دستگیره ای که ولتاژ را بالا و پایین می کند: ترانسفورماتورهای متغیر (واریاک)

مقدمه

یک دیمر نور برای کل نیمکت خود تصور کنید: یک صفحه کلید که ولتاژ متناوب را به آرامی از صفر تا کمی بالاتر از مقدار دیوار می کشد، بدون هیچ کلیک یا قدمی. این همان کاری است که یک ترانسفورماتور متغیر - که بیشتر با علامت تجاری Variac شناخته می شود - انجام می دهد. برای یک مبتدی این به سادگی یک "پریز دیواری قابل تنظیم" است. برای یک مهندس، این یک اتوترانسفورماتور با نسبت متغیر است: یک سیم پیچ پیوسته روی یک هسته حلقوی با یک برس کربن متحرک که هر کسری از پیچ ها را از بین می برد.

اصل و انواع

یک ترانسفورماتور معمولی دو سیم پیچ جداگانه دارد، بنابراین ورودی و خروجی از نظر الکتریکی ایزوله هستند. یک ترانسفورماتور متغیر در عوض از یک سیم پیچ به عنوان اولیه و ثانویه استفاده می کند - یعنی یک ترانسفورماتور خودکار . بخش ثابت روی یک هسته فولادی سیلیکونی حلقوی و دانه‌گرا پیچیده شده است. یک برس کشویی (کلکتور جریان) در سراسر پیچ های در معرض قرار می گیرد. از آنجایی که ولتاژ خروجی متناسب با تعداد دورهای زیر برس است، و این چرخش ها به طور مساوی فاصله دارند، موقعیت دستگیره تقریباً به صورت خطی با ولتاژ ترسیم می شود. طرح های معمولی کمتر از 1 ولت در هر نوبت اجرا می شوند، بنابراین تنظیم بسیار خوب است. یک واحد استاندارد می تواند 0% تا حدود 117% ولتاژ ورودی را تحویل دهد.

آنها به عنوان واحدهای تک فاز، جفت های باند (سری برای ولتاژ بالاتر، موازی برای جریان بیشتر)، و مجموعه های سه فاز (وای یا مثلث) برای تجهیزات تست شروع نرم و متعادل موتور عرضه می شوند.

مثال کاربردی

در آزمایشگاه، واریاک 250-0 ولت / 2 کیلو ولت آمپر، دستگاه تحت آزمایش را تغذیه می کند تا مهندس بتواند ولتاژ خط را جارو کند و رفتار را در هنگام خاموشی یا ولتاژ اضافی مشاهده کند. همین دستگاه موتورهای القایی بزرگ را به نرمی راه اندازی می کند، نور صحنه را کم می کند و - همراه با یک ترانسفورماتور باک بوست و یک موتور پله ای - یک تنظیم کننده ولتاژ AC حلقه بسته (برای آبکاری حمام، جایی که ضخامت آبکاری ولتاژ را دنبال می کند) تشکیل می دهد.

تصور غلط رایج و واقعیت جالب

تصور اشتباه: "واریاک بار را مانند یک ترانسفورماتور معمولی جدا می کند." نادرست از آنجایی که ورودی و خروجی یک سیم پیچ دارند، هیچ جداسازی گالوانیکی وجود ندارد. پتانسیل کامل شبکه می تواند در ترمینال خروجی ظاهر شود. دست زدن به آن، یا زمین زدن سمت "اشتباه"، می تواند کشنده باشد. همیشه خروجی را به صورت زنده در نظر بگیرید، و محافظت جداگانه در برابر جریان اضافی اضافه کنید.

واقعیت جالب: برس بدون ضربه زدن به کنترل مداوم می‌پردازد و راندمان به حدود 98 درصد می‌رسد - بسیار بهتر از یک رئوستات با همان درجه، که تفاوت را به عنوان گرما می‌سوزاند. نام Variac یک علامت تجاری ثبت شده (General Radio) است که اکنون مانند "ترموس" عمومی شده است.

استانداردها

برای ترانسفورماتورهای متغیر با کاربرد عمومی، IEC 61558-2-14:2022 (ایمنی ترانسفورماتورها، راکتورها، واحدهای منبع تغذیه و ترکیبات - قسمت 2-14: الزامات خاص برای ترانسفورماتورهای متغیر) همراه با استاندارد ایمنی عمومی IEC 61558-1:2017 اعمال می شود. تست استقامت درایو (کلکتور 50000 چرخه با بار نامی جابجا شد)، تست گرمایش (حداکثر خروجی به اضافه 10 درصد منبع تغذیه، دمای سیم پیچ در محدوده جدول 104 مانند 105 درجه سانتیگراد برای کلاس A، 180 درجه سانتیگراد برای کلاس H)، و علامت اجباری برای اتصال کوتاه برای طبقه بندی حفاظتی اجباری است.