เกี่ยวกับหม้อแปลงไฟฟ้า คุณต้องมีความรู้ความเข้าใจในประเด็นสำคัญๆ เหล่านี้ให้เชี่ยวชาญ!

2. หม้อแปลงไฟฟ้าแปลงแรงดันไฟฟ้าได้อย่างไร?

หม้อแปลงไฟฟ้าผลิตขึ้นโดยอาศัยหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ประกอบด้วยแกนเหล็กที่วางซ้อนด้วยแผ่นเหล็กซิลิคอน (หรือแผ่นเหล็กซิลิคอน) และขดลวดสองชุดพันรอบแกนเหล็ก แกนเหล็กและขดลวดถูกหุ้มฉนวนแยกจากกันโดยไม่มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าใดๆ

ขดลวดที่เชื่อมต่อหม้อแปลงกับด้านแหล่งจ่ายไฟเรียกว่าขดลวดปฐมภูมิ (หรือด้านปฐมภูมิ) และขดลวดที่เชื่อมต่อหม้อแปลงกับอุปกรณ์ไฟฟ้าเรียกว่าขดลวดทุติยภูมิ (หรือด้านทุติยภูมิ) เมื่อขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟกระแสสลับ จะเกิดการเปลี่ยนแปลงของเส้นแรงแม่เหล็กในแกนเหล็ก

เนื่องจากขดลวดทุติยภูมิพันอยู่บนแกนเหล็กเดียวกัน แรงแม่เหล็กจึงตัดกับขดลวดทุติยภูมิ ทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นในขดลวดทุติยภูมิ ส่งผลให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่ปลายทั้งสองข้างของขดลวด เนื่องจากเส้นแรงแม่เหล็กเป็นแนวสลับ แรงดันไฟฟ้าของขดลวดทุติยภูมิจึงเป็นแนวสลับเช่นกัน และความถี่จะเท่ากับความถี่ของไฟหลักพอดี

ตามทฤษฎีแล้ว อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้ามีความสัมพันธ์กับอัตราส่วนจำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ ซึ่งสามารถแสดงได้ด้วยสูตรต่อไปนี้: แรงดันไฟฟ้าขดลวดปฐมภูมิ/แรงดันไฟฟ้าขดลวดทุติยภูมิ = จำนวนรอบขดลวดปฐมภูมิ/จำนวนรอบขดลวดทุติยภูมิ กล่าวคือ ยิ่งจำนวนรอบมาก แรงดันไฟฟ้าก็จะยิ่งสูง ดังนั้นจะเห็นได้ว่า หากจำนวนรอบขดลวดทุติยภูมิน้อยกว่าขดลวดปฐมภูมิ จะเป็นหม้อแปลงลดแรงดัน ในทางตรงกันข้าม จะเป็นหม้อแปลงเพิ่มแรงดัน

3. หม้อแปลงไฟฟ้ามีกี่ประเภท?

(1) ตามจำนวนเฟส หม้อแปลงไฟฟ้ามีทั้งแบบเฟสเดียวและแบบสามเฟส

(2) ตามวัตถุประสงค์ มีหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังพิเศษ หม้อแปลงปรับแรงดัน หม้อแปลงวัด (หม้อแปลงแรงดัน หม้อแปลงกระแส) หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังขนาดเล็ก (สำหรับอุปกรณ์กำลังต่ำ) และหม้อแปลงเพื่อความปลอดภัย

(3) ตามโครงสร้าง มีสองประเภทคือ ประเภทแกนและประเภทเปลือก ขดลวดมีทั้งแบบพันสองรอบและแบบพันหลายรอบ หม้อแปลงอัตโนมัติ

(4) ตามวิธีการระบายความร้อน มีทั้งแบบแช่น้ำมันและแบบระบายความร้อนด้วยอากาศ

4. หม้อแปลงไฟฟ้ามีส่วนประกอบอะไรบ้าง?

