ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับหม้อแปลง

อุปกรณ์ทางเทคนิคแต่ละตัวมีสองวันเกิด: การค้นพบหลักการของการทำงานและการใช้งาน ความคิดของหม้อแปลงไฟฟ้าหลังจากเจ็ดปีของการทำงานอย่างหนักเกี่ยวกับ "การเปลี่ยนแปลงของแม่เหล็กเป็นไฟฟ้า" ได้รับจาก Michael Faraday

วันที่ 29 สิงหาคม ค.ศ. 1831 ฟาราเดย์อธิบายในไดอารี่ของเขาเกี่ยวกับการทดลองที่ต่อมาเข้าไปในตำราฟิสิกส์ทุกเล่ม บนวงแหวนเหล็กที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 ซม. และความหนา 2 ซม. ผู้ทดลองจะแยกสายไฟสองเส้นที่มีความยาว 15 ม. และ 18 ม. เมื่อกระแสไหลผ่านหนึ่งในขดลวด

นักวิทยาศาสตร์เรียกว่าอุปกรณ์ง่ายๆ "ขดลวดเหนี่ยวนำ". เมื่อแบตเตอรี่ถูกเปิดใช้งานกระแสไฟฟ้า (แน่นอนค่าคงที่) จะเพิ่มขึ้นในขดลวดปฐมภูมิ ฟลักซ์แม่เหล็กถูกเหนี่ยวนำให้เกิดขึ้นในวงแหวนเหล็กซึ่งมีขนาดที่หลากหลายเช่นกัน แรงดันไฟฟ้าปรากฏในขดลวดทุติยภูมิ ทันทีที่ฟลักซ์แม่เหล็กถึงค่า จำกัด กระแส "รอง" จะหายไป

Dเพื่อให้ขดลวดทำงานได้แหล่งพลังงานจะต้องเปิดและปิดตลอดเวลา (ด้วยตนเอง - ด้วยสวิตช์มีดหรือกลไก - พร้อมสวิตช์)

ภาพประกอบประสบการณ์ฟาราเดย์

ขดลวดเหนี่ยวนำฟาราเดย์

Pถาวรหรือ ตัวแปร?

จากฟาราเดย์วงแหวนไปจนถึงหม้อแปลงปัจจุบันอยู่ไกลและวิทยาศาสตร์ก็รวบรวมข้อมูลที่จำเป็นเกี่ยวกับเศษ ชาวอเมริกันเฮนรี่พันด้วยลวดด้วยด้ายไหม - ฉนวนเกิดขึ้น

ชาวฝรั่งเศส Foucault พยายามหมุนเหล็กเส้นในสนามแม่เหล็กและรู้สึกประหลาดใจ: พวกมันร้อนขึ้น นักวิทยาศาสตร์เข้าใจเหตุผล - กระแสที่เกิดในสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับได้รับผลกระทบ เพื่อ จำกัด เส้นทางของกระแสน้ำวนของ Foucault, Upton พนักงานของ Edison แนะนำให้ทำแกนเหล็กสำเร็จรูป - จากแผ่นแยกต่างหาก

ในปี 1872 ศาสตราจารย์ Stoletov ได้ทำการศึกษาพื้นฐานเกี่ยวกับการสะกดจิตของเหล็กอ่อนและต่อมาเล็กน้อยอังกฤษอิงวิงนำเสนอรายงานต่อราชสมาคมเกี่ยวกับการสูญเสียพลังงานในระหว่างการกลับขั้วของเหล็ก

ขนาดของการสูญเสียเหล่านี้เรียกว่า "hysteresis" (จากคำว่า "ประวัติศาสตร์" ในภาษากรีก) ขึ้นอยู่กับตัวอย่างของ "อดีต" เม็ดโลหะ - โดเมนเช่นดอกทานตะวันที่อยู่ด้านหลังดวงอาทิตย์หมุนไปตามสนามแม่เหล็กและวางตามแนวแรง งานนี้กลายเป็นความร้อน ขึ้นอยู่กับว่า - อ่อนแอหรือรุนแรง - และในทิศทางที่โดเมนถูกกำกับ

