מדוע המתח של השנאי שלך צונח תחת עומס: ויסות ואחוז עכבה (%Z)

מָבוֹא

דמיינו ברז מים: פתחו אותו במלואו והלחץ בפיה יורד מעט, כי הצינור עצמו מתנגד לזרימה. שנאי עושה את אותו טריק עם חשמל. התפקיד שלו הוא לשנות מתח AC - אבל ברגע שאתה מחבר עומס והזרם מתחיל לזרום, מתח המוצא הוא כבר לא בדיוק המספר המודפס על לוחית השם. כמה הוא "נפול" נקרא ויסות מתח , והסיבה הבסיסית היא העכבה הפנימית של השנאי, בדרך כלל מצוטטת כאחוז עכבה (%Z) .

עקרון והגדרה

שנאי אמיתי אינו אידיאלי. לפיתולים שלו יש התנגדות, וזליגה מגנטית בין הסלילים יוצרת תגובתיות. יחד הם יוצרים עכבה סדרתית Z. כאשר זרם עומס I זורם, מופיעה מפל מתח I·Z בתוך היחידה, כך שהמתח המסוף המשני יורד.

ויסות מתח מוגדר כ:

תקנה % = (V_no-load − V_full-load) / V_full-load × 100%

כאשר V_no-load הוא המתח המשני במעגל הפתוח ו-V_full-load הוא המתח בזרם נקוב. שנאי מושלם יהיה 0%; יחידות מעשיות פועלות בכ -2%–5% . לפי IEC 61558-1:2017 , מתח המוצא תחת עומס מדורג עשוי לסטות עד 5% מהערך המדורג (או 10% עבור סוגים עמידים בפני קצרים מטבעם) - ראה סעיף 11 (מתח מוצא וזרם מוצא תחת עומס) וסעיף 12 (מתח מוצא ללא עומס).

אחוז עכבה מתקבל מבדיקת קצר חשמלי:

%Z = (V_sc / V_rated) × 100%

כאשר V_sc הוא המתח הראשי הדרוש לדחיפת זרם עומס מלא כאשר המשני מקוצר (IEC 61558-1:2017, סעיף 13 - מתח קצר חשמלי). לפי המוסכמה, שני הנתונים שווים מבחינה מספרית, כך ש"רגולציה" ו-"%Z" משמשים לעתים קרובות לסירוגין. ערכים אופייניים: שנאי חלוקה 4%–6% , שנאי כוח 6%–15% , יחידות תנור 10%–20% .

דוגמה ליישום

נניח ששנאי בקרה של 24 וולט קורא 25.5 וולט ללא שום קשר ו-24.1 וולט בעומס מלא. ויסות = (25.5 - 24.1) / 24.1 × 100 ≈ 5.8% - מעט גבוה, מסמן עכבה פנימית גבוהה יחסית. בפאנל שבו מספר עומסים חולקים שנאי אחד, יחידה גבוהה של %Z גורמת לאורות לעמעם ולממסרים לפטפט כאשר מנוע מופעל. לעומת זאת, %Z מוגדל בכוונה בשירותי רשת ותנור מכיוון שעכבה גבוהה יותר מגבילה את זרם התקלה ומקלה על תיאום המפסקים.

טעות נפוצה / עובדה מהנה

תפיסה שגויה: "המתח המשני של שנאי קבוע - זה רק יחס סיבובים." לא נכון: היחס קובע את המתח ללא עומס ; המתח הטעון תלוי בזרם ובגורם כוח העומס. עומסים אינדוקטיביים (מנועי) מחמירים את הירידה, וזו הסיבה שהוויסות מוגדר בדרך כלל בפיגור של 0.8 מקדם הספק.

עובדה מהנה: עם עומס קיבולי (מוביל), הירידה התגובתית יכולה להתנגד להתנגדות בצורה כה חזקה עד שמתח העומס המלא למעשה עולה מעל המתח ללא עומס - ויסות שלילי , אפקט Ferranti. נדיר בהפצה יומיומית, אבל אמיתי.