หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง มีกี่ชนิด

หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงเป็นอุปกรณ์ทางไฟฟ้าชนิดหนึ่ง   ที่ใช้ในการเปลี่ยนค่าพลังงานของแรงดันไฟฟ้าจากพลังงานไฟฟ้าที่มีศักย์ต่ำเป็นพลังงานไฟฟ้าที่มีศักย์สูงกว่า หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงได้มีการค้นพบโดย ไมเคิล ฟาราเดย์และโจเซฟ เฮนรี่ ประมาณช่วงคริสต์ศักราชที่ 1880 ในขณะที่กำลังทำการทดลองเกี่ยวกับการเหนี่ยวนำของแม่เหล็กไฟฟ้า ในช่วงแรกของการค้นพบอุปกรณ์ทางไฟฟ้านี้นั้นใช้ขดลวดเหนี่ยวนำไฟฟ้าในการเปลี่ยนค่าพลังงานของไฟฟ้าที่ประดิษฐ์โดย นิโคลาส คัลเลน ในปีคริสต์ศักราช 1836 ในปัจจุบันมีการใช้หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง กันอย่างแพร่หลายโดยเฉพาะในสำนักงานใหญ่ โรงงานต่างๆ หรือแม้กระทั่งหม้อแปลงตามเสาไฟฟ้าที่สามารถพบเห็นได้ทั่วไป เนื่องจากหม้อแปลงไฟฟ้าสามารถให้พลังงานไฟฟ้าที่สูงกว่าอุปกรณ์ทางไฟฟ้าอื่นๆ และใช้พลังงานในการแปลงพลังงานไฟฟ้าเพียงนิดเดียวเท่านั้น หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงมีหลากหลายขนาดหลากหลายชนิดให้เลือกใช้ทั้งตามวัตถุประสงค์การใช้งาน ชนิดของระบบไฟฟ้า การพันของขดลวดหรือตามลักษณะแกนแม่เหล็ก เช่น หม้อแปลงไฟฟ้าแบบติดตั้งข้างนอกและแบบติดตั้งข้างใน หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแรงดันขึ้นและแรงดันลง เป็นต้น

หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงโดยปกติแล้วจะมีส่วนประกอบหลักๆ อยู่ 3 ส่วนคือ 1. แกนเหล็ก จะมีลักษณะเป็นแผ่นบางๆ เพื่อใช้เป็นวงจรแม่เหล็กและทำให้สามารถลดการไหลวนของกระแสไฟฟ้าได้ แผ่นของแกนเหล็กจะต้องมีส่วนประกอบที่เป็นซิลิคอนอยู่จำนวนมาก ความหนาบางของแผ่นเหล็กจะขึ้นอยู่กับความถี่ของระบบไฟฟ้า เช่น 0.35 มิลลิเมตรสำหรับระบบไฟฟ้าที่มีความถี่ 50 เฮิทซ์ เป็นต้น แกนเหล็กยังมีหลายลักษณะทั้งแกนเหล็กแบบคอร์ที่สามารถใช้สร้างแรงดันไฟฟ้าให้มีความดันสูงๆได้ แกนเหล็กแบบเชลล์ และแกนเหล็กแบบทอร์รอย 2. ขดลวดตัวนำ ภายในหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงจะมีขดลวดสำหรับนำไฟฟ้าที่มีลักษณะเป็นขดลวดทองแดงหรืออลูมิเนียมที่หุ้มด้วยฉนวน หม้อแปลงไฟฟ้าแบบทั่วไปจะมีขดลวดสองชุดคือ ขดลวดที่รับพลังงานหรือขดลวดปฐมภูมิ และขดลวดสำหรับจ่ายพลังงานหรือขดลวดทุติยภูมิ ขดลวดจะต้องมีฉนวนหุ้มเสมอเพื่อให้ทนต่อความร้อนและทนต่อการกัดกร่อนได้ 3. ฉนวน ฉนวนจะคั่นระหว่างแกนเหล็กและขดลวดภายในหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงเพื่อไม่ให้เสียดสีกันจนเกิดความร้อน