ข้อมูลเกี่ยวกับคุณสมบัติทางแม่เหล็กและการนำไฟฟ้าสะสมค่อยๆจนกระทั่งปริมาณกลายเป็นคุณภาพ วิศวกรไฟฟ้าเป็นครั้งคราวนำเสนอความประหลาดใจให้กับโลก แต่เหตุการณ์สำคัญในประวัติศาสตร์ของหม้อแปลงควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นเหตุการณ์ที่ทำให้โลกในปี 1876 กลายเป็นความประหลาดใจต่อรัสเซีย

เหตุผลก็คือเทียน Yablochkova ใน "ตะเกียง" มีการอาร์คเบิร์นระหว่างขั้วไฟฟ้าคู่ขนานสองเส้น ที่กระแสคงที่หนึ่งขั้วไฟฟ้าจะถูกเผาไหม้เร็วขึ้นและนักวิทยาศาสตร์พยายามหาทางออกอย่างต่อเนื่อง

ในท้ายที่สุดเขาตัดสินใจลองใช้หลายวิธีเพื่อใช้กระแสสลับและดูเถิดและ! - การสึกหรอของอิเล็กโทรดได้กลายเป็นชุด การกระทำของยาโบลคอฟนั้นเป็นวีรบุรุษอย่างแท้จริงเพราะในช่วงหลายปีที่ผ่านมามีการต่อสู้กันอย่างดุเดือดระหว่างผู้ที่ชื่นชอบแสงไฟฟ้าและเจ้าของ บริษัท แก๊ส แต่ไม่เพียงเท่านั้นผู้สนับสนุนการผลิตไฟฟ้าเองก็ต่อต้าน AC เป็นเอกฉันท์

พวกเขาได้รับกระแสสลับ แต่มีน้อยคนที่เข้าใจว่ามันคืออะไร หนังสือพิมพ์และนิตยสารตีพิมพ์บทความยาว ๆ ซึ่งคุกคามถึงอันตรายของกระแสสลับ: "มันไม่ใช่ปริมาณที่ฆ่า แต่เป็นการเปลี่ยนแปลง" วิศวกรไฟฟ้าที่มีชื่อเสียง Chikolev ประกาศว่า: "เครื่องจักรทั้งหมดที่มีกระแสสลับจะต้องถูกแทนที่ด้วยเครื่องที่มีกระแสตรง"

Lachinov ผู้เชี่ยวชาญที่โดดเด่นเท่าเทียมกันกล่าวโทษ Yablochkova ต่อสาธารณชนเนื่องจาก“ กระแสตรงเป็นสิ่งที่ดีเลยและกระแสสลับสามารถส่องแสงได้เท่านั้น”“ ทำไมสุภาพบุรุษ - ผู้สนับสนุนเทียน (เทียนโค้งของ Yablochkov) จึงไม่พยายามใช้กระแสไฟฟ้าโดยตรงกับพวกเขาอย่างจริงจัง เพราะด้วยสิ่งนี้และมีเพียงสิ่งนี้เท่านั้นที่พวกเขาสามารถสร้างอนาคตแห่งแสงเทียน "เขาเขียน

ไม่น่าแปลกใจที่ในที่สุดภายใต้แรงกดดันนี้ Yablochkov ก็โยนเทียนของเขาลงไป แต่นอกเหนือจาก“ การฟื้นฟูสมรรถภาพ” ของกระแสสลับบางส่วนเขาสามารถเปิด“ ใบหน้า” ที่แท้จริงของขดลวดเหนี่ยวนำได้ เทียนของเขาที่เชื่อมต่อในซีรีส์มีอารมณ์มาก ทันทีที่หลอดเดียว-ไม่ว่าจะด้วยเหตุผลอะไรก็ตามทุกคนก็ออกไปทันที

