Peraturan Tegangan

Jadi, kami melihat bahwa tegangan keluaran (sekunder) kami mencakup kisaran 9,990 volt pada (hampir) tanpa beban dan 9,348 volt pada titik yang kami putuskan untuk disebut "beban penuh." Menghitung regulasi tegangan dengan angka-angka ini, kita mendapatkan:

Kebetulan, ini akan dianggap regulasi yang agak buruk (atau "longgar") untuk transformator daya. Memberi daya pada beban resistif sederhana seperti ini, transformator daya yang baik harus menunjukkan persentase regulasi kurang dari 3%.

Beban induktif cenderung menciptakan kondisi pengaturan tegangan yang lebih buruk, sehingga analisis dengan beban resistif murni ini adalah kondisi "kasus terbaik".

Aplikasi yang memerlukan Regulasi “Buruk”

Namun, ada beberapa aplikasi di mana regulasi yang buruk sebenarnya diinginkan. Salah satu kasus tersebut adalah dalam pencahayaan pelepasan, di mana transformator step-up diperlukan untuk awalnya menghasilkan tegangan tinggi (diperlukan untuk "menyalakan" lampu), kemudian tegangan diharapkan turun setelah lampu mulai menarik arus.

Ini karena persyaratan tegangan lampu pelepasan cenderung jauh lebih rendah setelah arus dibuat melalui jalur busur. Dalam hal ini, trafo step-up dengan pengaturan tegangan yang buruk cukup baik untuk tugas pengkondisian daya ke lampu.

Aplikasi lain dalam kontrol arus untuk tukang las busur AC, yang tidak lebih dari transformator step-down yang memasok daya tegangan rendah dan arus tinggi untuk proses pengelasan.

Tegangan tinggi diperlukan untuk membantu "menyerang" busur (memulainya), tetapi seperti lampu pelepasan, busur tidak memerlukan tegangan sebanyak itu untuk menopang dirinya sendiri setelah udara dipanaskan ke titik ionisasi. Dengan demikian, penurunan tegangan sekunder di bawah arus beban tinggi akan menjadi hal yang baik.

Beberapa desain tukang las busur menyediakan penyetelan arus busur melalui inti besi yang dapat dipindahkan di dalam transformator, yang diengkol masuk atau keluar dari rakitan belitan oleh operator.

Memindahkan besi slug menjauh dari belitan mengurangi kekuatan kopel magnetik antara belitan, yang mengurangi tegangan sekunder tanpa beban dan membuat pengaturan tegangan menjadi lebih buruk.

Transformator Ferroresonan

Tidak ada penjelasan tentang regulasi transformator yang dapat disebut lengkap tanpa menyebutkan perangkat yang tidak biasa yang disebut trafo ferroresonant .

"Feroresonansi" adalah fenomena yang terkait dengan perilaku inti besi saat beroperasi di dekat titik saturasi magnetik (di mana inti sangat termagnetisasi sehingga peningkatan lebih lanjut dalam arus belitan menghasilkan sedikit atau tidak ada peningkatan fluks magnet).

Meskipun agak sulit untuk dijelaskan tanpa masuk jauh ke dalam teori elektromagnetik, transformator ferroresonant adalah transformator daya yang dirancang untuk beroperasi dalam kondisi saturasi inti yang persisten.

Artinya, inti besinya "diisi penuh" garis fluks magnet untuk sebagian besar siklus AC sehingga variasi tegangan suplai (arus belitan primer) memiliki sedikit pengaruh pada kerapatan fluks magnet inti, yang berarti belitan sekunder menghasilkan tegangan yang hampir konstan meskipun terdapat variasi tegangan suplai (belitan primer) yang signifikan.

Sirkuit Resonansi pada Transformator Feroresonan

Biasanya, saturasi inti dalam transformator menghasilkan distorsi bentuk gelombang sinus, dan transformator feroresonan tidak terkecuali. Untuk mengatasi efek samping ini, transformator feroresonan memiliki belitan sekunder tambahan yang diparalelkan dengan satu atau lebih kapasitor, membentuk rangkaian resonansi yang disetel ke frekuensi catu daya.

“Rangkaian tangki” ini berfungsi sebagai filter untuk menolak harmonisa yang diciptakan oleh saturasi inti, dan memberikan manfaat tambahan untuk menyimpan energi dalam bentuk osilasi AC, yang tersedia untuk mempertahankan tegangan belitan keluaran untuk periode singkat kehilangan tegangan masukan (milidetik). ' waktu yang berharga, tetapi tentu saja lebih baik daripada tidak sama sekali).

Transformator ferroresonant menyediakan pengaturan tegangan keluaran.

Selain memblokir harmonik yang dibuat oleh inti jenuh, rangkaian resonansi ini juga "menyaring" frekuensi harmonik yang dihasilkan oleh beban nonlinier (switching) di rangkaian belitan sekunder dan setiap harmonik yang ada dalam tegangan sumber, memberikan daya "bersih" ke beban. .

Transformator ferroresonant menawarkan beberapa fitur yang berguna dalam pengkondisian daya AC:tegangan output konstan yang diberikan variasi substansial dalam tegangan input, penyaringan harmonik antara sumber daya dan beban, dan kemampuan untuk "mengendalikan" kerugian daya singkat dengan menjaga cadangan energi tetap di sirkuit tangki resonansinya.

Trafo ini juga sangat toleran terhadap pembebanan berlebihan dan lonjakan tegangan transien (sementara). Mereka sangat toleran, pada kenyataannya, bahwa beberapa mungkin secara singkat diparalelkan dengan sumber daya AC yang tidak disinkronkan, memungkinkan beban dialihkan dari satu sumber daya ke sumber daya lainnya dalam mode "buat-sebelum-putus" tanpa gangguan daya pada sisi sekunder!

Kekurangan yang Diketahui dari Transformer Feroresonan

Sayangnya, perangkat ini memiliki kelemahan yang sama pentingnya:mereka membuang banyak energi (karena kerugian histeresis di inti jenuh), menghasilkan signifikan panas dalam prosesnya, dan tidak toleran terhadap variasi frekuensi, yang berarti mereka tidak bekerja dengan baik saat ditenagai oleh generator kecil yang digerakkan oleh mesin yang memiliki pengaturan kecepatan yang buruk.

Tegangan yang dihasilkan pada belitan resonansi/rangkaian kapasitor cenderung sangat tinggi, memerlukan kapasitor yang mahal dan memberikan tegangan kerja yang sangat berbahaya kepada teknisi servis. Namun, beberapa aplikasi mungkin memprioritaskan kelebihan transformator feroresonan daripada kerugiannya.

Sirkuit semikonduktor ada untuk "mengkondisikan" daya AC sebagai alternatif untuk perangkat ferroresonant, tetapi tidak ada yang dapat bersaing dengan transformator ini dalam hal kesederhanaan belaka.

TINJAUAN:

• Pengaturan tegangan adalah ukuran seberapa baik transformator daya dapat mempertahankan tegangan sekunder yang konstan dengan memberikan tegangan primer yang konstan dan varians yang lebar dalam arus beban. Semakin rendah persentasenya (mendekati nol), semakin stabil tegangan sekunder dan semakin baik pengaturan yang akan diberikannya.
• Sebuah feroresonan trafo adalah trafo khusus yang dirancang untuk mengatur tegangan pada tingkat yang stabil meskipun tegangan input bervariasi.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Sumber Daya yang Diatur
• Lembar Kerja Catu Daya AC-DC Dasar