พื้นฐานการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงจะใช้หลักการของ ไมเคิล ฟาราเดย์ ซึ่งเป็นกฏพื้นฐานของการคำนวณและหลักการทำงานของแม่เหล็กไฟฟ้า โดยใช้คำนวณการเคลื่อนที่และทิศทางการไหลเวียนของแม่เหล็กไฟฟ้าภายในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้า นักวิทยาศาสตร์ได้นำกฏพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์มาสร้างเป็นหลักการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง สองข้อคือ กระแสไฟฟ้าสามารถสร้างสนามแม่เหล็กได้และการเปลี่ยนแปลงพลังงานจากสนามแม่เหล็กภายในขดลวดทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ จากกฏทั้งสามอย่างข้างต้นนั้นจึงสามารถสรุปหลักการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าได้ดังนี้คือ พลังงานไฟฟ้าจะถูกส่งถ่ายไปยังวงจรของขดลวดปฐมภูมิที่อยู่ภายในหม้อแปลง โดยกระแสไฟฟ้าที่นำเข้ามาภายในขดลวดจะสร้างเส้นแรงแม่เหล็กหรือที่เรียกกันว่า flux และแรงแม่เหล็กขึ้นที่แกนเหล็กของหม้อแปลง กระแสไฟฟ้าที่ไหลเวียนภายในหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่ทำงานมีขดลวดเคลื่อนที่สลับขั้วกันกลับไปมาด้วยอัตราเร็วที่เท่ากับความถี่ของกระแสไฟฟ้า จึงทำให้เส้นแรงแม่เหล็กตัดกับขดลวดและเกิดเป็นการเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าขึ้นที่ขดลวดทุติยภูมิแล้วจึงส่งพลังงานไฟฟ้าออกนอกหม้อแปลง

ประสิทธิภาพเป็นความสามารถในการทำงานของสิ่งๆ หนึ่ง ประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงสามารถสังเกตได้จากสามตัวแปรหลักๆ คือ 1. โวลต์เตจเรกกูเลชั่น หรือ Voltage Regulation จะบอกอัตราการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของขดลวดทุติยภูมิ เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าภายในหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงจะแตกต่างกันออกไปขึ้นอยู่กับแกนเหล็ก ลักษณะการพันของขดลวดทั้งสอง การอัดของแกนเหล็ก และที่สำคัญคือการออกแบบหม้อแปลงไฟฟ้านั้นๆ ทำให้การควบคุมแรงดันไฟฟ้าแตกต่างและทำให้เกิด Voltage Regulation 2. ความสูญเสียในหม้อแปลงไฟฟ้าหรือ Losses หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง เป็นเครื่องกลไฟฟ้าที่สูญเสียพลังงานน้อยที่สุดเมื่อเทียบกับเครื่องกลไฟฟ้าที่มีมอเตอร์อยู่ภายในตัว เนื่องจากมอเตอร์จะต้องเคลื่อนที่ในขณะที่ทำการสร้างกระแสไฟฟ้าหรือพลังงานขึ้นภายใน แต่หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงจะมีเพียงสองจุดที่มีการสูญเสียคือ การสูญเสียขดลวดตัวนำไฟฟ้าและการสูญเสียแกนเหล็กและค่าสูญเสียจะคงที่ตลอดเวลา 3. ประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง ประสิทธิภาพของหม้อแปลงจะค่าเท่ากับอัตราส่วนของกำลังขาเข้าและขาออก หากแตกต่างกันมากแสดงว่ามีประสิทธิภาพต่ำ หากใกล้เคียงกันแสดงว่ามีประสิทธิภาพสูงกว่า

การต่อหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงมีอยู่สองแบบคือ การต่อแบบขนานและการต่อแบบเพื่อเชื่อมกับระบบไฟฟ้า 3 เฟส 1.การต่อแบบขนานเป็นการนำหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงมาต่อเข้าด้วยกันแบบขนานหรือต่อพ่วงเข้าด้วยกันตั้งแต่สองตัวขึ้นไปเพื่อช่วยในเรื่องของการจ่ายกระแสไฟฟ้า การต่อขนานสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการจ่ายกำลังไฟฟ้าและเป็นลดต้นทุนในการติดตั้งหม้อแปลงที่มีกำลังจ่ายไฟสูง 2. การต่อหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงเพื่อให้สามารถต่อเข้ากับระบบไฟฟ้าแบบ 3 เฟสได้ แบ่งออกเป็นอีก 2 แบบ หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงแบบหนึ่งเฟสสามตัวกับหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงแบบสามเฟสหนึ่งตัว โดยมีวิธีการต่อทั้งขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิอยู่สองแบบ การต่อแบบเดลต้าโดยต่อขดลวดเข้าด้วยกัน ปลายขดลวดของหม้อแปลงตัวแรกเข้ากับต้นขดลวดของหม้อแปลงตัวที่สอง ปลายขดลวดของหม้อแปลงตัวที่สองเข้ากับต้นขดลวดของหม้อแปลงตัวที่สาม และปลายขดลวดของหม้อแปลงตัวที่สามเข้ากับต้นขดลวดของหม้อแปลงตัวที่หนึ่ง รวมกันแล้วจะได้วงจรแบบอนุกรมปิด และการต่อแบบวายโดยให้ปลายขดลวดของหม้อแปลงตัวที่หนึ่ง สอง และสามต่อเข้าด้วยกัน แล้วนำต้นขดลวดของหม้อแปลงทั้งสามต่อกับแหล่งจ่ายไฟ

Author

Write something about yourself. No need to be fancy, just an overview.

Archives

December 2012


Categories

All
หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง


RSS Feed