Gerilimi Artırıp Azaltan Düğme: Değişken Transformatörler (Variac)

giriiş

Tüm tezgahınız için bir ışık kısıcı hayal edin: AC voltajını hiçbir tıklama veya adım olmadan sıfırdan duvar değerinin biraz üstüne kadar yumuşak bir şekilde kaydıran tek bir kadran. Variac ticari markasıyla daha iyi bilinen değişken transformatörün yaptığı da budur. Yeni başlayanlar için bu sadece "ayarlanabilir bir duvar prizidir". Bir mühendis için bu , değişken oranlı bir ototransformatördür : dönüşlerin herhangi bir kısmını kesen hareketli bir karbon fırça ile toroidal bir çekirdek üzerinde sürekli bir sargı.

Prensip ve Türleri

Normal bir transformatörün iki ayrı sargısı vardır, dolayısıyla giriş ve çıkış elektriksel olarak yalıtılmıştır. Değişken bir transformatör bunun yerine hem birincil hem de ikincil olarak tek bir sargı kullanır; yani bir ototransformatör . Sabit kısım toroidal, tanecikli silikon çelik bir çekirdek üzerine sarılmıştır; kayan bir fırça (akım toplayıcı) açıkta kalan dönüşler boyunca ilerler. Çıkış voltajı fırçanın altındaki dönüş sayısıyla orantılı olduğundan ve bu dönüşler eşit aralıklı olduğundan, düğme konumu neredeyse doğrusal olarak voltajla eşleşir. Tipik tasarımlar tur başına 1 V'un altında çalışır, dolayısıyla ayarlama çok hassastır; standart bir ünite giriş voltajının %0 ila yaklaşık %117'sini sağlayabilir.

Motor yumuşak başlatma ve dengeli test kaynakları için tek fazlı tezgah üniteleri, birleştirilmiş çiftler (daha yüksek voltaj için seri, daha yüksek akım için paralel) ve üç fazlı düzenekler (y veya delta) olarak gelirler.

Uygulama Örneği

Laboratuvarda, 0–250 V / 2 kVA'lık bir değişken, test altındaki bir cihazı besler, böylece mühendis hat voltajını tarayabilir ve voltaj düşüklüğü veya aşırı voltaj durumunda davranışı izleyebilir. Aynı cihaz, büyük endüksiyon motorlarını yumuşak şekilde çalıştırır, sahne aydınlatmasını kısar ve bir yükseltici transformatör ve bir step motorla eşleştirilerek kapalı döngü bir AC voltaj regülatörü oluşturur (kaplama kalınlığının voltajı takip ettiği kaplama banyoları için).

Yaygın Yanlış Kanı ve Eğlenceli Gerçek

Yanlış kanı: "Variak, sıradan bir transformatör gibi yükü izole eder." YANLIŞ. Giriş ve çıkış aynı sargıyı paylaştığından galvanik izolasyon yoktur ; tam şebeke potansiyeli çıkış terminalinde görünebilir. Ona dokunmak veya "yanlış" tarafa topraklamak ölümcül olabilir. Çıkışı her zaman canlı olarak değerlendirin ve ayrı bir aşırı akım koruması ekleyin.

Eğlenceli gerçek: Fırça, dokunmadan sürekli kontrol sağlar ve verimlilik yaklaşık %98'e ulaşır; bu, farkı ısı olarak yakar, aynı değerdeki bir reostadan çok daha iyidir. Variac adı tescilli bir ticari markadır (General Radio), artık "termos" gibi jenerikleştirilmiştir.

Standartlar

Genel uygulamalı değişken transformatörler için, IEC 61558-1: 2017 genel güvenlik standardı ile birlikte IEC 61558-2-14: 2022 (Transformatörler, reaktörler, güç kaynağı üniteleri ve kombinasyonlarının güvenliği — Bölüm 2-14: Değişken transformatörler için özel gereksinimler) uygulanır. Sürücü dayanıklılık testini (kollektör nominal yükte 50.000 döngü hareket ettirdi), ısıtma testini (maksimum çıkış artı %10 besleme, Tablo 104 dahilindeki sargı sıcaklığı, örneğin Sınıf A için 105 °C, Sınıf H için 180 °C) ve kısa devre koruma sınıflandırmasını tanımlar; zorunlu işaretlerle "izolasyon yok" uyarısını güçlendirir.