Transfromer Specification:
S= 110 VA Turn Ratio 1:1
Vpri = 110 V , Apri = 1 A
Vsec = 110 V , Asec = 1 A
โครงสร้าง shell type
ใช้เป็นงาน Isolation Trandformer & AutoTransformer
Magnetic flux Density (B) = 1.15 Tesla
E/N = 0.332 volt/Turn
Core Area = 12.85 cm2
Current Density = 3.398 mm2
N1=340 Turns,Copper wire SWG size = 22 Area =0.39729 cm2
N2=340 Turns,Copper wire SWG size = 22 Area =0.39729 cm2
Copper Area = 26.61843 cm2
Window Space factor = 0.6
Net Window Area = 3.18 cm2
ข้อมูลการวัดและการออกแบบ
น้ำหนักลวด = 0.39 kg
น้ำหนักแกนเหล็ก = 2.01 kg
น้ำหนัก = 2.4 kg
แกนเหล็ก กว้าง = 4 cm ยาว = 9.5 cm สูง = 8 cm
Bobbin กว้าง = 3.3 cm ยาว = 4 cm สูง = 4.4 cm
ขอบ Bobbin กว้าง = 3.4 cm ยาว = 4.4 cm สูง = 4.7 cm
No-load losses = 11 W
Full-load losses = 14.4 W
Isolation Transformer = 85.76 %
วันอังคารที่ 1 กันยายน พ.ศ. 2552
Transfromer Specification
วันจันทร์ที่ 31 สิงหาคม พ.ศ. 2552
Voltage Regulator For Fluorescent Lamp 3 x 36 W (Constant Input Voltage)
Voltage Regulator For Fluorescent Lamp 3 x 36 W (Constant Input Voltage)
Select Tap 230 For Load Voltage
At Full Load Condition
ค่าประสิทธิภาพ = 93.4 % ,Losses = 8.58 W
S1 = 242.65 VA ,S2 = 220.704 VA
Voltage Regulation = -2.193 %
Select Tap 230 For Load Voltage
At Full Load Condition
ค่าประสิทธิภาพ = 93.4 % ,Losses = 8.58 W
S1 = 242.65 VA ,S2 = 220.704 VA
Voltage Regulation = -2.193 %
Voltage Regulator For Fluorescent Lamp 3 x 36 W (Constant Input Voltage)
Voltage Regulator For Fluorescent Lamp 3 x 36 W (Constant Input Voltage)
Select Tap 208 For Load Voltage
At Full Load Condition
ค่าสัมประสิทธิภาพ= 91.72 % , Losses = 9.3 W
S1 = 187.56 VA , S2 = 167.59 VA
Voltage Regulation = -0.678 %
Select Tap 208 For Load Voltage
At Full Load Conditionค่าสัมประสิทธิภาพ= 91.72 % , Losses = 9.3 W
S1 = 187.56 VA , S2 = 167.59 VA
Voltage Regulation = -0.678 %
Step-Down Autotransformer (Constant Input Voltage)
Step-Down Autotransformer (Constant Input Voltage)
At Full Load Condition
= 90.244 % ,Losses = 27.9 W
S1 = 288.2 VA ,S2 = 258.23 VA
Voltage Regulation = 2.466 %
At Full Load Condition
= 90.244 % ,Losses = 27.9 W
S1 = 288.2 VA ,S2 = 258.23 VA
Voltage Regulation = 2.466 %
V1 = 10 V , V2 = 9.95 , V3 = 19.97 VLoad Test ( Constant Input Voltage )
Load Test ( Constant Input Voltage )
At Full Load Condition
ค่าประสิทธิภาพ= 86.02 % ,Losses = 27.5 W
S1 = 197.623 VA ,S2 = 169.46 VA
Voltage Regulation = 9.41 %
At Full Load Condition
ค่าประสิทธิภาพ= 86.02 % ,Losses = 27.5 W
S1 = 197.623 VA ,S2 = 169.46 VA
Voltage Regulation = 9.41 %
Insulaion Tester
Insulaion Tester
R pri = 2.7
R sec = 3.2
R pri to coil = O.L.
R sec to coil = O.L.
R pri to sec = O.L.