ยาโบลคอฟเชื่อมต่อเป็นชุดแทนที่จะเป็น "ตะเกียง" ที่ขดลวดหลักของขดลวด ที่รองเขา "ปลูก" เทียน พฤติกรรมของ "หลอดไฟ" แต่ละอันไม่ได้ส่งผลกระทบต่อการทำงานของผู้อื่น

จริงขดลวดเหนี่ยวนำของการออกแบบ Yablochkov แตกต่างกัน (และไม่ดีขึ้น) จาก Faraday - แกนของพวกเขาไม่ได้เข้าใกล้วงแหวน แต่ความจริงที่ว่าขดลวดกระแสสลับทำงานอย่างต่อเนื่องและไม่เป็นระยะ (เมื่อเปิดหรือปิดวงจร) ทำให้นักประดิษฐ์ชาวรัสเซียมีชื่อเสียงในโลก

หกปีต่อมา Usagin นักวิจัยด้านการแพทย์ของ MSU ได้พัฒนาแนวคิดของ Yablochkov (หรือค่อนข้างจะสรุป) Usagin เชื่อมต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ (ไม่ใช่แค่เทียน) กับขดลวดเอาต์พุตของคอยส์ซึ่งเขาเรียกว่า "เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง"

ขดลวดของ Yablochkov และ Usagin ค่อนข้างแตกต่างจากกันและกัน การพูดในภาษาสมัยใหม่หม้อแปลง Yablochkova ช่วยเพิ่มแรงดันไฟฟ้า: ในขดลวดทุติยภูมิมีการหมุนของลวดเส้นเล็กกว่าในเบื้องต้น

หม้อแปลง Usagin กำลังแยก: จำนวนรอบในขดลวดทั้งสองเท่ากัน (3000) เช่นเดียวกับแรงดันไฟฟ้าอินพุตและเอาต์พุต (500 V)

ปฏิทินของวันสำคัญ

ขดลวดเหนี่ยวนำของ Yablochkov และ "เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง" ของ Usagin เริ่มได้รับคุณสมบัติที่เรารู้วันนี้ด้วยความเร็วยอดเยี่ยม หม้อแปลง.

พ.ศ. 2427 - พี่น้องฮอปกินสันปิดส่วนสำคัญ

ก่อนหน้านี้ฟลักซ์แม่เหล็กผ่านแท่งเหล็กและบางส่วนจากขั้วเหนือไปทางทิศใต้ - ผ่านอากาศ ความต้านทานอากาศมากกว่าเหล็กถึง 8,000 เท่า ในการรับแรงดันไฟฟ้าที่เห็นได้ชัดเจนบนขดลวดทุติยภูมิมีความเป็นไปได้สำหรับกระแสขนาดใหญ่ที่ผ่านหลายรอบ หากแกนกลางถูกทำให้เป็นวงแหวนหรือเฟรมความต้านทานจะลดลงเหลือน้อยที่สุด

หม้อแปลงไฟฟ้าของปี 1880 แปรงไฟฟ้า บริษัท แสง

2428- ฮังการี Dery มีความคิดที่จะเปิดหม้อแปลงในแบบคู่ขนาน ก่อนหน้านี้ทุกคนใช้การเชื่อมต่อแบบอนุกรม

2429 - ฮอปกินส์อีกครั้ง พวกเขาเรียนรู้วิธีการคำนวณวงจรแม่เหล็กตามกฎของโอห์ม ตอนแรกพวกเขาต้องพิสูจน์ว่ากระบวนการในวงจรไฟฟ้าและแม่เหล็กสามารถอธิบายได้ด้วยสูตรที่คล้ายกัน