ส่วนประกอบของหม้อแปลงไฟฟ้าส่วนใหญ่ประกอบด้วยแกนเหล็กและขดลวด รวมถึงถังน้ำมัน หมอนรองน้ำมัน ปลอกฉนวน และหัวต่อสายไฟ

5. น้ำมันหม้อแปลงไฟฟ้ามีประโยชน์อย่างไร?

(1) ผลของฉนวน

(2) การระบายความร้อน

(3) กำจัดผลของส่วนโค้ง

6. ออโตทรานฟอร์เมอร์คืออะไร?

หม้อแปลงอัตโนมัติมีขดลวดเพียงชุดเดียว โดยขดลวดทุติยภูมิจะต่อจากขดลวดปฐมภูมิ นอกจากการส่งผ่านแรงเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าแล้ว ขดลวดทุติยภูมิยังส่งผ่านกระแสไฟฟ้าด้วย หม้อแปลงชนิดนี้มีแผ่นเหล็กซิลิคอนและสายทองแดงมากกว่าหม้อแปลงทั่วไป มักใช้สำหรับปรับแรงดันไฟฟ้า

7. จะปรับตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าอย่างไร?

โครงสร้างของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้านั้นเหมือนกับของหม้อแปลงอัตโนมัติ แต่แกนเหล็กถูกทำเป็นขดลวดรูปวงแหวนและพันรอบแกนเหล็กรูปวงแหวนนั้น

วงจรต่อขดลวดทุติยภูมิใช้หน้าสัมผัสแบบแปรงที่เลื่อนได้ เพื่อให้หน้าสัมผัสเลื่อนไปตามพื้นผิวขดลวดเป็นวงแหวน ทำให้สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าได้อย่างราบรื่น

8. ความสัมพันธ์ระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าในปัจจุบันเป็นอย่างไร?

เมื่อหม้อแปลงทำงานโดยมีโหลด การเปลี่ยนแปลงของกระแสในขดลวดทุติยภูมิจะทำให้กระแสในขดลวดปฐมภูมิเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย ตามหลักการสมดุลศักย์แม่เหล็ก กระแสในขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิจะแปรผกผันกับจำนวนรอบของขดลวด ด้านที่มีจำนวนรอบมากกว่าจะมีกระแสน้อยกว่า และด้านที่มีจำนวนรอบน้อยกว่าจะมีกระแสมากกว่า

สามารถแสดงได้ด้วยสูตรต่อไปนี้: กระแสขดลวดปฐมภูมิ/กระแสขดลวดทุติยภูมิ = จำนวนรอบขดลวดทุติยภูมิ/จำนวนรอบขดลวดปฐมภูมิ

9. อัตราการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าของหม้อแปลงไฟฟ้าคือเท่าไร?

อัตราการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเป็นหนึ่งในตัวชี้วัดประสิทธิภาพหลักของหม้อแปลงไฟฟ้า เมื่อหม้อแปลงจ่ายพลังงานให้กับโหลด แรงดันไฟฟ้าที่ปลายโหลดของหม้อแปลงจะลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ให้เปรียบเทียบค่าแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงกับค่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด และคำนวณเป็นเปอร์เซ็นต์ นั่นคือ อัตราการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า

สามารถแสดงได้ด้วยสูตร: อัตราการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า = [(แรงดันไฟฟ้าพิกัดด้านรอง - แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วโหลด) / แรงดันไฟฟ้าพิกัดด้านรอง] × 100% เมื่อหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังปกติเชื่อมต่อกับโหลดพิกัด อัตราการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าจะอยู่ที่ 4 ถึง 6%

10. จะมั่นใจได้อย่างไรว่าหม้อแปลงไฟฟ้ามีแรงดันไฟฟ้าขาออกตามพิกัดที่กำหนด?

