى التي يقارنها المهندس بلوحة الاسم عندما يصل المحول إلى الطاولة، وهو نفس الرقم الذي تقفله الشركة المصنعة أثناء تصميم الملفات.

الابتدائية: 1000 دورة (83.3%)

الثانوي: 200 دورة (16.7%)

تعطي الدورة الابتدائية ذات 1000 دورة والثانوية ذات 200 دورة نسبة 5:1.

صيغة نسبة الدوران وكيفية استخدامها

تأخذ صيغة نسبة الدوران القياسية للمحول المثالي ثلاثة أشكال متكافئة:

أ = ن _p / ن _s - تعريف عدد اللف
أ ≈ الخامس _p / ف _s - تعريف الجهد المقاس عند عدم التحميل
أ = أنا _s / أنا _p - العلاقة الحالية، والتي تنطبق عندما يقوم الثانوي بتسليم التيار

بالنسبة للمحول المثالي، تنتج الثلاثة نفس القيمة. ينحرف المحول الحقيقي قليلًا لأن مقاومة الملف ومفاعلة التسرب تخلقانخفاضًا في الجهد الداخلي، وبالتالي فإن نسبة الجهد الطرفي تكون دقيقة فقط عند عدم التحميل. في الوحدة جيدة البناء يكون الفرق صغيرًا، ولكنه مهم عند إجراء اختبار القبول أو مقارنة القياسات بلوحة الاسم.

الطرق الثلاث المكافئة للتعبير عن نسبة اللفات، موضحة لمحول جهد 230 فولت / 46 فولت.
التعريف	صيغة	قيمة المثال
المنعطفات	أ = ن _p / ن _s	1000 / 200 = 5.00
الجهد الكهربي	أ = الخامس _p / ف _s	230 / 46 = 5.00
الحالي	أ = أنا _s / أنا _p	10 أ / 2 أ = 5.00

طريقة الجهد هي الاختصار العملي لحساب نسبة اللفات في الورشة أو في الميدان: قم بتطبيق جهد تيار متردد منخفض معروف على أحد الملفات، وقياس جهد الدائرة المفتوحة على الملف الآخر، وتقسيم القراءتين. لن تحتاج أبدًا إلى فك المحول لحساب عدد المنعطفات. تتحكم نسبة الدوران أيضًا في انعكاس المعاوقة: ممانعة الحمل Z _L في المرحلة الثانوية يظهر كـ a² × Z _L من المحطات الأساسية، وهذا هو السبب في أن محولات الصوت والإشارة تعتمد على نسبة محددة بعناية لمطابقة المعاوقة.

الشكل 1 - ينخفض الجهد الثانوي مع ارتفاع نسبة اللفات (230 فولت أساسي).

مثال عملي: محول خفض جهد 230 فولت إلى 46 فولت

لنفترض أن لوحة اسم المحول تقرأ 230 فولتًا أساسيًا، و46 فولتًا ثانويًا. نسبة الدوران هي:

أ = 230 / 46 = 5

وهذا يعني أن عدد الدورات الأساسية يبلغ خمسة أضعاف عدد الدورات الثانوية. إذا كان الأولي لديه 1000 دورة، فإن الثانوي لديه 200 دورة. العلاقة الحالية هي معكوسة: إذا كان التيار الثانوي يزود بحمل 10 أمبير، فإن التيار الأساسي هو I _p = أنا _s / أ = 10 / 5 = 2 أ .

عندما تقوم بتصميم أو تحديد ملف مخصص، فإن الحساب الأكثر فائدة يعمل في الاتجاه الآخر. بدءًا من 230 فولتًا أساسيًا مع 1000 دورة، تحمل كل دورة حوالي 0.23 فولت. لإنتاج 110 فولت ثانوي، تحتاج تقريبًا إلى 110 / 0.23 ≈ 478 دورة. يوضح الرسم البياني الشريطي أدناه المنعطفات الثانوية المطلوبة لتحقيق الفولتية المستهدفة المشتركة مع هذا الأساسي. عندما تحدد أ محول مخصص ، يقوم المورد بإجراء هذا الحساب بالضبط أثناء مراجعة التصميم لتأكيد جهد الخرج قبل جرح النموذج الأولي الأول.

الشكل 2 - اللفات الثانوية المطلوبة لجهود الخرج المشتركة (230 فولت أولي، 1000 دورة).

نسبة الدوران في المحولات ثلاثية الطور

في محول ثلاثي الطور، تظل نسبة اللفات كمية لكل طور: أ = ن _p / ن _s = الخامس _{المرحلة الابتدائية} / ف _{المرحلة الثانوية} . الخطأ الذي يسبب أكبر قدر من الارتباك هو استخدام قيم الجهد من خط إلى خط مباشرة، لأن جهد الخط يساوي جهد الطور في واحدة فقط من وصلتي الملف المشتركتين.

ما الجهد الذي يجب إدخاله في صيغة نسبة الدوران لكل اتصال ثلاثي الطور.
اتصال	جهد الخط مقابل جهد الطور	استخدم في صيغة النسبة
واي (نجمة)	V _خط = √3 × الخامس _{المرحلة}	V _{المرحلة} (مرحلة إلى محايدة)
دلتا	V _خط = الخامس _{المرحلة}	V _{المرحلة} (مرحلة إلى مرحلة)

على سبيل المثال، المحول ذو الجهد الأساسي المتصل بـ 10 كيلو فولت والثانوي المتصل بالدلتا 400 فولت لديه جهد طور قدره 10000 / √3 ≈ 5774 فولت على الأولي و 400 فولت على الثانوي. نسبة المنعطفات هي 5,774 / 400 ≈ 14.43 ، وليس 25، وهو ما ستحصل عليه إذا قارنت جهود الخط مباشرة.