2432- ชาวสวีเดน Swinburne เสนอแกนกลางและหม้อแปลงขดลวดด้วยน้ำมันแร่ซึ่งมีบทบาทเป็นฉนวนในเวลาเดียวกัน วันนี้ความคิดของ Swinburne ได้รับการพัฒนา: วงจรแม่เหล็กเหล็กที่มีขดลวดจะถูกลดระดับลงในถังขนาดใหญ่ถังจะถูกปิดด้วยฝาและหลังจากการอบแห้งเครื่องทำความร้อนการอพยพการเติมด้วยก๊าซเฉื่อยไนโตรเจนและการดำเนินการอื่น ๆ

Transformer - ปลายศตวรรษที่ - ต้นศตวรรษที่ 20 (อังกฤษ)

หม้อแปลง 4000 kVA (อังกฤษ) - จุดเริ่มต้นของร้อยละ 20

กระแส สูงถึง 150,000 เหล่านี้เป็นกระแสที่ป้อนเตาหลอมสำหรับการหลอมโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก ในอุบัติเหตุกระชากปัจจุบันถึง 300-500,000 (ความจุหม้อแปลงในเตาเผาขนาดใหญ่ถึง 180 เมกะวัตต์แรงดันไฟฟ้าหลักคือ 6-35 kV บนเตาไฟฟ้ากำลังสูงถึง 110 kV, รอง 50-300 V และในเตาเผาที่ทันสมัยถึง 1200 V. )

การสูญเสีย ส่วนหนึ่งของพลังงานจะสูญเสียไปในขดลวดส่วนหนึ่ง - เพื่อให้ความร้อนแก่แกนกลาง (กระแสไหลวนในเหล็กและการสูญเสียฮิสเทรีซิส) การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของไฟฟ้าและแม่เหล็ก nole ในเวลา (50 เฮิร์ต - 50 ครั้งต่อวินาที) บังคับให้โมเลกุลหรือประจุแยกออกจากกันเพื่อปรับทิศทางตัวเองให้แตกต่างกัน: พลังงานถูกดูดซับโดยน้ำมัน, ถังเบเกไลต์, กระดาษ, กระดาษแข็ง ฯลฯ d.

ปั๊มสำหรับสูบน้ำมันหม้อแปลงร้อนผ่านเครื่องระบายความร้อนใช้พลังงานบ้าง

และโดยทั่วไปการสูญเสียนั้นเล็กน้อย: หนึ่งในการออกแบบหม้อแปลงที่ใหญ่ที่สุดสำหรับ 630,000 kW เพียง 0.35% ของกำลังงานติด มีอุปกรณ์เพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่สามารถอวดได้ n. d. มากกว่า 99.65%

อำนาจเต็ม หม้อแปลงที่ใหญ่ที่สุดคือ "ยึด" กับเครื่องกำเนิดที่ทรงพลังที่สุดดังนั้นพลังของพวกเขาจึงตรงกัน วันนี้มีหน่วยกำลังไฟ 300, 500, 800,000 กิโลวัตต์ในวันพรุ่งนี้ตัวเลขเหล่านี้จะเพิ่มขึ้นเป็น 1-1.5 ล้านหรือมากกว่านั้น

หม้อแปลงที่ทรงพลังที่สุด หม้อแปลงที่ทรงพลังที่สุดที่ผลิตโดย บริษัท ออสเตรีย "Elin" และถูกออกแบบมาสำหรับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนในโอไฮโอ กำลังของมันคือ 975 เมกะโวลต์ - แอมเพอร์มันต้องเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสร้างขึ้น - 25,000 โวลต์เป็น 345,000 โวลต์ (วิทยาศาสตร์และชีวิต, 1989, หมายเลข 1, หน้า 5)

แปดเฟสหม้อแปลงที่ใหญ่ที่สุดในโลกมีกำลังการผลิต 1.5 ล้าน kVA หม้อแปลงเป็นเจ้าของโดย บริษัท เพาเวอร์พาวเวอร์เซอร์วิส 5 ของพวกเขาลดแรงดันไฟฟ้าจาก 765 ถึง 345 kV ("วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี")