แรงดันไฟฟ้าที่สูงหรือต่ำเกินไปจะส่งผลต่อการทำงานปกติและอายุการใช้งานของหม้อแปลง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องปรับแรงดันไฟฟ้า

วิธีการปรับแรงดันไฟฟ้าคือการต่อสายแท็ปหลายเส้นออกจากขดลวดปฐมภูมิแล้วเชื่อมต่อเข้ากับหัวแท็ป หัวแท็ปจะเปลี่ยนจำนวนรอบของขดลวดโดยการหมุนหน้าสัมผัส ตราบใดที่ตำแหน่งของตัวเปลี่ยนแท็ปถูกหมุน ก็จะสามารถปรับแรงดันไฟฟ้าให้ได้ตามค่าที่ต้องการ ควรสังเกตว่าโดยปกติแล้วการปรับแรงดันไฟฟ้าควรทำหลังจากตัดโหลดที่เชื่อมต่อกับหม้อแปลงแล้ว

11. หม้อแปลงไฟฟ้าขนาดเล็กที่ใช้กันทั่วไปมีอะไรบ้าง และใช้ในงานประเภทใดบ้าง?

หม้อแปลงขนาดเล็ก หมายถึง หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียวที่มีกำลังการผลิตน้อยกว่า 1 กิโลโวลต์แอมป์ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าสำหรับควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และหม้อแปลงไฟฟ้าสำหรับไฟส่องสว่างเพื่อความปลอดภัย

12. หม้อแปลงไฟฟ้าสูญเสียพลังงานเท่าใดในระหว่างการใช้งาน และจะลดการสูญเสียพลังงานได้อย่างไร?

การสูญเสียในการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้านั้นประกอบด้วยสองส่วน:

(1) เกิดจากแกนเหล็ก เมื่อขดลวดได้รับพลังงาน เนื่องจากเส้นสนามแม่เหล็กสลับกัน กระแสไหลวนและการสูญเสียฮิสเทอรีซิสในแกนเหล็กจึงเกิดขึ้น ซึ่งเรียกรวมกันว่าการสูญเสียเหล็ก

(2) เกิดจากความต้านทานของขดลวดเอง เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง จะเกิดการสูญเสียพลังงานขึ้น และการสูญเสียนี้เรียกว่าการสูญเสียทองแดง

ผลรวมของการสูญเสียในแกนเหล็กและการสูญเสียในแกนทองแดงคือการสูญเสียในหม้อแปลงไฟฟ้า และการสูญเสียเหล่านี้เกี่ยวข้องกับกำลังไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า และการใช้งานของอุปกรณ์ ดังนั้น เมื่อเลือกหม้อแปลงไฟฟ้า ควรเลือกขนาดกำลังไฟฟ้าให้สอดคล้องกับการใช้งานจริงให้มากที่สุด เพื่อเพิ่มอัตราการใช้งานของอุปกรณ์ และควรระมัดระวังอย่าใช้งานหม้อแปลงไฟฟ้าขณะรับภาระน้อยเกินไป

13. ป้ายชื่อของหม้อแปลงไฟฟ้าคืออะไร? ข้อมูลทางเทคนิคหลักที่ระบุบนป้ายชื่อมีอะไรบ้าง?

แผ่นป้ายชื่อของหม้อแปลงไฟฟ้าระบุถึงสมรรถนะ ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค และโอกาสในการใช้งานของหม้อแปลงไฟฟ้า และใช้เพื่อช่วยให้ผู้ใช้เลือกได้อย่างเหมาะสม โดยปกติแล้ว ข้อมูลทางเทคนิคหลักที่ควรให้ความสนใจ ได้แก่:

(1) KVA ของความจุที่กำหนด นั่นคือ ความจุเอาต์พุตของหม้อแปลงในสถานะที่กำหนด เช่น ความจุที่กำหนดของหม้อแปลงเฟสเดียว = U สาย × I สาย; ความจุของหม้อแปลงสามเฟส = U สาย × I สาย

(2) แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดเป็นโวลต์ แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของขดลวดปฐมภูมิและแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของขดลวดทุติยภูมิ (เมื่อไม่ได้เชื่อมต่อกับโหลด) จะถูกทำเครื่องหมายไว้ตามลำดับ โปรดทราบว่าแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของหม้อแปลงสามเฟสหมายถึงค่าแรงดันไฟฟ้าสาย U