اختبار يتحول النسبة في الممارسة العملية

طريقة المصنع والميدان المقبولة هي اختبار نسبة الدوران باستخدام مقياس نسبة دوران المحولات (TTR) المخصص. يطبق المقياس جهد تيار متردد منخفض على الملف عالي الجهد، ويقيس الجهد المستحث على الملف ذو الجهد المنخفض، ويعرض النسبة مباشرة. يتم إجراء الاختبار باستخدام الدائرة الثانوية المفتوحة بحيث يظل تيار المغنطة منخفضًا وتعكس نسبة الجهد المقاسة نسبة المنعطفات الحقيقية.

قارن القيمة المقاسة مع نسبة اللوحة في نفس موضع النقر. بالنسبة لمحولات الطاقة والتوزيع، فإن معايير الصناعة مثل IEC 60076-1 وIEEE C57.12.90 تقبل عادةً الانحراف ضمن 0.5% من النسبة المحددة. إذا كان الانحراف أكبر، فاشتبه في وجود عيب متعرج، أو اتصال صنبور غير صحيح، أو خطأ في لوحة الاسم. الشركات المصنعة التي تتمتع بمراقبة جودة صادرة موثقة، مثل عملية الفحص الموضحة في دليل هذه الشركة المصنعة حول الصفحة تحقق من نسبة الدوران في كل وحدة قبل الشحن، لذا أضف نفس الفحص إلى قائمة الفحص الواردة.

قم بإلغاء تنشيط المحول وعزله عن الدائرة.
قم بتوصيل جهاز قياس TTR بالبطانات ذات الجهد العالي والمنخفض، مع احترام علامات القطبية.
قم بضبط وتأكيد موضع الصنبور قبل بدء القياس.
سجل النسبة لكل نقرة ولكل مرحلة من وحدة ثلاثية الطور.

إذا no TTR meter is available, you can apply a safe low voltage, for example 24 V AC, to the primary and measure the secondary voltage with a multimeter, then divide. The result will be close, but the accuracy depends on your voltmeter class and the insulation condition of the unit.

الأخطاء الشائعة عند حساب نسبة الدوران

استخدام جهد الخط بدلاً من جهد الطور. في محول ثلاثي الطور، قم بتحويل جهد خط اللوحة إلى جهد الملف الفعلي قبل التقسيم.
القياس تحت الحمل. تتغير نسبة الجهد مع تيار الحمل بسبب مقاومة اللف ومفاعلة التسرب. قياس مع الدائرة الثانوية المفتوحة.
تجاهل موقف الصنبور. يقوم مغير الصنبور بتغيير اللفات الفعالة للملف المنقر، وبالتالي فإن النسبة المقاسة عند النقر 1 لن تتطابق مع قيمة لوحة الاسم للنقر 5.
عكس الابتدائي والثانوي. يجب أن يتطابق تقليد النسبة مع تطبيقك: محول تنحي 5:1 متصل للخلف يعمل كوحدة رفع 1:5.
الثقة في قراءة واحدة. لا يمكن الاعتماد على قياس TTR إلا عندما يكون الجهد مستقرًا، وتستقر القراءة، وتتم مقارنة النتيجة بنفس النقرة والمرحلة على لوحة الاسم.

الأسئلة المتداولة حول نسبة المنعطفات

هل نسبة اللفات هي نفس نسبة الجهد؟

بدون تحميل، نعم. نسبة اللفات الأولية إلى الثانوية تساوي نسبة الجهد المستحث الأولي إلى الثانوي. تحت الحمل، تتغير نسبة الجهد الطرفي قليلاً بسبب انخفاض المعاوقة الداخلية، ولهذا السبب يتم إجراء اختبار نسبة الدوران دائمًا مع الدائرة الثانوية المفتوحة.

هل تؤثر نسبة المنعطفات على التيار؟

نعم، بنسبة عكسية. التيار الثانوي مقسومًا على نسبة الدورات يعطي التيار الأساسي: I _p = أنا _s / أ. محول 5:1 يزود 10 A على الثانوي يسحب 2 A فقط على الأولي، متجاهلاً الخسائر.

ما هو التسامح المقبول لنسبة الدوران؟

بالنسبة لمعظم محولات الطاقة والتوزيع، تتطلب المواصفة IEC 60076-1 وIEEE C57.12.90 أن تكون النسبة المقاسة في حدود 0.5% من قيمة لوحة الاسم عند الصنبور المقنن. غالبًا ما تستخدم محولات التحكم والصوت الأصغر حجمًا نفس الحد، وفقًا لمواصفات العميل.

هل يمكنني حساب نسبة الدوران من قياسات الحث؟

بشكل غير مباشر، نعم. نسبة الحث الأولي إلى الثانوي تساوي مربع نسبة اللفات: L _p / ل _s = أ²، إذن أ = √(ل _p / ل _s ). يعمل هذا بمثابة فحص متقاطع في حالة عدم توفر مصدر جهد، ولكنه أقل دقة لأن الحث يعتمد على نفاذية القلب والفجوة الهوائية.

نسبة الدوران هي الرقم الوحيد الأكثر فائدة على لوحة اسم المحولات. بمجرد أن تتمكن من حسابها من المنعطفات أو الفولتية أو التيارات، يمكنك التحقق من الوحدات الواردة، واكتشاف اللفات المعيبة، وطلب البدائل بالمواصفات الصحيحة، وتصميم المحولات المخصصة بثقة. أبقِ الصيغة بسيطة، وقم بالقياس عند عدم التحميل، وحدد دائمًا ما إذا كنت تعمل مع جهد الطور أو خط الجهد في معدات ثلاثية الطور.

قائمة الويب

البحث عن المنتج

لغة