זרם של שנאי: ראשי מול שניוני + נוסחאות

זרם של שנאי: מדריך מעשי (עם נוסחאות ודוגמאות אמיתיות-עולמיות)

אם אי פעם נאלצתם להתאים כבל בגודל, להגדיר ממסר הגנה, או להבין מדוע מפסק ממשיך להכשיל, אתם כבר יודעים שלהשיג את הזרם של השנאי זה סוג של עניין גדול.

במילים פשוטות, זרם השנאי הוא זרימת החשמל הנעה דרך הפיתולים. אבל זה לא תמיד דבר יציב. תלוי מה קורה, יכול להיות שאתה מתמודד עםזרם עומס רגיל, זרזיף של זרם חסר-עומס, או גל-המתכווץ הפתאומי של זרם הכניסה כאשר אתה מפעיל את הדבר הראשון.

בואו נבין דבר אחד מיד:שנאי לא יוצר זרם.זה רק מתווך, מעביר כוח בין מעגלים באמצעותאינדוקציה אלקטרומגנטית. כמה זרם זורם בפועל תלוי בכמה חלקים נעים: המתח, קיבולת השנאי (kVA), העומס שיש לך תלוי ממנו, גורם ההספק ואפילו היעילות של השנאי עצמו.

אם אתה מהנדס, חשמלאי או טכנאי תחזוקה, החומר הזה חשוב. מַדוּעַ? כי אתה צריך את זה בשביל לשנות גודל של שנאים, לבחור את הכבלים הנכונים, לתכנן תוכניות הגנה ו-בוא נהיה כנים-לפתרון בעיות כשהדברים הולכים הצידה.

במדריך זה, אנו הולכים לעבורזרם ראשי ומשני, יחס הזרם, זרם ללא עומס-, זרם נקוב וזרם הכניסה המציק הזה. וכן, נזרוק כמה דוגמאות חישוב מעשיות כדי שזה באמת יהיה הגיוני.

לכל שנאי שני פיתולים עיקריים:הראשי (מחובר למקור החשמל שלך) והמשני (מחובר לעומס שלך).

זרם ראשי (Ip)הוא הזרם הנלקח מההיצע.

זרם משני (Is)הוא הזרם הנמסר לעומס.

הנה כלל האצבע: ככל שהשנאי גדול יותר (kVA גבוה יותר), כך הוא יכול לחלק יותר זרם. שנאים קטנים יותר? הם נועדו לעבודה קלה יותר.

עבור שנאי אידיאלי (תיאורטי, ללא הפסדים), הספק הכניסה שווה להספק המוצא:

אֵיפֹה:

V_p​= מתח ראשי

V_s= מתח משני

I_p​=זרם ראשי

I_s​=זרם משני

זו הסיבה שאשלב-שנאי למטהמוריד את המתח אבל מגביר את הזרם. ההספק נשאר בערך זהה, אבל המתח-החלפה-נוכחית אמיתית.

הקשר בין זרם ראשוני למשני מסתכם ביחס הסיבובים. מכיוון שהמתח תלוי במספר הסיבובים בכל פיתול:

ומכיוון שהכוח נשמר (שוב, בעולם אידיאלי):

מה שאומר גם:

באנגלית פשוטה: זרם נע בכיוון ההפוך למתח. אם תורידו את המתח מ-11 קילו וולט ל-400 וולט, מוטב שתאמין שהזרם המשני יהיה גבוה משמעותית מהזרם הראשי.

דוגמה: חישוב זרם ראשוני

נניח שיש לנו שנאי עם:

מתח ראשוני: 10,000 וולט

מתח משני: 400V

זרם משני: 500 A

הזרם העיקרי יהיה:

אז, אתה לוחץ500 A בצד המתח הנמוך-, אבל רק מושך20 A מצד המתח הגבוה-. בשנאי-בעולם האמיתי, המספרים האלה משתנים מעט עקב הפסדי ליבה, הפסדי נחושת ושטף דליפה-כך שהספק המבוא תמיד גבוה מעט מהפלט.

טעות נפוצה: "אם אין עומס, השנאי לא עושה כלום".

טָעוּת. זה עדיין שואב כמות קטנה של זרם. זה נקרא הזרם ללא-טעינה(או זרם מרגש/ממגנט). אפילו כשהמשני פתוח, הראשוני צריך מעט מיץ כדי לשמור על השטף המגנטי בליבה. חלק מהזרם הזה יוצר את השדה המגנטי, והשאר מכסה הפסדי ליבה כתוצאה מהיסטרזיס וזרמי מערבולת.

זרם ללא עומס-זה הוא בדרך כלל חלק קטן מהזרם המדורג. בשנאים גדולים יותר-מעוצבים יותר, זה אפילו נמוך יותר הודות לחומרים מגנטיים משופרים ולבנייה.