วันอาทิตย์ที่ 30 สิงหาคม พ.ศ. 2552
หลักการพื้นฐานของหม้อแปลงไฟฟ้า
หลักการพื้นฐานของหม้อแปลงไฟฟ้า
จากรูป ก แสดงรูปสัญลักษณ์ และวงจรพื้นฐานของหม้อแปลงไฟฟ้า ซึ่งประกอบด้วยขดลวด 2 ขดที่จัดให้อยู่ใกล้กัน ได้แก่ ขดลวดปฐมภูมิ ( Primary Winding) และ ขดลวดทุติยภูมิ ( Secondary Winding) ทั้งนี้เพื่อให้เส้นแรงของสนามแม่เหล็ก ที่เกิดจากขดลวดปฐมภูมิไปตัดกับขดลวดทุติยภูมิ และเกิดการเหนี่ยวนำซึ่งกันและกันขึ้น โดยจัดให้แหล่งจ่ายแรงดัน ไฟฟ้ากระแสสลับต่อเข้ากับขดลวดปฐมภูมิ และโหลด (RL) ต่อเข้ากับด้านทุติยภูมิ
จากรูป (ข) แสดงกระแสไฟฟ้าที่จ่ายออกแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าไปเข้าที่ขดลวดปฐมภูมิ ซึ่งกระแสไฟฟ้านี้ก็จะทำให้เกิดขั้ว เหนือที่ส่วนบนของขดลวดปฐมภูมิ ถ้าแรงดันไฟฟ้าด้านอินพุตนี้มีความเป็นลบมาก (ช่วงครึ่งคลื่นลบ) ก็จะทำให้กระแส ไฟฟ้าไหลเพิ่มมากขึ้นด้วย ส่งผลให้มีสนามแม่เหล็กเกิดขึ้นที่ขดลวดปฐมภูมิมากขึ้น การขยายตัวของสนามแม่เหล็กที่เกิด ขึ้นจะไปตัดกับขดลวดทางด้านทุติยภูมิ และเกิดการเหนี่ยวนำของแรงดันไฟฟ้าขึ้น จึงทำให้มีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจร ด้านทุติยภูมิผ่านไปยังโหลด จากนั้นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่จ่ายเข้ามาก็จะมีความเป็นลบลดน้อยลงจนเป็นค่าศูนย์ และเปลี่ยนเป็นค่าบวก
จากรูป (ค) ในกรณีนี้กระแสไฟฟ้าในวงจรด้านปฐมภูมิ จะไหลในทิศทางตรงกันข้ามกับตอนแรกทั้งนี้เนื่องจากแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ได้เปลี่ยนแปลงเพิ่มขึ้นในทิศทางที่เป็นบวก ( ช่วงครึ่งคลื่นบวก) เมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มมากขึ้นกระแสไฟฟ้าก็ไหลมากขึ้น ส่งผลให้สนามแม่เหล็กเกิดการขยายตัวไปตัดกับขดลวดทุติยภูมิ เกิดการเหนี่ยวนำทางไฟฟ้า ส่งผลให้มีกระแสไฟฟ้าไหลใน ทิศทางตรงข้าม และไหลผ่านต่อไปยังโหลดเช่นเดียวกัน
จากรูป ก แสดงรูปสัญลักษณ์ และวงจรพื้นฐานของหม้อแปลงไฟฟ้า ซึ่งประกอบด้วยขดลวด 2 ขดที่จัดให้อยู่ใกล้กัน ได้แก่ ขดลวดปฐมภูมิ ( Primary Winding) และ ขดลวดทุติยภูมิ ( Secondary Winding) ทั้งนี้เพื่อให้เส้นแรงของสนามแม่เหล็ก ที่เกิดจากขดลวดปฐมภูมิไปตัดกับขดลวดทุติยภูมิ และเกิดการเหนี่ยวนำซึ่งกันและกันขึ้น โดยจัดให้แหล่งจ่ายแรงดัน ไฟฟ้ากระแสสลับต่อเข้ากับขดลวดปฐมภูมิ และโหลด (RL) ต่อเข้ากับด้านทุติยภูมิ
จากรูป (ข) แสดงกระแสไฟฟ้าที่จ่ายออกแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าไปเข้าที่ขดลวดปฐมภูมิ ซึ่งกระแสไฟฟ้านี้ก็จะทำให้เกิดขั้ว เหนือที่ส่วนบนของขดลวดปฐมภูมิ ถ้าแรงดันไฟฟ้าด้านอินพุตนี้มีความเป็นลบมาก (ช่วงครึ่งคลื่นลบ) ก็จะทำให้กระแส ไฟฟ้าไหลเพิ่มมากขึ้นด้วย ส่งผลให้มีสนามแม่เหล็กเกิดขึ้นที่ขดลวดปฐมภูมิมากขึ้น การขยายตัวของสนามแม่เหล็กที่เกิด ขึ้นจะไปตัดกับขดลวดทางด้านทุติยภูมิ และเกิดการเหนี่ยวนำของแรงดันไฟฟ้าขึ้น จึงทำให้มีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจร ด้านทุติยภูมิผ่านไปยังโหลด จากนั้นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่จ่ายเข้ามาก็จะมีความเป็นลบลดน้อยลงจนเป็นค่าศูนย์ และเปลี่ยนเป็นค่าบวก
