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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Dispositifs de rappel simples. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Régulateurs de courant, tension, puissance L'article fournit des descriptions de dispositifs booster simples qui vous permettent d'augmenter la tension du réseau électrique d'une certaine quantité ou de la réduire en utilisant des transformateurs abaisseurs conventionnels. Dans la pratique, il devient souvent nécessaire, par exemple, d'abaisser la tension augmentée au niveau nominal afin de prolonger la durée de vie des lampes à incandescence ou d'augmenter la tension réduite afin d'augmenter l'efficacité lumineuse des lampes. Cela peut être fait de la manière la plus simple, la plus abordable et la plus économique en utilisant un transformateur abaisseur conventionnel à deux enroulements, en l'allumant selon un circuit élévateur de tension. Cette connexion signifie que l'enroulement secondaire basse tension du transformateur est connecté en série avec la charge et que l'enroulement primaire à tension plus élevée est connecté en parallèle à la charge ou aux bornes du réseau. La figure 1 montre les schémas de connexion des transformateurs élévateurs et leurs schémas vectoriels.
Par souci de simplification, les diagrammes vectoriels sont construits sans tenir compte des pertes dans les enroulements secondaires des transformateurs. La figure 1, a montre le schéma de connexion du transformateur élévateur de tension et son schéma vectoriel lorsque ses enroulements sont connectés de manière cohérente, dans laquelle les flux magnétiques des enroulements coïncident en direction. La figure 1b montre le circuit lorsque les enroulements sont connectés dans des directions opposées, ce qui conduit à la direction opposée des flux magnétiques et, par conséquent, à une diminution du flux magnétique résultant du transformateur. Comme le montrent les figures présentées, à l'aide d'un transformateur abaisseur conventionnel, vous pouvez augmenter ou diminuer la tension à la charge d'une quantité de ±∆U, en fonction de la façon dont ses enroulements sont connectés - en accord ou en opposition. En d'autres termes, la valeur d'augmentation de tension requise est déterminée par la valeur de tension de l'enroulement secondaire d'un transformateur abaisseur conventionnel. Regardons un exemple. Nous disposons d'un transformateur abaisseur monophasé de type OSO-0,25 (éclairage monophasé d'une puissance de 250 VA) d'une tension de 220/36 V (communément appelé « caisson chaudière »), enroulé sur un L- noyau en forme. La tension secondaire de ce transformateur est de 36 V et sera la valeur du survoltage U = 36 V, qui peut être ajoutée à la tension du réseau 220 V ou soustraite en fonction de la connexion consonne ou opposée des enroulements : 220 + 36 = 256 ou 220−36 = 184 (V ). Supposons que la tension dans le réseau soit réduite et soit de 180 V, puis en utilisant un transformateur conventionnel selon le circuit élévateur de tension, avec les enroulements allumés les uns par rapport aux autres, elle peut être augmentée, rapprochée de la valeur nominale, puisque U2 = 180 + 36 = 216 (V). Avec une tension accrue dans le réseau, par exemple U1 = 256 V par rapport à la tension nominale à la charge, elle peut être abaissée en échangeant les extrémités de l'un des enroulements du transformateur. Dans ce cas, pour notre exemple U2=U1−∆U=256−36=220 (B), soit aux bornes de charge, nous avons la tension nominale. Dans les cas où la valeur d'augmentation de tension requise ne correspond pas aux tensions secondaires standards des transformateurs, l'enroulement secondaire est rembobiné à la tension requise, par exemple 20 V. Cela n'exclut pas la possibilité de rembobiner ou de rembobiner un certain nombre de tours. de l'enroulement secondaire du transformateur afin d'obtenir la valeur d'augmentation de tension