(3) กระแสไฟฟ้าพิกัด หมายถึง กระแสไฟฟ้า I line ที่อนุญาตให้ไหลผ่านขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิเป็นเวลานานภายใต้เงื่อนไขของความจุพิกัดและการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่อนุญาต

(4) อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้า หมายถึง อัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของขดลวดปฐมภูมิต่อแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของขดลวดทุติยภูมิ

(5) วิธีการเดินสาย หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียวมีขดลวดแรงดันสูงและแรงดันต่ำเพียงชุดเดียว ซึ่งใช้ได้เฉพาะกับเฟสเดียวเท่านั้น ในขณะที่หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟสมีแบบ Y/△ นอกจากข้อมูลทางเทคนิคข้างต้นแล้ว ยังมีความถี่พิกัดของหม้อแปลง จำนวนเฟส อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น เปอร์เซ็นต์ความต้านทานของหม้อแปลง เป็นต้น

14. วิธีเลือกหม้อแปลงไฟฟ้า? จะกำหนดขนาดกำลังไฟฟ้าที่เหมาะสมของหม้อแปลงไฟฟ้าได้อย่างไร?

ก่อนอื่น จำเป็นต้องตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟในพื้นที่ที่ใช้ไฟฟ้า ปริมาณการใช้ไฟฟ้าจริงของผู้ใช้ และสภาพแวดล้อมของสถานที่นั้นเสียก่อน จากนั้นจึงเลือกหม้อแปลงไฟฟ้าทีละตัวตามข้อมูลทางเทคนิคที่ระบุไว้บนแผ่นป้ายชื่อหม้อแปลง โดยทั่วไปแล้ว ควรพิจารณาถึงกำลังไฟฟ้า แรงดัน กระแส และสภาพแวดล้อมของหม้อแปลงอย่างรอบด้าน โดยควรเลือกกำลังไฟฟ้าให้เหมาะสมกับปริมาณการใช้งาน ลักษณะ และระยะเวลาการใช้งานของอุปกรณ์ไฟฟ้าของผู้ใช้ เพื่อกำหนดปริมาณการใช้ไฟฟ้าที่ต้องการ

ในระหว่างการใช้งานปกติ กำลังไฟฟ้าที่หม้อแปลงใช้ควรอยู่ที่ประมาณ 75-90% ของกำลังไฟฟ้าพิกัดของหม้อแปลง หากวัดได้ว่ากำลังไฟฟ้าที่ใช้จริงของหม้อแปลงต่ำกว่า 50% ควรเปลี่ยนหม้อแปลงขนาดเล็ก หากกำลังไฟฟ้าพิกัดของหม้อแปลงสูงกว่ากำลังไฟฟ้าพิกัดของหม้อแปลงขนาดใหญ่ ควรเปลี่ยนหม้อแปลงขนาดใหญ่ทันที

ในขณะเดียวกัน เมื่อเลือกหม้อแปลงไฟฟ้า ค่าแรงดันของขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงจะถูกกำหนดตามแหล่งจ่ายไฟหลัก และค่าแรงดันของขดลวดทุติยภูมิจะถูกเลือกตามอุปกรณ์ไฟฟ้า ควรเลือกแหล่งจ่ายไฟสามเฟสสี่สายแรงดันต่ำ ซึ่งสามารถจ่ายไฟและไฟส่องสว่างได้พร้อมกัน

ในการเลือกกระแสไฟฟ้า ควรคำนึงว่าโหลดจะต้องสามารถตอบสนองความต้องการของมอเตอร์ได้เมื่อมอเตอร์เริ่มทำงาน (เนื่องจากกระแสเริ่มต้นของมอเตอร์จะมากกว่ากระแสขณะทำงานปกติ 4 ถึง 7 เท่า)

15. เหตุใดหม้อแปลงไฟฟ้าจึงไม่สามารถใช้งานเกินกำลังได้?