จากรูป (ค) ในกรณีนี้กระแสไฟฟ้าในวงจรด้านปฐมภูมิ จะไหลในทิศทางตรงกันข้ามกับตอนแรกทั้งนี้เนื่องจากแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ได้เปลี่ยนแปลงเพิ่มขึ้นในทิศทางที่เป็นบวก ( ช่วงครึ่งคลื่นบวก) เมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มมากขึ้นกระแสไฟฟ้าก็ไหลมากขึ้น ส่งผลให้สนามแม่เหล็กเกิดการขยายตัวไปตัดกับขดลวดทุติยภูมิ เกิดการเหนี่ยวนำทางไฟฟ้า ส่งผลให้มีกระแสไฟฟ้าไหลใน ทิศทางตรงข้าม และไหลผ่านต่อไปยังโหลดเช่นเดียวกัน
โครงสร้างของหม้อแปลงไฟฟ้า
โครงสร้างของหม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงแบ่งออกตามการใช้งานของระบบไฟฟ้ากำลังได้ 2 แบบคือ หม้อแปลงไฟฟ้าชนิด 1 เฟส และหม้อแปลงไฟฟ้า ชนิด 3 เฟสแต่ละชนิดมีโครงสร้างสำคัญประกอบด้วย
1. ขดลวดตัวนำปฐมภูมิ (Primary Winding) ทำหน้าที่รับแรงเคลื่อนไฟฟ้า
2. ขดลวดทุติยภูมิ (Secondary Winding) ทำหน้าที่จ่ายแรงเคลื่อนไฟฟ้า
3. แผ่นแกนเหล็ก (Core) ทำหน้าที่เป็นทางเดินสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและให้ขดลวดพันรอบแกนเหล็ก
4. ขั้วต่อสายไฟ (Terminal) ทำหน้าที่เป็นจุดต่อสายไฟกับขดลวด
5. แผ่นป้าย (Name Plate) ทำหน้าที่บอกรายละเอียดประจำตัวหม้อแปลง
6. อุปกรณ์ระบายความร้อน (Coolant) ทำหน้าที่ระบายความร้อนให้กับขดลวด เช่น อากาศ , พัดลม , น้ำมัน หรือใช้ ทั้งพัดลมและน้ำมันช่วยระบายความร้อน เป็นต้น
7. โครง (Frame) หรือตัวถังของหม้อแปลง (Tank) ทำหน้าที่บรรจุขดลวด แกนเหล็กรวมทั้งการติดตั้งระบบระบาย ความร้อนให้กับหม้อแปลงขนาดใหญ่
8. สวิตช์และอุปกรณ์ควบคุม (Switch Controller) ทำหน้าที่ควบคุมการเปลี่ยนขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้า และมี อุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าชนิดต่าง ๆ รวมอยู่ด้วย
โครงสร้างของหม้อแปลงชนิด 1 เฟส ดูรูปที่ 2 (ก) จะมีส่วนประกอบของขดลวด 1 ชุด และหม้อแปลงชนิด 3 เฟสดูรูปที่ 2 (ข) จะมีส่วนประกอบของขดลวด 2 ถึง 3 ชุด เนื่องจากหม้อแปลงเป็นอุปกรณ์จ่ายกำลังไฟฟ้าจึงมีขนาดเป็นโวลต์แอมป์ (VA) หม้อแปลงขนาดใหญ่จะมีขนาดเป็นกิโลโวลต์แอมป์ (kVA) และเมกกะโวลต์แอมป์ (MVA) ตามลำดับ สำหรับส่วน ประกอบข้างต้นในข้อ 6 ถึง 8 เป็นระบบที่มีอยู่ในหม้อแปลงขนาดใหญ่จะไม่ขอกล่าวไว้ในที่นี้
(ก) ชนิด 1 เฟส (ข) ชนิด 3 เฟส
รูปที่ 2 หม้อแปลงไฟฟ้า
ขดลวด( Coil)
รูปที่ 3 สายทองแดงเคลือบน้ำยา
วัสดุที่ใช้ทำขดลวดหม้อแปลงโดยทั่วไปทำมาจากสายทองแดงเคลือบน้ำยาฉนวน มีขนาดและลักษณะลวดเป็นทรงกลม หรือแบนขึ้นอยู่กับขนาดของหม้อแปลง ลวดเส้นโตจะมีความสามารถในการจ่ายกระแสได้มากกว่าลวดเส้นเล็ก
