I gcórais méadraithe agus monatóireachta cumhachta, tá méadair leictreachais a éilíonn claochladáin reatha seachtracha (CTanna) uileláithreach; is iad sin ár "súile" chun sruthanna ollmhóra a bhrath go cruinn. Mar sin féin, i bhfolach laistigh den chóras sofaisticiúla seo tá riail ironclad nach mór a leanúint i gcónaí: ní mór an taobh tánaisteach den chlaochladán reatha a oibriú le ciorcad oscailte. Scrúdóidh an t-alt seo na bunphrionsabail agus na contúirtí a bhaineann leis.
Gnáthphrionsabal Oibriúcháin na gClaochladáin Reatha
Is cineál speisialta claochladán é claochladán reatha (CT) a oibríonn bunaithe ar phrionsabal an ionduchtaithe leictreamaighnéadach. Is iad na príomhphrionsabail dearaidh atá aige ná "laghdú reatha" agus "aonrú."
Struchtúr
De ghnáth is éard atá ann ná croí iarainn dúnta, foirceannadh bunscoile le líon réasúnta beag casadh (ceangailte i sraith sa phríomhchiorcad), agus foirceannadh tánaisteach le líon réasúnta mór casadh (ceangailte leis an méadar leictreachais).
Stát Ideal
I ngnáthchiorcad iata, feidhmíonn an CT i staid “ghearr-chiorcaid". De réir dhlí ciorcadach Ampere agus dlí an ionduchtaithe leictreamaighnéadacha, ginfidh an sruth príomhúil I1 flosc maighnéadach malartach Φ sa chroí iarainn, rud a tharlódh sruth I2 ar an taobh tánaisteach. Is é an gaol idir an dá:
I1 × N1=I2 × N2 + Im × N1
Áit arb ionann N1 agus N2 agus líon na gcasadh sna foirceannadh príomhúla agus tánaisteacha, agus is é Im an sruth excitation. Mar gheall ar an impedance excitation mór sa dearadh, tá Im thar a bheith beag, mar sin i staid idéalach, is féidir é a shimpliú go:
I₁ × N₁ ≈ I₂ × N₂ nó I₁/I₂ ≈ N₂/N₁=Kₙ
Anseo, is é Kn an cóimheas casadh rátáilte, mar shampla, 1000/5A. Ag an am seo, déantar an sruth mór ar an taobh bunscoile a thiontú go comhréireach i sruth beag ar an taobh tánaisteach (de ghnáth luach caighdeánach 5A nó 1A) le haghaidh tomhas sábháilte ag ionstraimí. Ag an am céanna, tá poitéinseal ciorcad tánaisteach an CT an-íseal (de ghnáth ach cúpla volta), laistigh de raon sábháilte.
Anailís Phrionsabail ar Chiorcad Oscailte Tánaisteach
Nuair a thagann an ciorcad tánaisteach ar oscailt mar gheall ar chúiseanna cosúil le críochfoirt scaoilte, sreanga briste, nó dícheangal thaisme le linn tástála, déantar athrú tubaisteach ar a staid oibriúcháin.
| Stádas Oibre | Gnáth Dúnta | Ciorcad Oscailte Tánaisteach |
|---|---|---|
| Reatha Thánaisteach I2 | Tá sé ann, i gcomhréir le I1 | I2=0 |
| Croí-Flux maighnéadach Φ | Go héifeachtach faoi chois ag an flosc demagnetizing ginte ag I2, a chothabháil ag leibhéal íseal | Cailleann sé faoi chois, sáithíonn go tapa go luach an-ard |
| Voltas Tánaisteach U2 | An-íseal (roinnt volta) | Spreagann sé ardvoltas na mílte go fiú na mílte volta |
| Bunús Fisiciúil | Cúpláil láidir, aiseolas diúltach domhain: cuireann I2 in aghaidh athrú Φ go láidir | Gearradh aiseolais, carnadh fuinnimh: Úsáidtear gach casadh príomhúil aimpéar I1N1 le haghaidh excitation |
Is é seo a leanas an croíphróiseas fisiceach:
Imithe ar Aiseolas Dímagnetizing
Le linn gnáthoibríochta, tá an flosc maighnéadach a ghineann an sruth tánaisteach I2 i gcónaí sa treo eile leis an gceann a ghineann an sruth príomhúil I1, rud a chruthaíonn éifeacht láidir "dímagnetaithe" a theorannaíonn an flosc maighnéadach comhcheangailte sa chroí go leibhéal íseal. Tar éis an ciorcad a oscailt, I2=0, agus filleann an éifeacht demagnetizing láithreach go nialas.