ในปี 2550 Holding Company Elektrozavod (มอสโก) ผลิตหม้อแปลงที่มีประสิทธิภาพที่สุดที่ผลิตในรัสเซียก่อนหน้านี้ - TC-630000/330 ด้วยกำลังการผลิต 630 MVA สำหรับแรงดันไฟฟ้า 330 kV มีน้ำหนักประมาณ 400 ตัน หม้อแปลงรุ่นใหม่ได้รับการพัฒนาสำหรับโรงงาน Rosenergoatom Concern

หม้อแปลงในประเทศ ORTs-417000/750 มีความจุ 417 MVA สำหรับแรงดันไฟฟ้าที่ 750 kV

ออกแบบ หม้อแปลงใด ๆ สำหรับวัตถุประสงค์ใด ๆ ประกอบด้วยห้าองค์ประกอบ: วงจรแม่เหล็กขดลวดถังฝาครอบและบูช

รายละเอียดที่สำคัญที่สุด - วงจรแม่เหล็ก - ประกอบด้วยแผ่นเหล็กซึ่งแต่ละแผ่นเคลือบด้วยฉนวนทั้งสองด้าน - เป็นชั้นเคลือบเงาที่มีความหนา 0.005 มม.

ตัวอย่างเช่นขนาดของหม้อแปลงของโรงไฟฟ้าแคนาดา Busheville (ผลิตโดย บริษัท ซีเมนส์เยอรมันตะวันตก) มีดังนี้: ความสูง 10.5 เมตร, เส้นผ่าศูนย์กลางหน้าตัด 30 - 40 ม.

น้ำหนักของหม้อแปลงเหล่านี้คือ 188 ตันหม้อน้ำและตัวขยายน้ำมันถูกเทลงมาเมื่อขนส่งและยังคงมีคนงานรถไฟต้องแก้ปัญหาที่ยาก: 135 ตันไม่ตลก! แต่ภาระดังกล่าวไม่ได้ทำให้ทุกคนประหลาดใจ: ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Obrichheim มีกลุ่มหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีกำลังการผลิต 300,000 กิโลวัตต์ “ ตัวแปลง” หลักมีน้ำหนัก 208 ตันการปรับหนึ่ง - 101 ตัน

ในการส่งมอบกลุ่มนี้ไปยังสถานที่นั้นจำเป็นต้องใช้แพลตฟอร์มรถไฟยาว 40 เมตร! ไม่ใช่เรื่องง่ายสำหรับวิศวกรกำลังของเรา: การออกแบบที่พวกเขาสร้างนั้นใหญ่ที่สุดในโลก

หม้อแปลง 388 ตัน! (สหรัฐอเมริกา)

ทำงาน หม้อแปลงขนาดใหญ่มีอายุ 94 วันจาก 100 ภาระเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 55-65% ของการคำนวณ นี่เป็นสิ่งที่สิ้นเปลืองมาก แต่ไม่มีสิ่งใดที่สามารถทำได้: อุปกรณ์หนึ่งชิ้นจะล้มเหลวตัวสำรองของมันก็ค่อนข้างเร็ว“ ทำงานจนเหนื่อย” ตัวอย่างเช่นถ้าโครงสร้างมีการบรรทุกเกินพิกัด 40% จากนั้นในสองสัปดาห์ฉนวนกันความร้อนจะเสื่อมสภาพเช่นเดียวกับบริการปกติหนึ่งปี

ในหมู่นักเรียนนั้นมีตำนานเล่าขานกันมานานเกี่ยวกับความผิดปกติที่ตอบคำถาม“ หม้อแปลงทำงานอย่างไร” "" Resourcefully "ตอบ:" Oooo ... "แต่เฉพาะวันนี้เหตุผลของเสียงนี้จึงชัดเจน