หม้อแปลงขนาดใหญ่มักใช้ลวดถักแบบตีเกลียว เพื่อเพิ่มพื้นที่สายตัวนำให้มีทางเดินของกระแสไฟมากขึ้น สายตัวนำที่ใช้ พันขดลวดบนแกนเหล็กทั้งขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิอาจมีแทปแยก (Tap) เพื่อแบ่งขนาดแรงเคลื่อนไฟฟ้า (ในหม้อแปลงขนาดใหญ่จะใช้การเปลี่ยนแทปด้วยสวิตช์อัตโนมัติ)
ฉนวน ( Insulator)
สายทองแดงจะต้องผ่านการเคลือบน้ำยาฉนวน เพื่อป้องกันไม่ให้ขดลวดลัดวงจรถึงกันได้ การพันขดลวดบนแกนเหล็ก จึงควรมีกระดาษอาบน้ำยาฉนวน คั่นระหว่างชั้นของขดลวดและคั่นแยกระหว่างขดลวด ปฐมภูมิกับทุติยภูมิด้วย ใน หม้อแปลงขนาดใหญ่มักใช้กระดาษอาบน้ำยา ฉนวนพันรอบสายตัวนำก่อนพันเป็นขดลวดลงบนแกนเหล็ก นอกจากนี้ ยังใช้น้ำมันชนิดที่เป็นฉนวนและระบายความร้อนให้กับขดลวดอีกด้วย
แกนเหล็ก ( Core)
แผ่นเหล็กที่ใช้ทำหม้อแปลงจะมีส่วนผสมของสารกึ่งตัวนำ-ซิลิกอนเพื่อรักษาความหนาแน่นของเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้น รอบขดลวดไว้ แผ่นเหล็กแต่ละชั้นเป็นแผ่นเหล็กบางเรียงต่อกัน หลายชิ้นทำให้มีความต้านทานสูงและช่วยลดการสูญเสีย บนแกนเหล็กที่ส่งผลให้เกิดความร้อนหรือที่เรียกว่า กระแสไหลวนบนแกนเหล็กโดยทำแผ่นเหล็กให้เป็นแผ่นบางหลาย แผ่นเรียงซ้อนประกอบขึ้น เป็นแกนเหล็กของหม้อแปลง ซึ่งมีด้วยกันหลายรูปแบบเช่น แผ่นเหล็กแบบ Core และแบบ Shell
ดูรูปที่ 4 และ 5
( ก) แบบ Cor (ข) แบบ Shell
รูปที่ 4 แกนเหล็กหม้อแปลงไฟฟ้าชนิด 1 เฟส
( ก) แบบ Core ( ข) แบบ Shell
รูปที่ 5 แกนเหล็กหม้อแปลงไฟฟ้าชนิด 3 เฟส
แกนเฟอร์ไรท์ ( Ferrite Core)
( ก) แบบแท่ง (Rod) (ข) แบบวงแหวน (Ring
รูปที่ 6 เฟอร์ไรท์
แกนเฟอร์ไรท์เป็นวัสดุที่มีส่วนผสมของแม่เหล็กทำให้มีความเข้ม สนามแม่เหล็กมากกว่าเหล็กและมีความต้านทานสูง จึงช่วยลดการสูญเสียบนแกนเหล็ก หรือลดความร้อนจากการเกิดกระแสไหลวนที่ความถี่สูง
แกนอากาศ ( Air Core)
รูปที่ 7 ขดลวดแกนอากาศ
นอกจากนี้ยังใช้ขดลวดแกนอากาศกับงานในระบบที่ใช้ความถี่สูงโดยไม่ต้องการให้เส้นแรง แม่เหล็กมีการอิ่มตัวหรือการ สูญเสียเกิดขึ้นที่แกนเหล็ก (ดูรูปที่ 7)
แกนทอลอยด์ ( Toroidal Core)
(ก) ภาพของจริง (ข) ภาพสัญลักษณ์
รูปที่ 8 หม้อแปลงไฟฟ้าแกนทอลอยด์
แกนทอลอยด์มีลักษณะคล้ายวงแหวนทำมาจากโลหะผสมสารกึ่งตัวนำ-ซิลิกอน หม้อแปลงแกนทอลอยด์มีประสิทธิภาพ สูง (95 %) เพราะแกนทอลอยด์มีสภาพความนำแม่เหล็กสูง อีกทั้งยังไม่มีช่องรอยต่อเหมือนแกนเหล็กแบบ Core และแบบ Shell จึงช่วยลดการเกิดเสียงรบกวนได้ในขณะทำงาน ดูรูปที่ 8
ขั้วต่อสายไฟ ( Terminal)
โดยทั่วไปหม้อแปลงขนาดเล็กจะใช้ขั้วต่อไฟฟ้าต่อเข้าระหว่างปลายขดลวดกับสายไฟฟ้าภายนอก และ ถ้าเป็นหม้อแปลง ขนาดใหญ่จะใช้แผ่นทองแดง ( Bus Bar ) และบุชชิ่งกระเบื้องเคลือบ ( Ceramic ) ต่อเข้าระหว่างปลายขดลวดกับ สายไฟฟ้าภายนอก
หม้อแปลงแบ่งออกตามการใช้งานของระบบไฟฟ้ากำลังได้ 2 แบบคือ หม้อแปลงไฟฟ้าชนิด 1 เฟส และหม้อแปลงไฟฟ้า ชนิด 3 เฟสแต่ละชนิดมีโครงสร้างสำคัญประกอบด้วย