כאשר אתה מחבר עומס לצד המשני, הזרם המשני גדל בהתבסס על דרישת ההספק של אותו עומס.

קח מנוע תעשייתי, למשל. הזרם שהוא שואב תלוי בודירוג הספק, מתח ומקדם הספק. אתה יכול להעריך את זרם העומס באמצעות:

אֵיפֹה:

P=כוח עומס

V=מתח

PF=מקדם הספק

ככל שהעומס המשני גדל, הצד הראשי שואב אוטומטית יותר זרם כדי להתאים. זה נקרא לעתים קרובותזרם משתקף, מכיוון שדרישת העומס המשני "משתקפת" בחזרה לראשוני באמצעות אינדוקציה אלקטרומגנטית.

הזרם מדורגהוא הזרם רציף מקסימלישנאי יכול לשאת בבטחה במתח המדורג ובקיבולת ה-kVA שלו. בדרך כלל תמצא את זה ב-לוחית שםאו לחשב את זה מהדירוג.

לדעת אתזרם עומס מלאהוא קריטי כאשר אתה בוחר מפסקים, כבלים, פסי פס או התקני הגנה. הפעל שנאי מעל הזרם הנקוב שלו במשך זמן רב מדי, ותקבל חימום יתר, הזדקנות בידוד מהירה יותר ותוחלת חיים קצרה יותר.

זו אחת המשימות הנפוצות ביותר שתתקלו בה-המרת kVA לאמפר. הנה איך זה נעשה.

שנאי- חד פאזי

דוגמה 1: 5 kVA יחיד-שנאי
ב-230 V:

אז, זרם הטעינה המלא-המשנית הוא בערך 21.7 A.

שנאי תלת-פאזי

כאשר VLLVLL​ הוא מתח הקו-ל-קו.

דוגמה 2: 50 kVA תלת-שנאי
ב-400 V:

אז, זרם העומס המלא- הוא בערך 72.2 A.

דוגמה 3: חשב זרם ראשוני מזרם משני

נָתוּן:

מתח ראשוני: 11 קילו וולט

מתח משני: 415 וולט

זרם משני: 1000 A

באמצעות היחס הנוכחי:

זרם ראשוני יוצא בערך 37.7 A.

זרם פריצהזה הזינוק הפתאומי והזמני שאתה מקבל כשאתה מפעיל שנאי לראשונה. זה לא נמשך זמן רב, אבל זה יכול להיות גבוה פי כמה מהזרם המדורג-והוא יכול לזרוע הרס במערכות ההגנה.

למה זה קורה? כאשר מתח מופעל לראשונה, השטף המגנטי בליבה יכול לעלות על רמות נורמליות, במיוחד אם יש שאריות מגנטיות מהפעם האחרונה שבה היא פעלה.

כדי להימנע מכאבי ראש אלו, המהנדסים מקדישים תשומת לב רבה לבחירת מפסק,-עקומות זרם של זמן, טכניקות מיתוג מבוקרות וממסר הגנההגדרות.

שניהם מגנטיים בטבעם, אבל הם לא אותו הדבר:

האם שנאי שואב זרם ללא עומס?
כֵּן. זה זרם ללא עומס-שדיברנו עליו-הוא צריך אותו כדי לשמור על שטף ולכסות הפסדי ליבה.

איך מחשבים זרם ראשוני ומשני?
השתמש בנוסחאות kVA והמתח שלמעלה. ותזכור את הקשר:

מדוע הזרם הראשוני נמוך כאשר המשני פתוח?
כי אין עומס שדורש כוח. הראשונית מספקת רק את הזרם הממגנט הקטן ואת הפסדי הליבה.

האם שנאי יכול למשוך יותר מזרם נקוב?
כן, אבל בדרך כלל רק לזמן קצר. עומסי יתר זמניים עשויים להיות בסדר בהתאם לתכנון, אך עומס יתר מתמשך הוא מסלול מהיר לכשל בידוד ולקיצור חיים.

זרמים ראשוניים ומשניים נעים בכיוונים מנוגדים ביחס למתח.

היחס הנוכחי עוקב אחר יחס הסיבובים.

גם ללא עומס, שנאי שואב קצת זרם.

אתה יכול לחשב זרם נקוב מ-kVA ומתח.

הנוסחאות הגדולות שכדאי לזכור:

חד-שלבי:

תלת-שלבי:

זרם כניסת זרם הוא זמני אך יש לקחת בחשבון בתכנון ההגנה.

קבלת תחושה מוצקה לזרם של שנאי אינה רק אקדמית-זה עוזר לך לבחור את ההילוך הנכון, לשמור על אמינות מערכות ולאתר בעיות לפני שהן הופכות לכשלים יקרים.

צור קשר עכשיו