ปรากฎว่ามันไม่ใช่การสั่นสะเทือนของแผ่นเหล็กที่ถูกยึดติดกันไม่ดีการเดือดของน้ำมันและการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นของขดลวดที่จะตำหนิ สาเหตุสามารถถือได้ว่าเป็นแม่เหล็กถาวรนั่นคือการเปลี่ยนแปลงขนาดของวัสดุในระหว่างการสะกดจิต วิธีจัดการกับปรากฏการณ์ทางกายภาพนี้ยังไม่เป็นที่ทราบดังนั้นถังหม้อแปลงจึงมีเกราะป้องกันเสียงรบกวน

บรรทัดฐานสำหรับ "เสียง" ของหม้อแปลงนั้นค่อนข้างเข้มงวด: ที่ระยะ 5 ม. - ไม่เกิน 70 เดซิเบล (ระดับเสียงพูดดัง, เสียงรถยนต์) และระยะ 500 เมตรที่อาคารที่พักอาศัยมักจะอยู่ประมาณ 35 เดซิเบล (ขั้นตอนดนตรีเงียบ)

แม้แต่การทบทวนสั้น ๆ ก็ช่วยให้เราสามารถสรุปข้อสรุปที่สำคัญได้สองข้อ ข้อได้เปรียบหลักของหม้อแปลงคือการไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหว ด้วยเหตุนี้จึงทำให้ k มีค่าสูง n. d. ความน่าเชื่อถือที่ดีเยี่ยมบำรุงรักษาง่าย ข้อเสียเปรียบที่ใหญ่ที่สุดคือน้ำหนักและขนาดที่ใหญ่มาก

และคุณยังต้องเพิ่มขนาด: ท้ายที่สุดพลังของหม้อแปลงควรเพิ่มขึ้นหลายเท่าในทศวรรษหน้า

หม้อแปลงไฟฟ้า Mitsubishi Electric - 760 MVA - 345 kV

ANTHEM เคลื่อน

หม้อแปลงเป็นเครื่องจักรที่ไม่เคลื่อนไหวมากที่สุดของเทคโนโลยี “ แผ่นเหล็กที่เชื่อถือได้เหล่านี้ .. ” ดังนั้นการเน้นความเรียบง่ายของการออกแบบและน้ำหนักที่ยอดเยี่ยมชาวฝรั่งเศสชื่อ Janvier เรียกว่า transformers

แต่ความไม่สามารถเคลื่อนที่นี้ได้ชัดเจน: ขดลวดล้อมรอบด้วยกระแสและฟลักซ์แม่เหล็กเคลื่อนที่ไปตามแกนเหล็ก อย่างไรก็ตามการพูดอย่างจริงจังเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนนั้นค่อนข้างน่าอึดอัดใจ อนุภาคที่มีประจุจะคืบคลานไปตามตัวนำเกือบจะเคลื่อนไหวภายในหนึ่งชั่วโมงครึ่งเมตร ระหว่างช่วงเวลาของการเข้าและออกของกลุ่มอิเล็กตรอนที่มีป้ายกำกับประมาณหนึ่งปีผ่านไป

แล้วทำไมแรงดันไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิจึงเกิดขึ้นเกือบจะพร้อมกันเมื่อมีการรวม? มันไม่ยากที่จะตอบ: ความเร็วของการแพร่กระจายของกระแสไฟฟ้านั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเร็วของการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน แต่เกิดจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกี่ยวข้อง พัลส์พลังงานพัฒนา 100,000-2,000 km ต่อวินาที

หม้อแปลง "ไม่ยุ่งยาก" แต่สิ่งนี้ไม่ได้พูดถึงแนวโน้ม "ภายใน" ของการพัก การทำงานร่วมกันของกระแสในตัวนำนำไปสู่การปรากฏตัวของกองกำลังที่มีแนวโน้มที่จะบีบอัดขดลวดในระดับสูงเพื่อเปลี่ยนพวกเขาเมื่อเทียบกับแต่ละอื่น ๆ เพื่อเพิ่มขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของการเปลี่ยน มันเป็นสิ่งจำเป็นที่จะทำให้หดหู่ลวดที่มีผ้าพันแผล, เสา, เวดจ์