1. ขดลวดตัวนำปฐมภูมิ (Primary Winding) ทำหน้าที่รับแรงเคลื่อนไฟฟ้า
2. ขดลวดทุติยภูมิ (Secondary Winding) ทำหน้าที่จ่ายแรงเคลื่อนไฟฟ้า
3. แผ่นแกนเหล็ก (Core) ทำหน้าที่เป็นทางเดินสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและให้ขดลวดพันรอบแกนเหล็ก
4. ขั้วต่อสายไฟ (Terminal) ทำหน้าที่เป็นจุดต่อสายไฟกับขดลวด
5. แผ่นป้าย (Name Plate) ทำหน้าที่บอกรายละเอียดประจำตัวหม้อแปลง
6. อุปกรณ์ระบายความร้อน (Coolant) ทำหน้าที่ระบายความร้อนให้กับขดลวด เช่น อากาศ , พัดลม , น้ำมัน หรือใช้ ทั้งพัดลมและน้ำมันช่วยระบายความร้อน เป็นต้น
7. โครง (Frame) หรือตัวถังของหม้อแปลง (Tank) ทำหน้าที่บรรจุขดลวด แกนเหล็กรวมทั้งการติดตั้งระบบระบาย ความร้อนให้กับหม้อแปลงขนาดใหญ่
8. สวิตช์และอุปกรณ์ควบคุม (Switch Controller) ทำหน้าที่ควบคุมการเปลี่ยนขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้า และมี อุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าชนิดต่าง ๆ รวมอยู่ด้วย
โครงสร้างของหม้อแปลงชนิด 1 เฟส ดูรูปที่ 2 (ก) จะมีส่วนประกอบของขดลวด 1 ชุด และหม้อแปลงชนิด 3 เฟสดูรูปที่ 2 (ข) จะมีส่วนประกอบของขดลวด 2 ถึง 3 ชุด เนื่องจากหม้อแปลงเป็นอุปกรณ์จ่ายกำลังไฟฟ้าจึงมีขนาดเป็นโวลต์แอมป์ (VA) หม้อแปลงขนาดใหญ่จะมีขนาดเป็นกิโลโวลต์แอมป์ (kVA) และเมกกะโวลต์แอมป์ (MVA) ตามลำดับ สำหรับส่วน ประกอบข้างต้นในข้อ 6 ถึง 8 เป็นระบบที่มีอยู่ในหม้อแปลงขนาดใหญ่จะไม่ขอกล่าวไว้ในที่นี้
(ก) ชนิด 1 เฟส (ข) ชนิด 3 เฟส
รูปที่ 2 หม้อแปลงไฟฟ้า
ขดลวด( Coil)
รูปที่ 3 สายทองแดงเคลือบน้ำยา
วัสดุที่ใช้ทำขดลวดหม้อแปลงโดยทั่วไปทำมาจากสายทองแดงเคลือบน้ำยาฉนวน มีขนาดและลักษณะลวดเป็นทรงกลม หรือแบนขึ้นอยู่กับขนาดของหม้อแปลง ลวดเส้นโตจะมีความสามารถในการจ่ายกระแสได้มากกว่าลวดเส้นเล็ก
หม้อแปลงขนาดใหญ่มักใช้ลวดถักแบบตีเกลียว เพื่อเพิ่มพื้นที่สายตัวนำให้มีทางเดินของกระแสไฟมากขึ้น สายตัวนำที่ใช้ พันขดลวดบนแกนเหล็กทั้งขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิอาจมีแทปแยก (Tap) เพื่อแบ่งขนาดแรงเคลื่อนไฟฟ้า (ในหม้อแปลงขนาดใหญ่จะใช้การเปลี่ยนแทปด้วยสวิตช์อัตโนมัติ)
ฉนวน ( Insulator)
สายทองแดงจะต้องผ่านการเคลือบน้ำยาฉนวน เพื่อป้องกันไม่ให้ขดลวดลัดวงจรถึงกันได้ การพันขดลวดบนแกนเหล็ก จึงควรมีกระดาษอาบน้ำยาฉนวน คั่นระหว่างชั้นของขดลวดและคั่นแยกระหว่างขดลวด ปฐมภูมิกับทุติยภูมิด้วย ใน หม้อแปลงขนาดใหญ่มักใช้กระดาษอาบน้ำยา ฉนวนพันรอบสายตัวนำก่อนพันเป็นขดลวดลงบนแกนเหล็ก นอกจากนี้ ยังใช้น้ำมันชนิดที่เป็นฉนวนและระบายความร้อนให้กับขดลวดอีกด้วย
แกนเหล็ก ( Core)
แผ่นเหล็กที่ใช้ทำหม้อแปลงจะมีส่วนผสมของสารกึ่งตัวนำ-ซิลิกอนเพื่อรักษาความหนาแน่นของเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้น รอบขดลวดไว้ แผ่นเหล็กแต่ละชั้นเป็นแผ่นเหล็กบางเรียงต่อกัน หลายชิ้นทำให้มีความต้านทานสูงและช่วยลดการสูญเสีย บนแกนเหล็กที่ส่งผลให้เกิดความร้อนหรือที่เรียกว่า กระแสไหลวนบนแกนเหล็กโดยทำแผ่นเหล็กให้เป็นแผ่นบางหลาย แผ่นเรียงซ้อนประกอบขึ้น เป็นแกนเหล็กของหม้อแปลง ซึ่งมีด้วยกันหลายรูปแบบเช่น แผ่นเหล็กแบบ Core และแบบ Shell
