Peak trafod — tööpõhimõte, seade, otstarve ja rakendus
On olemas spetsiaalne elektritrafo, mida nimetatakse tipptrafoks. Seda tüüpi trafo muundab primaarmähisele rakendatud siinuspinge erineva polaarsusega ja primaarmähisega sama sagedusega impulssideks. sinusoidaalne pinge… Siinuslaine juhitakse primaarmähisesse ja impulsid eemaldatakse tiputrafo sekundaarmähist.
Tippetrafosid kasutatakse mõnel juhul gaaslahendusseadmete (nt türatronid ja elavhõbedalaldid) juhtimiseks, samuti pooljuhttüristoride juhtimiseks ja mõnel muul eriotstarbel.
Tipptrafo tööpõhimõte
Tipptrafo töö põhineb selle südamiku ferromagnetilise materjali magnetilise küllastumise nähtusel. Järeldus on, et magnetilise induktsiooni B väärtus trafo magnetiseeritud ferromagnetilises südamikus sõltub mittelineaarselt antud ferromagneti magnetiseeriva välja H tugevusest.
Seega suureneb magnetiseeriva välja H madalate väärtuste korral induktsioon B südamikus kiiresti ja peaaegu lineaarselt, kuid mida suurem on magnetiseerimisväli H, seda aeglasemalt kasvab induktsioon B südamikus.
Ja lõpuks, piisavalt tugeva magnetvälja korral, induktsioon B praktiliselt ei kasva, kuigi magnetiseeriva välja intensiivsus H kasvab jätkuvalt. Seda B mittelineaarset sõltuvust H-st iseloomustab nn hüstereesi ahel.
On teada, et magnetvoog F, mille muutumine põhjustab EMF-i induktsiooni trafo sekundaarmähises, on võrdne selle mähise südamikus oleva induktsiooni B korrutisega ristlõikepindala S võrra. mähises südamik.
Niisiis osutub vastavalt Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadusele trafo sekundaarmähises olev EMF E2 proportsionaalseks sekundaarmähisesse tungiva magnetvoo F muutumise kiirusega ja selles keerdude arvuga w.
Arvestades mõlemat ülaltoodud tegurit, on kergesti mõistetav, et piisava amplituudiga ferromagneti küllastamiseks ajavahemikes, mis vastavad tipptrafo primaarmähisele rakendatud pinge sinusoidi tippudele, on selles magnetvoog Φ tuum neil hetkedel praktiliselt ei muutu.
Kuid ainult magnetiseeriva välja H sinusoidi üleminekuhetkede lähedal nullist muutub magnetvoog F südamikus ja üsna järsult ja kiiresti (vt ülaltoodud joonist).Ja mida kitsam on trafo südamiku hüstereesisilmus, seda suurem on selle magnetiline läbilaskvus ja mida suurem on trafo primaarmähisele rakendatava pinge sagedus, seda suurem on magnetvoo muutumise kiirus nendel hetkedel.
Sellest lähtuvalt tekivad südamiku H magnetvälja nulli ülemineku hetkede lähedal, arvestades, et nende üleminekute kiirus on suur, trafo sekundaarmähisele lühikesed kellukesekujulised vahelduva polaarsusega impulsid, kuna vaheldub ka neid impulsse initsieeriva magnetvoo F muutus.
Peak trafo seade
Peak-trafosid saab teha magnetšundiga või lisatakistiga primaarmähise toiteahelas.
Primaarahela takistiga lahendus ei erine palju klassikalisest trafost... Ainult siin on primaarmähises voolu tipp (kulub intervallidel, mil südamik küllastusse siseneb) takistiga piiratud. Sellise tiputrafo projekteerimisel juhinduvad nad nõudest tagada südamiku sügav küllastus siinuslaine poollainete tippudes.
Selleks valige sobivad toitepinge parameetrid, takisti väärtus, magnetahela ristlõige ja trafo primaarmähise pöörete arv. Selleks, et impulsid oleksid võimalikult lühikesed, kasutatakse magnetahela tootmiseks magnetiliselt pehmet, iseloomuliku suure magnetilise läbilaskvusega materjali, näiteks permaloidi.
Vastuvõetud impulsside amplituud sõltub otseselt valmistrafo sekundaarmähise pöörete arvust. Takisti olemasolu põhjustab sellise konstruktsiooni puhul loomulikult olulisi aktiivvõimsuse kadusid, kuid see lihtsustab oluliselt südamiku konstruktsiooni.
Tippvoolu piirav magnetshunttrafo valmistatakse kolmeastmelisel magnetahelal, kus kolmas varras on eraldatud kahest esimesest vardast õhupiluga ning esimene ja teine varras on üksteise suhtes suletud ning kannavad primaarset ja. sekundaarmähised.
Kui magnetiseeriv väli H suureneb, siis esmalt küllastub suletud magnetahel, kuna selle magnettakistus on väiksem. Magnetiseeriva välja edasisel suurenemisel suletakse magnetvoog F läbi kolmanda varda - šundi, samal ajal reaktsioonivõime ahel suureneb veidi, mis piirab tippvoolu.
Võrreldes takistit sisaldava konstruktsiooniga on siin aktiivsed kaod väiksemad, kuigi südamiku ehitus osutub veidi keerulisemaks.
Rakendused tipptrafodega
Nagu te juba aru saite, on siinuselise vahelduvpinge lühikeste impulsside saamiseks vaja tipptrafosid. Selle meetodiga saadud impulsse iseloomustab lühike tõusu- ja langusaeg, mis võimaldab neid kasutada juhtelektroodide, näiteks pooljuhttüristorite, vaakumtüratronite jne toiteks.