การระเบิดด้วยแรงภายในหม้อแปลงนั้นมีลักษณะคล้ายกับโซ่ตรวนที่พยายามจะทำลายโซ่ ในการต่อสู้นี้บุคคลมักจะชนะ แต่ข้างหลังรถที่เชื่องคุณต้องตาและตา ประมาณสิบอิเล็กทรอนิกส์, รีเลย์และโล่ก๊าซมีการติดตั้งในแต่ละโครงสร้างซึ่งตรวจสอบอุณหภูมิ, กระแส, แรงดันไฟฟ้า, ความดันก๊าซและในการทำงานผิดปกติน้อยที่สุดให้ปิดไฟเพื่อป้องกันอุบัติเหตุ

เรารู้อยู่แล้ว: ข้อเสียเปรียบหลักของหม้อแปลงในปัจจุบันคือความไม่ย่อท้อ เหตุผลนี้ชัดเจนเช่นกันทุกอย่างขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุที่ใช้ ดังนั้นบางทีถ้าคุณค้นหาได้ดีจะมีแนวคิดอื่น ๆ สำหรับการแปลงพลังงานไฟฟ้านอกเหนือจากที่ฟาราเดย์เสนอให้?

น่าเสียดายที่ (และอาจโชคดี - ใครจะรู้) ยังไม่มีความคิดดังกล่าวและลักษณะของพวกเขาไม่น่าเป็นไปได้ ตราบใดที่กระแสไฟฟ้าหมุนเวียนเปลี่ยนไปในภาคพลังงานและยังคงมีความจำเป็นที่จะต้องเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าความคิดของฟาราเดย์นั้นอยู่เหนือการแข่งขัน

เนื่องจากหม้อแปลงไม่สามารถถูกทอดทิ้งได้อาจเป็นไปได้ไหมที่จะลดจำนวนลง

คุณสามารถ "บันทึก" บนหม้อแปลงถ้าคุณปรับปรุงระบบการจ่ายปัจจุบัน เครือข่ายไฟฟ้าในเมืองที่ทันสมัยมีลักษณะคล้ายกับระบบไหลเวียนโลหิตของมนุษย์ จากสายเคเบิลหลักให้ขยายสาขาผ่านการเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ไปยังผู้บริโภคในท้องถิ่น แรงดันไฟฟ้าจะลดลงทีละน้อยเป็น 380 โวลต์และในทุกระดับจำเป็นต้องติดตั้งหม้อแปลง

ผู้เชี่ยวชาญภาษาอังกฤษได้พัฒนาในรายละเอียดอีกทางเลือกหนึ่งที่ทำกำไรได้มากกว่า พวกเขาเสนอให้ใช้พลังงานลอนดอนตามโครงการนี้: สายเคเบิล 275,000 เส้นเข้าสู่ใจกลางเมือง ที่นี่กระแสไฟฟ้าถูกแก้ไขและแรงดันไฟฟ้า "อัตโนมัติ" จะลดลงถึง 11,000 โวลต์กระแสตรงจะถูกส่งไปยังโรงงานและเขตที่อยู่อาศัยจะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าสลับอีกครั้งและลดแรงดัน ระดับแรงดันไฟฟ้าหลายระดับหายไปหม้อแปลงสายเคเบิลและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องน้อยลง

ความถี่ของความผันผวนในปัจจุบันในประเทศของเราคือ 50 Hz ปรากฎว่าถ้าคุณไปที่ 200 Hz น้ำหนักของหม้อแปลงจะลดลงครึ่งหนึ่ง! ที่นี่ดูเหมือนจะเป็นวิธีที่แท้จริงในการปรับปรุงการออกแบบ อย่างไรก็ตามด้วยการเพิ่มความถี่ของกระแสไฟฟ้า 4 เท่าความต้านทานขององค์ประกอบทั้งหมดของระบบไฟฟ้าและการสูญเสียพลังงานและแรงดันไฟฟ้าโดยรวมจะเพิ่มขึ้นในจำนวนเดียวกันในเวลาเดียวกัน โหมดการทำงานของสายจะเปลี่ยนไปและการปรับโครงสร้างจะไม่ชำระด้วยการออม