requise, donc comment l'enroulement secondaire est enroulé au-dessus du primaire. L'enroulement secondaire du transformateur doit pouvoir résister au courant de charge. La puissance totale du transformateur à travers les grandeurs secondaires est S=U2I2, d'où le courant de l'enroulement secondaire est I2=S/U2. Pour transformateur OSO-0,25 220/36 V ce courant sera I2=250/36=6,1 (A). Ainsi, un courant de charge allant jusqu'à 6,1 A peut passer à travers l'enroulement secondaire de ce transformateur élévateur. La puissance d'un transformateur monophasé, utilisé pour augmenter la tension, est plusieurs fois inférieure à la puissance de la charge. Il est déterminé par la formule : Svt=Snom⋅∆U/U=1000⋅22/220=100 (VA), où Swatt est la puissance d'un transformateur monophasé utilisé pour augmenter la tension, VA ; Snom - puissance de charge totale, VA ; ∆U est la quantité d'augmentation de tension requise, V ; U1 est la tension du réseau auquel le transformateur élévateur de tension est connecté, V. Par exemple, avec la valeur d'augmentation de tension requise ∆U=22 V, la puissance de charge Snom=1000 VA et la tension réseau U1=220 V, la puissance du transformateur élévateur de tension ne sera que Swatt=100 VA, c'est-à-dire 10 fois moins de puissance de charge. Par conséquent, les dimensions, le poids et le coût d'un tel dispositif élévateur de tension sont relativement faibles. L'efficacité du dispositif booster atteint des valeurs de 0,99...0,995, le poids par unité de puissance est de 2,5...3 kg/kV⋅A. Les pertes de tension et de puissance active dans un tel transformateur sont faibles et, par conséquent, égales à 0,5...3, elles peuvent donc être ignorées. Les circuits de connexion des transformateurs élévateurs représentés sur la figure 1 permettent d'augmenter ou de diminuer la tension à la charge d'une certaine valeur constante non régulée, et sont donc appelés transformateurs élévateurs non régulés ou « sourds ». Il convient de tenir compte du fait que les transformateurs élévateurs non régulés créent une augmentation de tension ∆U quel que soit le mode de charge du réseau. Pour cette raison, il est nécessaire de sélectionner le montant de l'augmentation non pas en fonction du mode de tension minimum (maximum), mais en fonction du mode de charge minimum, lorsque la tension est plus élevée. Par conséquent, un circuit non régulé pour allumer un transformateur élévateur de tension est toujours acceptable lorsque, quelle que soit la période de l'année et la taille de la charge dans tous les modes, il est nécessaire d'augmenter, ou moins souvent de diminuer, la tension d'une valeur ∆U. Le dispositif élévateur de tension peut être réalisé en triphasé. Le diagramme schématique d'un tel dispositif est présenté sur la figure 2.
Il peut être créé à partir de moyens improvisés dont dispose presque toutes les entreprises, à savoir : à partir de trois chaufferies monophasées (OSO-0,25, OSM-0,4U3) ou de transformateurs de soudage. Les enroulements secondaires de ces transformateurs avec des tensions de 12...36 et 40...60 V sont conçus pour des courants élevés et peuvent être utilisés pour être inclus dans une ligne coupée en série. Ces enroulements créent une tension supplémentaire ∆U. Les enroulements primaires de ces transformateurs remplissent des fonctions d'excitation et peuvent être connectés en circuit étoile ou triangle directement à un réseau triphasé. De tels transformateurs peuvent trouver une application dans les longs réseaux industriels et agricoles. À des fins domestiques, des transformateurs appropriés provenant d'équipements de radio et de télévision peuvent être utilisés comme transformateurs élévateurs, comme le montre par exemple [1]. Les transformateurs élévateurs sont le plus souvent utilisés pour augmenter la tension, bien qu'ils puissent être rendus réversibles. Le schéma d'un tel dispositif élévateur de tension est illustré à la figure 3.