ดูรูปที่ 4 และ 5
( ก) แบบ Cor (ข) แบบ Shell
รูปที่ 4 แกนเหล็กหม้อแปลงไฟฟ้าชนิด 1 เฟส
( ก) แบบ Core ( ข) แบบ Shell
รูปที่ 5 แกนเหล็กหม้อแปลงไฟฟ้าชนิด 3 เฟส
แกนเฟอร์ไรท์ ( Ferrite Core)
( ก) แบบแท่ง (Rod) (ข) แบบวงแหวน (Ringรูปที่ 6 เฟอร์ไรท์
แกนเฟอร์ไรท์เป็นวัสดุที่มีส่วนผสมของแม่เหล็กทำให้มีความเข้ม สนามแม่เหล็กมากกว่าเหล็กและมีความต้านทานสูง จึงช่วยลดการสูญเสียบนแกนเหล็ก หรือลดความร้อนจากการเกิดกระแสไหลวนที่ความถี่สูง
แกนอากาศ ( Air Core)
รูปที่ 7 ขดลวดแกนอากาศ
นอกจากนี้ยังใช้ขดลวดแกนอากาศกับงานในระบบที่ใช้ความถี่สูงโดยไม่ต้องการให้เส้นแรง แม่เหล็กมีการอิ่มตัวหรือการ สูญเสียเกิดขึ้นที่แกนเหล็ก (ดูรูปที่ 7)
แกนทอลอยด์ ( Toroidal Core)
(ก) ภาพของจริง (ข) ภาพสัญลักษณ์
รูปที่ 8 หม้อแปลงไฟฟ้าแกนทอลอยด์
แกนทอลอยด์มีลักษณะคล้ายวงแหวนทำมาจากโลหะผสมสารกึ่งตัวนำ-ซิลิกอน หม้อแปลงแกนทอลอยด์มีประสิทธิภาพ สูง (95 %) เพราะแกนทอลอยด์มีสภาพความนำแม่เหล็กสูง อีกทั้งยังไม่มีช่องรอยต่อเหมือนแกนเหล็กแบบ Core และแบบ Shell จึงช่วยลดการเกิดเสียงรบกวนได้ในขณะทำงาน ดูรูปที่ 8
ขั้วต่อสายไฟ ( Terminal)
โดยทั่วไปหม้อแปลงขนาดเล็กจะใช้ขั้วต่อไฟฟ้าต่อเข้าระหว่างปลายขดลวดกับสายไฟฟ้าภายนอก และ ถ้าเป็นหม้อแปลง ขนาดใหญ่จะใช้แผ่นทองแดง ( Bus Bar ) และบุชชิ่งกระเบื้องเคลือบ ( Ceramic ) ต่อเข้าระหว่างปลายขดลวดกับ สายไฟฟ้าภายนอก
การใช้งานหม้อแปลงไฟฟ้า
การใช้งานหม้อแปลงไฟฟ้าโดยทั่วไปแล้วหม้อแปลงไฟฟ้าจะใช้งานอยู่ 3 แบบ ได้แก่
1. หม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้เพื่อเพิ่ม หรือลดขนาดแรงดันไฟฟ้า
2. หม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้เพื่อเพิ่ม หรือลดปริมาณกระแสไฟฟ้า
3. หม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้เพื่อแมทช์ค่าอิมพีแดนซ์ ( Impedances)
ซึ่งทั้ง 3 กรณี สามารถทำได้โดยการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนจำนวนรอบ ( Turns Ratio) ของขดลวดปฐมภูมิเปรียบเทียบ กับจำนวนขดลวดทุติยภูมิ
อัตราส่วนจำนวนรอบ ( Turns Ratio) อัตราส่วนจำนวนรอบ หมายถึง อัตราส่วนระหว่างจำนวนรอบของขดลวด ทุติยภูมิ ( NS) ต่อจำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิ ( NP)
ตัวอย่าง
หม้อแปลงไฟฟ้ามีจำนวนขดลวดปฐมภูมิเท่ากับ 200 รอบ และขดลวดทุติยภูมิเท่ากับ 600 รอบ จงคำนวณหาอัตราส่วน จำนวนรอบ ( Turns Ratio) ของหม้อแปลงไฟฟ้านี้
ในกรณีนี้จะเห็นว่า จะต้องใช้จำนวนขดลวดทางด้านทุติยภูมิจำนวน 3 ขด ต่อขดลวดทางด้านปฐมภูมิ 1 ขด ซึ่งการ เพิ่มจำนวนรอบจากน้อย ( 1 รอบ) ไปจำนวนมากรอบ ( 3 รอบ) จะหมายถึง การทำให้ค่า " Step Up" ซึ่งผลลัพธ์ของอัตรา ส่วนจำนวนรอบ ( Turns Ratio) ที่ได้จะมีค่ามากกว่า 1