ตัวอย่างเช่นในญี่ปุ่นส่วนหนึ่งของระบบไฟฟ้าทำงานที่ 50 เฮิร์ตซ์และบางส่วนที่ 60 เฮิร์ตซ์ อะไรจะง่ายไปกว่าการนำระบบไปสู่“ ตัวหาร”? แต่ไม่: สิ่งนี้ไม่เพียง แต่ถูกกีดกันจากความเป็นเจ้าของของโรงไฟฟ้าและสายไฟฟ้าแรงสูงเท่านั้น แต่ยังมีค่าใช้จ่ายสูงในการเปลี่ยนแปลงที่จะเกิดขึ้น

หม้อแปลง ABB

ขนาดของหม้อแปลงสามารถลดลงได้ถ้าวัสดุแม่เหล็กและสื่อกระแสไฟฟ้าถูกแทนที่ด้วยใหม่ด้วยคุณสมบัติที่ดีกว่ามาก มีบางสิ่งที่ทำไปแล้ว: ตัวอย่างเช่นสร้างและทดสอบ หม้อแปลงตัวนำยิ่งยวด.

แน่นอนว่าการระบายความร้อนจะทำให้การออกแบบซับซ้อนขึ้น แต่ผลกำไรนั้นชัดเจน: ความหนาแน่นในปัจจุบันเพิ่มขึ้นเป็น 10,000 และเทียบกับหนึ่งก่อนหน้า (1 a) สำหรับแต่ละตารางมิลลิเมตรของส่วนลวดข้าม อย่างไรก็ตามมีผู้ที่ชื่นชอบการเสี่ยงเพียงน้อยนิดที่เดิมพันกับหม้อแปลงอุณหภูมิต่ำเพราะข้อดีของการม้วนจะถูกทำให้เป็นกลางโดยความสามารถที่ จำกัด ของวงจรแม่เหล็กเหล็ก

แต่ที่นี่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีวิธีการออก: การผูกขดลวดหลักและรองโดยไม่มีตัวกลาง - เหล็กหรือเพื่อค้นหาวัสดุที่ดีกว่าเหล็กในคุณสมบัติแม่เหล็ก วิธีแรกมีแนวโน้มมากและหม้อแปลง "อากาศ" ดังกล่าวได้รับการทดสอบแล้ว ขดลวดจะถูกหุ้มไว้ในกล่องที่ทำจากตัวนำยิ่งยวดซึ่งเป็น“ กระจก” อุดมคติสำหรับสนามแม่เหล็ก

กล่องไม่ยอมให้ฟิลด์ออกและไม่อนุญาตให้กระจายในอวกาศ แต่เราได้กล่าวไปแล้ว: สนามแม่เหล็กของอากาศนั้นใหญ่มาก คุณจะต้องปิดการหมุน "หลัก" มากเกินไปและใช้กระแสสูงเกินไปกับพวกเขาเพื่อให้ได้ "รอง" ที่เห็นได้ชัดเจน

อีกวิธีหนึ่ง - แม่เหล็กใหม่ - ก็สัญญาได้มาก ปรากฎว่าที่อุณหภูมิต่ำมากฮอลซียมเออร์เบียมดิสโพรเซียมจะกลายเป็นสนามแม่เหล็กและฟิลด์ความอิ่มตัวของมันนั้นใหญ่กว่าของเหล็ก (!) หลายเท่า แต่ก่อนอื่นโลหะเหล่านี้อยู่ในกลุ่มธาตุดินจึงหายากและมีราคาแพงและประการที่สองความสูญเสียฮิสเทรีซิสในพวกมันจะสูงกว่าเหล็กมาก

V. Stepanov

ตามวัสดุของวารสาร "เทคโนโลยีเยาวชน"