Kur ndodh rryma hyrëse magnetizuese në transformatorë?

Kushtet e magnetizimit të hyrjes ndodhin gjithashtu në një frekuencë shumë më të lartë se qarqet e shkurtra, kështu që ky fenomen ia vlen të eksplorohet.

Konsideroni se çfarë ndodh kur fillimisht e aktivizoni një transformator njëfazor. Fluksi magnetik në bërthamë është i barabartë me integralin e tensionit të ngacmimit.

Nëse qarku mbyllet kur tensioni kalon nëpër zero dhe fluksi fillestar është zero, fluksi sinusoidal do të zhvendoset plotësisht nga zero. Vlera maksimale e fluksit të zhvendosjes së plotë është dyfishi i vlerës maksimale të fluksit të valës sintetike sinusoidale. Me fjalë të tjera, fluksi maksimal i valës së zhvendosjes së plotë mund të jetë pothuajse dyfishi i fluksit normal të maksimumit, i cili zakonisht është i mjaftueshëm për ta çuar bërthamën në ngopje.

Në këtë pikë, e vetmja gjë që kufizon rrymën magnetizuese është impedanca ajër-bërthamë e mbështjelljes, e cila është shumë më e vogël se impedanca normale magnetizuese.

Prandaj, gjatë gjysmës së ciklit të ngopjes së bërthamës, rryma e fushës është shumë më e madhe se rryma normale e fushës. Gjatë gjysmës së kundërt të ciklit, bërthama nuk është më e ngopur dhe rryma e fushës është afërsisht e barabartë me rrymën normale të fushës.

Situata është edhe më ekstreme kur ka fluks të mbetur në bërthamë dhe drejtimi i fluksit të mbetur është i njëjtë me drejtimin e zhvendosjes së valës së fluksit sinusoidal. Siç tregohet në Figurën 2 më poshtë. Vini re se Figurat 1 dhe 2 janë paraqitur në shkallë të ndryshme të rrymës, kështu që rryma maksimale e paraqitur në Figurën 2 është në të vërtetë shumë më e madhe se rryma maksimale e paraqitur në Figurën 1.

02 Vlera maksimale e rritjes së ngacmimit

Për të gjetur rrymën maksimale të mbingarkesës të kufizuar vetëm nga reaktansa e bërthamës së ajrit, është e përshtatshme të llogaritet induktanca e mbështjelljes duke përdorur njësitë cgs:

këtu:

N – numri i kthesave të spirales

Amt – Sipërfaqja brenda diametrit mesatar të spirales, cm2

l – gjatësia aksiale e spirales, cm

L – induktanca e spirales, μH

Fluksi i prodhuar nga induktori φL është i barabartë me fluksin mbetës plus 2 herë ndryshimin normal të fluksit minus fluksin e ngopjes, meqenëse fluksi i ngopjes është në hekur. Por φL lidhet me induktancën dhe rrymën:

Prandaj, rryma maksimale e hyrjes shprehet në sistemin e njësive cgs si më poshtë:

këtu:

Ipeak në amper dhe

φr – fluksi i mbetur

φn – ndryshimi normal i fluksit magnetik

φs – fluksi i ngopjes

Nëse nuk do të kishte rezistorë në qark, çdo kulm i njëpasnjëshëm do të kishte të njëjtën vlerë dhe hyrja e rrymës do të vazhdonte pafundësisht. Megjithatë, në prani të rezistencës në qark, rënia e tensionit në rezistencë do të jetë e madhe dhe rritja e fluksit nuk ka pse të jetë aq e lartë sa cikli i mëparshëm.

Integrali i rënies së tensionit përfaqëson zvogëlimin neto të fluksit magnetik të nevojshëm për të mbështetur tensionin e aplikuar. Meqenëse rënia e tensionit i×R është gjithmonë në të njëjtin drejtim, çdo cikël zvogëlon fluksin magnetik të kërkuar. Kur vlera maksimale e fluksit magnetik bie nën vlerën e ngopjes së bërthamës, rryma hyrëse zhduket. Shkalla e zbërthimit nuk është eksponenciale, megjithëse është e ngjashme me një rrymë zbërthimi eksponenciale.

e rëndësishme! Me transformatorë të mëdhenj të fuqisë, rryma hyrëse mund të zgjasë për disa sekonda përpara se të zhduket përfundimisht.

Reaktansa e linjës ka efektin e reduktimit të rrymës maksimale të hyrjes duke shtuar thjesht induktancën në induktancën e bërthamës së ajrit të mbështjelljes. Ekziston një marrëdhënie e përcaktuar midis rrymës së hyrjes dhe rrymës së qarkut të shkurtër, pasi të dyja lidhen me induktancën e bërthamës së ajrit të mbështjelljes.

Mbani mend se qarqet e shkurtra kanë tendencë ta shtyjnë fluksin jashtë bërthamës.

Rregull praktik! Në përgjithësi, rregulli praktik është që rryma maksimale e magnetizimit të hyrjes është pak mbi 90% të rrymës maksimale të qarkut të shkurtër. Megjithatë, forca magnetike e shkaktuar nga rryma maksimale e magnetizimit të hyrjes është zakonisht shumë më e vogël se forca e qarkut të shkurtër. Meqenëse çdo fazë përmban vetëm një dredhje, nuk ka shtytje magnetike midis dredhjeve.

I gjithë problemi i analizimit të rrymave hyrëse magnetizuese bëhet më i vështirë kur përfshihen transformatorë trefazorë. Kjo ndodh sepse këndet e fazës së tensioneve të ngacmimit janë 120° larg njëri-tjetrit, ekziston një bashkëveprim i rrymës dhe tensionit midis fazave dhe tre polet e pajisjes së ndërrimit nuk janë të mbyllura saktësisht në të njëjtën kohë.

Megjithatë, mund të thuhet me siguri se rryma maksimale e hyrjes së një transformatori trefazor është afër nivelit të rrymës së qarkut të shkurtër.

Një nga karakteristikat interesante të rrymave hyrëse magnetizuese është se ekziston një pjesë e madhe e harmonikave çift sepse rrymat anulohen plotësisht. Harmonikat çift gjithashtu hasen rrallë në qarqet e energjisë.

03 Rrjedha e empatisë

Ekziston gjithashtu një fenomen i njohur si "sulm simpatik", në të cilin një transformator i mëhershëm i energjizuar shfaq një ndryshim të menjëhershëm të rrymës kur një transformator aty pranë ndizet. Rritja simpatike shkaktohet nga ndryshimi i tensionit të linjës i shkaktuar nga rryma e sulmit të transformatorit të dytë.