Tasasuuntaajan ja muuntajan välisen eron ymmärtäminen: välttämättömät komponentit tehon muuntamisessa

Sähkötekniikan maailmassa tasasuuntaajan ja muuntajan välisen eron ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää, etenkin kaikille, jotka käsittelevät sähköpiiriä tai sähköjärjestelmiä. Vaikka ne saattavat vaikuttaa ensi silmäyksellä samanlaisilta, koska molemmat käsittelevät sähköenergiaa, niiden tarkoitukset, toiminnot ja toimintaperiaatteet ovat erillisiä. Tässä artikkelissa tutkimme molempia laitteita perusteellisesti korostaen niiden eroja, työperiaatteita ja sovelluksia.

Mikä on muuntaja?
Muuntaja on staattinen sähkölaite, jota käytetään sähköenergian siirtämiseen kahden tai useamman piirin välillä sähkömagneettisen induktion kautta. Se on suunniteltu nostamaan (asteittain) tai laskemaan (askel alaspäin) jännitteet säilyttäen samalla AC (vuorottelevan virran) signaalin taajuuden. Muuntajat toimivat pääasiassa vuorottelevan virran (AC) kanssa, ja ne perustuvat sähkömagneettisen induktion periaatteeseen.

Kuinka muuntaja toimii?
Muuntaja koostuu kolmesta pääkomponentista:

Ensisijainen kela - kela, joka vastaanottaa tulojännite (AC).

Toissijainen kela - kela, joka tuottaa lähtöjännitteen (AC).

Core - magneettinen materiaali, joka muodostaa polun virran luoman fluxille ja indusoi virran toissijaisessa kelassa.

Muuntajan takana oleva toimintaperiaate on yksinkertainen: Kun vaihtovirta virtaa vuorotellen ensisijaisen kelan läpi, se luo magneettikentän, joka vaihtelee. Tämä magneettikenttä indusoi virran toissijaisessa kelassa sähkömagneettisen induktion kautta. Primaarisen ja sekundaaristen kelojen välinen jännitelsuhde määritetään käännösuhteella - eli primaarikelan johtimien käännösten lukumäärän suhde toissijaisen kelan käännösten lukumäärään. Tämä suhde määrittelee suoraan jännitteen asennettaessa vai astuvatko.

Muuntajien sovellukset:

Sähköjakeluverkot: askel- ja askel-jännitteet.

Sähköinen eristys: eristysmuuntajat estävät korkeita jännitteitä saavuttamasta herkkiä laitteita.

Jännitesäätely elektronisissa piireissä.

Rajoitukset:

Muuntajat toimivat vain vaihtovirtavoiman kanssa. Ne eivät voi toimia tasavirran (DC) kanssa.

Ne ovat suhteellisen tilaa vieviä ja vaativat huolellista suunnittelua suurten määrien virran käsittelemiseksi.

Mikä on tasasuuntaaja?
Tasasuuntaaja on sähköinen laite, jota käytetään vaihtovirran (AC) muuntamiseen suoravirtaan (DC). Tätä prosessia kutsutaan oikaistuksi. Tasasuuntaajia käytetään tyypillisesti elektroniikan, paristojen ja tasavirtamoottorien virtalähteissä. Toisin kuin muuntajat, jotka muuttavat vain jännitetasoja muuttamatta virran suuntaa, tasasuuntaajat todella muuttavat tulovirran aaltomuotoa AC: stä tasavirtaan.

Kuinka tasasuuntaaja toimii?
Tasasuuntaajat on tyypillisesti rakennettu käyttämällä puolijohdelaitteita, kuten diodeja, joiden avulla virran voi virrata vain yhteen suuntaan. Kun tasasuuntaajalle kohdistetaan vaihtojännite, diodit käyttävät virtaa positiivisen puolisyklin ja lohkovirran aikana negatiivisen puolisyklin aikana, jolloin vain yksisuuntaisen virran (DC) sallii kulkea läpi.

Tasasuuntaajia on kahta päätyyppiä:

Puoliaallon tasasuuntaaja-käyttää yhtä diodia ja antaa virran kulkea vain puolet AC-aaltomuodosta (positiivinen tai negatiivinen). Tämä menetelmä on tehoton, koska se johtaa paljon hukkaantuneeseen energiaan ja sykkivään DC -lähtöön.

Täysiallon tasasuuntaaja-käyttää kahta tai neljää diodia (konfiguraatiosta riippuen), jotta virran voi virrata sekä AC-aaltomuodon positiivisten että negatiivisten puolisyklien aikana. Tämä menetelmä on tehokkaampi ja tarjoaa tasaisemman DC -lähtö.

Korjausprosessin jälkeen lähtö on sykkivä tasavirtasignaali, joka voidaan edelleen tasoittaa käyttämällä suodattimia (kondensaattorit, induktorit) tasaisen tasavirtalähtöjen tuottamiseksi.

Tasasuuntajien sovellukset:

Sähkölaitteiden, tietokoneiden ja televisioiden virtalähteet.

DC -moottoriajoneuvot.

Akun lataus.

Elektropanoiva.

Rajoitukset:

Sasasasuuntaajat työskentelevät vain vaihtovirtasyöttöön.

Lähtö on tasavirta, mutta voi silti olla sykkivää, ellei vielä suodatettu.