ตัวอย่าง
ถ้าหม้อแปลงไฟฟ้ามีจำนวนขดลวดปฐมภูมิ 120 รอบ และขดลวดทุติยภูมิ 30 รอบ อัตราส่วนจำนวนรอบ ( Turns Ratio) ของหม้อแปลงไฟฟ้านี้เป็นเท่าใด
ซึ่งในกรณีนี้จะต้องใช้จำนวนขดลวดปฐมภูมิ 4 ขด ต่อขดลวดทุติยภูมิ 1 ขด การเปลี่ยนแปลงจำนวนรอบจากมาก ( 4 รอบ) ไปจำนวนรอบน้อย ( 1 รอบ) หมายถึง การทำให้ค่า "Step Down" ซึ่งผลลัพธ์ของอัตราส่วนจำนวนรอบ ( Turns Ratio) ที่ได้จะมีค่าน้อยกว่า 1
อัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้า ( Voltage Ratio)
หม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้เป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทุกชนิด ส่วนใหญ่แล้วจะทำหน้าที่ทั้งแปลง ขนาดของแรงดันไฟฟ้าให้เพิ่มขึ้น (Step-Up) หรือลดขนาดของแรงดันให้น้อยลง ( Step-Down) จากแรงดันไฟ 220 V ที่ จ่ายออกมาจากเต้าเสียบไฟฟ้าภายในบ้าน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ภายในของอุปกรณ์นั้นๆ ว่าต้องการแรงดัน ไฟฟ้ามากหรือน้อย
หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแปลงแรงดันขึ้น ( Step-Up Transformer)
ถ้าแรงดันไฟฟ้าทางด้านทุติยภูมิ ( ES) มีค่าสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าทางด้านปฐมภูมิ ( EP) จะเรียกหม้อแปลงชนิดนี้ว่า หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแปลงแรงดันขึ้น ( Step-Up Transformer) หรือ ES > EP ดังแสดงในรูป ถ้าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ทางด้านปฐมภูมิมีค่าเท่ากับ 100 V และอัตราส่วนจำนวนรอบคือ 1:5 แรงดันไฟฟ้าที่ได้จากด้านทุติยภูมิจะมีขนาด 5 เท่าของแรงดันไฟฟ้าทางด้านปฐมภูมิ นั่นคือ เท่ากับ 500 V ทั้งนี้เนื่องจากเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจากขดลวดปฐมภูมิ ไปตัดกับขดลวดที่มีจำนวนมากทางด้านทุติยภูมิ ดังนั้น การเหนี่ยวนำของแรงดันไฟฟ้าจึงเกิดขึ้นมากตามไปด้วย
จากตัวอย่างนี้จะเห็นได้ว่าอัตราส่วนระหว่างแรงดันไฟฟ้าทางด้านทุติยภูมิ ต่อแรงดันไฟฟ้าทางด้านปฐมภูมิมีค่าเท่ากับ อัตราส่วนจำนวนรอบ ( Turns Ratio) หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ
ตัวอย่าง
จงคำนวณหาค่าแรงดันไฟฟ้าทางด้านทุติยภูมิ ( ES) ถ้าใช้หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแปลงแรงดันขึ้น ( Step-Up Transformer) ที่มีอัตราส่วนจำนวนรอบ 1:6 โดยมีแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับขนาด 24 V จ่ายเข้าทางด้านปฐมภูมิ
หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแปลงแรงดันลง ( Step-Down Transformer)
เพื่อที่จะคำนวณหาค่า VS ดังนั้นจึงจัดสมการใหม่ ดังนี้
วันพฤหัสบดีที่ 27 สิงหาคม พ.ศ. 2552
หม้อแปลงไฟฟ้า ( Transformer)
หม้อแปลงไฟฟ้า ( Transformer)
เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เปลี่ยนระดับแรงดันให้สูงขึ้นหรือต่ำลงตามต้องการ ภายในประกอบด้วยขดลวด 2 ชุดคือ ขดลวดปฐมภูมิ ( Primary winding) และ ขดลวดทุติยภูมิ (Secondary winding) แต่สำหรับหม้อแปลงกำลัง ( Power Transformer) ขนาดใหญ่บางตัวอาจมีขดลวดที่สามเพิ่มขึ้นคือขด Tertiary winding ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าขด Primary และ Secondary และแรงดันที่แปลงออกมาจะมีค่าต่ำกว่าขด Secondary
ชนิดของหม้อแปลง
1. หม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง ( Power Transformer)
2. หม้อแปลงจำหน่าย ( Distribution Transformer)
3. หม้อแปลงสำหรับเครื่องมือวัด ( Instrument Transformer)
4. หม้อแปลงสำหรับความถี่สูง ( High frequency Transformer)
สำหรับหม้อแปลงจำหน่ายที่ใช้งานทั่วไปของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคแบ่งออกเป็น 2 ระบบคือ
1. ระบบ 1 เฟส 3 สาย มีใช้งาน 4 ขนาดคือ 10 KVA , 20 KVA , 30 KVA , 50 KVA
2. ระบบ 3 เฟส 4 สาย มีหลายขนาดได้แก่ 30, 50, 100, 160, 250, 315, 400, 500, 1000, 1250, 1500, 2500 K
หม้อแปลงที่ติดตั้งเพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าทั่วไปของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคกำหนดให้ใช้ได้ตั้งแต่ขนาด 10 KVA. 1 เฟส จนถึง 250 KVA. 3 เฟส (ยกเว้น 30 KVA. 3 เฟส) นอกเหนือจากนี้เป็นหม้อแปลงที่ติดตั้งให้ผู้ใช้ไฟเฉพาะราย
เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เปลี่ยนระดับแรงดันให้สูงขึ้นหรือต่ำลงตามต้องการ ภายในประกอบด้วยขดลวด 2 ชุดคือ ขดลวดปฐมภูมิ ( Primary winding) และ ขดลวดทุติยภูมิ (Secondary winding) แต่สำหรับหม้อแปลงกำลัง ( Power Transformer) ขนาดใหญ่บางตัวอาจมีขดลวดที่สามเพิ่มขึ้นคือขด Tertiary winding ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าขด Primary และ Secondary และแรงดันที่แปลงออกมาจะมีค่าต่ำกว่าขด Secondary
ชนิดของหม้อแปลง1. หม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง ( Power Transformer)
2. หม้อแปลงจำหน่าย ( Distribution Transformer)
3. หม้อแปลงสำหรับเครื่องมือวัด ( Instrument Transformer)
4. หม้อแปลงสำหรับความถี่สูง ( High frequency Transformer)
สำหรับหม้อแปลงจำหน่ายที่ใช้งานทั่วไปของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคแบ่งออกเป็น 2 ระบบคือ
1. ระบบ 1 เฟส 3 สาย มีใช้งาน 4 ขนาดคือ 10 KVA , 20 KVA , 30 KVA , 50 KVA
2. ระบบ 3 เฟส 4 สาย มีหลายขนาดได้แก่ 30, 50, 100, 160, 250, 315, 400, 500, 1000, 1250, 1500, 2500 K
หม้อแปลงที่ติดตั้งเพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าทั่วไปของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคกำหนดให้ใช้ได้ตั้งแต่ขนาด 10 KVA. 1 เฟส จนถึง 250 KVA. 3 เฟส (ยกเว้น 30 KVA. 3 เฟส) นอกเหนือจากนี้เป็นหม้อแปลงที่ติดตั้งให้ผู้ใช้ไฟเฉพาะราย
สมัครสมาชิก:
บทความ (Atom)