Sáithiú Mear ar Fhlosc Mhaighnéadach
Tiontaítear na haisiompair phríomha aimpéar I1 agus N1, nach bhfuil srianta anois orthu, ina gcantaí aimpéar maighnéadaithe. Ós rud é go bhfuil an croí-limistéar tras-deartha le haghaidh floscdhlúis mhaighnéadaigh íseal, téann an croí isteach go tapa i staid sháithiúcháin dhomhain.
De réir dhlí Faraday maidir le hionduchtú leictreamaighnéadach, ionduchtaíonn flosc maighnéadach ailtéarnach fórsa leictreamhaighnéadach trasna an fhoirceanta. Nuair a mhéadaíonn an flosc maighnéadach go suntasach, déanfar U2 ardvoltais a tharlú trasna na foirceannadh tánaisteacha.
Giniúint Ardvoltais
Faoi choinníollacha minicíochta cumhachta, le haghaidh príomhshrutha de na céadta aimpéar, is féidir leis an voltas ionduchtaithe ar thaobh tánaisteach an chiorcaid oscailte roinnt mílte volta a bhaint amach go héasca, agus i gcásanna tromchúiseacha, dul thar 10 cileavata.
Guaiseacha a bhaineann le Ciorcad Oscailte ar an Taobh Tánaisteach den Trasfhoirmeoir Reatha
Is féidir leis na feiniméin ardvoltais agus tionlacain a ghineann ciorcad oscailte ar an taobh tánaisteach sraith d'imoibrithe slabhra guaiseacha a spreagadh.
Contúirt Turraing Leictreach
Is baol tromchúiseach turraing leictreach é láithreacht na mílte volta ardvoltais ag na críochfoirt tánaisteacha. Féadfaidh pearsanra cothabhála agus deisiúcháin a thagann i dteagmháil leis an voltas seo gan réamhchúraimí turraing leictreach a fhulaingt.
Damáiste Trealamh
Miondealú Inslithe: Brisfidh ardvoltas an t-insliú idirchiseal den foirceannadh tánaisteach ar dtús, nó brisfidh sé an insliú go talamh sa chiorcad tánaisteach, rud a dhéanfaidh damáiste buan don chlaochladán reatha (CT).
Róthéamh agus Dóite: Nuair a bhíonn an croí iarainn sáithithe go mór, ginfidh sé sruthanna eddy ollmhór agus caillteanais hysteresis, rud a fhágann go mbeidh an croí iarainn róthéamh, rud a d'fhéadfadh an insliú foirceannadh a dhó amach agus fiú tine a chur faoi deara.
Stua Leictreach agus Pléascadh: Ginfidh pointe ciorcad oscailte (cosúil le críochfort scaoilte) stua leictreach leanúnach faoi ardvoltas. D'fhéadfadh teocht ard an stua an trealamh a dhó amach, na hábhair indóite máguaird a adhaint, agus d'fhéadfadh na gáis ardteochta a carntar sa chomh-aireachta séalaithe a bheith ina chúis le pléascadh leictreach fiú.
Guaiseacha Oibriúcháin Córais
Míchruinneas Méadraithe agus Teip: I gcás méadair fuinnimh de chineál CT-, fágfaidh sruth ionchuir nialasach nach mbeidh siad in ann leictreachas a thomhas, rud a fhágann go gcaillfear leictreachas agus go bhféadfaí díospóidí trádála a réiteach.
Giniúint Sparks Voltais Ard-Chontúirteacha: Ní hamháin gur foinse adhainte é seo, ach is féidir leis na bíoga leictreamaighnéadacha láidre dá bharr cur isteach ar threalamh leictreonach in aice láimhe freisin.
Conclúid
Spreagann ciorcad oscailte ar an taobh tánaisteach de chlaochladán reatha carnadh foréigneach fuinnimh leictreamaighnéadach, rud a fhágann go dtarlaíonn tubaiste fisiceach ar deireadh thiar mar ardvoltas, stua leictreach láidir, agus róthéamh. Dá bhrí sin, ní mór cloí go docht le "ciorcaid oscailte a chosc" i ngach obair a bhaineann le ciorcaid CT.
Ag an am céanna, ní mór an taobh tánaisteach den chlaochladán reatha atá ceangailte leis an méadar leictreachais a thalamh. Tá sé seo, chomh maith le "a thoirmeasc go docht ar chiorcaid oscailte ar an taobh tánaisteach," dhá rialacha lárnacha ironclad oibriú agus cothabháil CT. Ligeann cur ar an talamh aon bhorthaí ardvoltais a scaoileadh go tapa go dtí an talamh trí shreang thailte, rud a chuireann cosc ar mhéaduithe tobanna ar acmhainneacht thánaisteach a d'fhéadfadh trealamh a dhó nó tionóiscí turrainge leictreacha a bheith mar thoradh air.