Il diffère des circuits représentés sur la Fig. 1 par la présence d'un interrupteur bipolaire SA1 à trois positions avec une position neutre des contacts mobiles en position médiane. Un exemple d'un tel interrupteur est un interrupteur à bascule de type VT3 pour un courant de commutation de 3 A (jusqu'à 660 W) et une tension de commutation de ~220 V avec fixation du bouton de commande en positions médiane et extrême. Lorsque les contacts 1-2 et 3-4 de l'interrupteur SA1 sont fermés, les enroulements W1 et W2 du transformateur VT sont connectés au réseau et la tension à la sortie de l'appareil est augmentée de +∆U par rapport à la tension du réseau. Si les contacts 2-5 et 4-6 de l'interrupteur sont fermés, alors les extrémités de l'enroulement secondaire W2 du transformateur sont inversées. Par conséquent, les flux magnétiques des enroulements sont dirigés dans le sens opposé et la tension à la sortie de l'appareil sera réduite de −∆U. En position médiane de la poignée de l'interrupteur SA1, l'enroulement W2 est déconnecté du réseau et ne circule pas autour du courant, ni la charge et l'enroulement primaire W1 du transformateur VT ne circulent. Lors du fonctionnement d'un dispositif élévateur de tension, il convient de garder à l'esprit qu'il est inacceptable d'ouvrir l'enroulement primaire W1 du transformateur VT pendant le fonctionnement de l'appareil, en fonction des conditions de sécurité et des règles de fonctionnement technique des installations électriques. Le fait est que lorsque l'enroulement primaire W1 s'ouvre, le courant dans l'enroulement secondaire W2 restera le même et égal au courant de charge. Essentiellement, ce mode de fonctionnement du transformateur est le mode à vide, mais avec le courant à vide du transformateur égal au courant de charge, qui est plusieurs fois supérieur au courant à vide normal du transformateur, et ce courant est complètement magnétisant. Cela conduit à une augmentation significative du flux magnétique du transformateur. Les pertes dans le circuit magnétique du transformateur sont proportionnelles au carré du flux magnétique. En conséquence, le noyau du transformateur devient très chaud, ce qui est dangereux pour son isolation, et même une combustion spontanée du transformateur est possible. De plus, la FEM de l'enroulement primaire W1 augmente proportionnellement au flux magnétique et peut atteindre des valeurs élevées et dangereuses tant pour le transformateur lui-même que pour la vie. ceux qui vous entourent. Les études de l'auteur sur un transformateur de type OSO-0,25 en mode booster à un moment donné avec l'enroulement primaire ouvert et même pas complètement chargé ont conduit à l'apparition d'une CEM aux bornes de l'enroulement primaire de 500 V, et avec une charge croissante la CEM la valeur a augmenté. Pour les courants de charge importants ou la nécessité de contrôler à distance un transformateur élévateur, des démarreurs magnétiques ou des relais à courant élevé peuvent être utilisés comme dispositif de commutation. Le diagramme schématique d'un tel dispositif élévateur de tension est présenté sur la figure 4.
Cela fonctionne comme ça. Dans l'état initial de pré-démarrage, les bobines K1 et K2 des démarreurs magnétiques sont hors tension, et leurs contacts de puissance K1.1, K1.2 et K2.1, K2.2 dans le circuit de l'enroulement secondaire W2 de le transformateur VT est ouvert. En conséquence, le transformateur VT et la charge sont hors tension. Pour augmenter la tension de charge de ∆U, appuyez sur le bouton « Plus ». De ce fait, le courant circule autour de la bobine K1 du premier démarreur magnétique, le démarreur se déclenche et, avec les contacts de puissance K1.1 et K1.2, il connecte les enroulements du transformateur VT au réseau, en même temps, contact K1.4 bloque le bouton d'alimentation « Plus » et les contacts K1.3 du verrouillage électrique s'ouvrent. S'il est nécessaire de réduire la tension sur la charge, appuyez sur le bouton « Stop », dans ce cas le circuit revient à son état d'origine (tous les contacts d'alimentation sont ouverts), puis appuyez sur le bouton « Moins ». Le circuit fonctionne de la même manière, mais en même temps le deuxième démarreur magnétique est déclenché, qui ferme ses contacts de puissance K2.1 et K2.2 dans le circuit de l'enroulement secondaire W2 du transformateur VT, ce qui entraîne le la phase du courant dans celui-ci passe à l'opposé et la tension à la sortie du dispositif booster diminue de la valeur ∆U. En plus de deux démarreurs magnétiques classiques, pour ce circuit on peut en utiliser un réversible, par exemple de type PME-11-3 pour un courant de 10 A et une tension de 380 V avec une tension des bobines de commutation de 220 V, qui est équipé d'un dispositif de blocage mécanique de l'enclenchement simultané de tous les contacts de puissance du démarreur . Littérature
Auteur : K. V. Kolomoïsev
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Commentaires sur l'article : vainqueur Sur la fig. 2, 3, 4 vous avez l'entrée et la sortie mélangées. khôl Fig 4. Le schéma ne fonctionne pas
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