การทำงานเกินกำลัง หมายถึง การทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าที่เกินค่ากระแสที่ระบุไว้บนแผ่นป้ายชื่อ

การโอเวอร์โหลดแบ่งออกเป็นโอเวอร์โหลดปกติและการโอเวอร์โหลดโดยอุบัติเหตุ แบบปกติหมายถึงการเพิ่มขึ้นของการใช้พลังงานของผู้ใช้ภายใต้สภาวะการจ่ายไฟปกติ ซึ่งมักจะทำให้หม้อแปลงมีอุณหภูมิสูงขึ้น ส่งเสริมการเสื่อมสภาพของฉนวนหม้อแปลง และลดอายุการใช้งาน ดังนั้นจึงไม่อนุญาตให้ใช้งานหม้อแปลงเกินกำลัง

ในกรณีพิเศษ การทำงานเกินกำลังของหม้อแปลงไฟฟ้าในช่วงเวลาสั้นๆ จะต้องไม่เกิน 30% ของกำลังไฟฟ้าที่กำหนด (ในฤดูหนาว) และจะต้องไม่เกิน 15% ในฤดูร้อน

16. ในระหว่างการใช้งาน หม้อแปลงไฟฟ้าควรทำการทดสอบประเภทใดบ้าง?

เพื่อให้มั่นใจว่าหม้อแปลงไฟฟ้าทำงานได้อย่างปกติ ควรทำการทดสอบต่อไปนี้เป็นประจำ:

(1) การทดสอบอุณหภูมิ อุณหภูมิมีความสำคัญมากต่อสถานะการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า ระเบียบกำหนดว่าอุณหภูมิน้ำมันด้านบนไม่ควรเกิน 85 องศาเซลเซียส (กล่าวคือ อุณหภูมิเพิ่มขึ้นไม่เกิน 55 องศาเซลเซียส) โดยทั่วไป หม้อแปลงไฟฟ้าจะติดตั้งอุปกรณ์วัดอุณหภูมิพิเศษ

(2) การวัดโหลด เพื่อปรับปรุงอัตราการใช้ไฟฟ้าของหม้อแปลงและลดการสูญเสียพลังงานไฟฟ้า ในการใช้งานหม้อแปลง จำเป็นต้องกำหนดกำลังไฟฟ้าที่หม้อแปลงสามารถรับได้จริง การวัดมักจะดำเนินการในช่วงเวลาที่มีการใช้ไฟฟ้าสูงสุดในแต่ละฤดูกาล และใช้แอมมิเตอร์แบบหนีบเพื่อวัดโดยตรง ค่ากระแสควรอยู่ที่ 70% ถึง 80% ของกระแสพิกัดของหม้อแปลง หากเกินกว่านี้ แสดงว่ามีการโอเวอร์โหลดและควรปรับทันที

(3) การวัดแรงดันไฟฟ้า ข้อกำหนดระบุว่าช่วงการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าควรอยู่ภายใน ±5% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด หากเกินช่วงนี้ ควรใช้แท็ปเพื่อปรับแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ภายในช่วงที่กำหนด โดยทั่วไปจะใช้โวลต์มิเตอร์ในการวัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของขดลวดทุติยภูมิและแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของผู้ใช้ปลายทางตามลำดับ

(4) การวัดความต้านทานฉนวน เพื่อรักษาหม้อแปลงให้อยู่ในสภาพการทำงานปกติ จำเป็นต้องทำการวัดความต้านทานฉนวนเพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพของฉนวนและอุบัติเหตุ เมื่อทำการวัด ให้พยายามหยุดการทำงานของหม้อแปลง และใช้เครื่องเขย่าเพื่อวัดค่าความต้านทานฉนวนของหม้อแปลง ค่าความต้านทานที่วัดได้ต้องไม่ต่ำกว่า 70% ของค่าที่วัดได้ก่อนหน้านี้ เมื่อเลือกใช้เครื่องเขย่า ขดลวดแรงดันต่ำสามารถใช้ระดับแรงดัน 500 โวลต์ได้