Van grote energiecentrales tot compacte SMPS-schakelingen, transformatoren zijn bijna overal te vinden. Hoewel er veel soorten transformatoren zijn en hun exacte werking verschilt op basis van de toepassing, blijft de basiswerking van de transformator hetzelfde. Wanneer we een schema bekijken met een transformator erin, hebben we misschien "punt" -achtige symbolen opgemerkt die aan het ene uiteinde van de transformatorwikkelingen zijn geplaatst. Deze symbolen worden geplaatst volgens de puntconventie-regel. Maar wat is het? En welk doel dient het?
Wat is Dot Convention?
De Dot-conventie is een soort polariteitsmarkering voor transformatorwikkelingen die aangeeft welk uiteinde van de wikkeling dat is, in verhouding tot de andere wikkelingen. Het wordt gebruikt om faserelaties aan te geven in schematische diagrammen van transformatoren en het omvat de plaatsing van stippen bovenop de primaire en secundaire aansluitingen, zoals hieronder weergegeven.
Wanneer de stippen naast de bovenste uiteinden van de primaire en secundaire wikkelingen worden geplaatst, zoals hieronder weergegeven, geeft dit aan dat de polariteit van de momentane spanning over de primaire wikkeling dezelfde zal zijn als die over de secundaire wikkeling. Dit betekent dat de faseverschuiving tussen de primaire en secundaire wikkeling nul zal zijn (in fase) en dat de richting van de secundaire stroom (Is) en primaire stroom (Ip) hetzelfde zal zijn.
Als de punten echter in omgekeerde posities zijn geplaatst (bijv. Omhoog op primair, omlaag op secundair of vice versa), zoals in de onderstaande afbeelding, geeft dit aan dat de primaire en secundaire stroom en spanningen 180 ° uit fase zijn en de primaire en secundaire stromen (IP en IS) zullen in tegengestelde richting van elkaar zijn.
Met de kennis van deze conventie en de polariteit van de transformator, hebben de ingenieurs nu hun lot in handen en kunnen ze beslissen om de faserelaties om te keren op elke manier die ze willen door te veranderen welk uiteinde van hun circuit is verbonden met de terminals van de transformator. Bijvoorbeeld, voor het voorbeeld van de uit-fase transformator hierboven, door te schakelen hoe de terminals zijn verbonden zoals in de onderstaande afbeelding, wordt de secundaire zijde in fase gemaakt met de primaire.
Waarom is puntconventie belangrijk?
Bij de studie van transformatoren wordt algemeen aangenomen (althans voor ohmse belastingen) dat de spanning en stroom in fase zijn voor de secundaire en primaire wikkelingen. Deze aanname is meestal gebaseerd op de overtuiging dat de secundaire wikkeling en de primaire wikkeling van de transformator in dezelfde richting plaatsvinden. De faserelatie tussen primaire en secundaire stromen en spanningen hangt af van hoe elke wikkeling om de kern is gewikkeld, dus als de wikkeling in dezelfde richting om de kern wordt gewikkeld, zoals hieronder getoond; dan moeten de spanning en stroom aan beide zijden in fase zijn.
Deze aanname is echter niet altijd correct, aangezien de richting van de wikkelingen tegengesteld kan zijn (zoals weergegeven in de afbeelding hierboven), wat betekent dat als de aansluiting op dezelfde klemmen is, de spanning in de secundaire wikkeling (VS) zal zijn uit fase en de richting van de stroom (Is) is in tegengestelde richting van de primaire stroom.
Dit faseverlies en de omgekeerde polariteit, hoe triviaal het ook klinkt, veroorzaken ernstige problemen bij de beveiliging, meet- en regelsystemen van het voedingssysteem. Het omkeren van de polariteit in een instrumenttransformatorwikkeling kan bijvoorbeeld beveiligingsrelais omzeilen, leiden tot onnauwkeurige vermogens- en energiemetingen of resulteren in de weergave van een negatieve vermogensfactor tijdens metingen. Het kan ook leiden tot een effectieve kortsluiting in parallelle transformatorwikkelingen, en in signaalcircuits, kan leiden tot een onjuiste werking van versterkers en luidsprekersystemen, of het annuleren van signalen die bedoeld zijn om toe te voegen.
Omdat transformatoren niet transparant zijn, is het onmogelijk om te weten op welke manier een circuit erop moet worden aangesloten om een in-fase (of uit-fase) spanning en stroom te krijgen, dus om de risico's te verminderen die gepaard gaan met omgekeerde polariteitsverbinding en fase verlies, en een manier bieden om de polariteit van de wikkelingen te identificeren, kwamen transformatorfabrikanten met een polariteitsindicatiestandaard genaamd; de " Dot Conventie ".
Alfanumerieke labels in transformatoren
Afgezien van de puntconventie, is een andere polariteitsindicatietechniek die in transformatoren wordt gebruikt de alfanumerieke labels, die meestal bestaan uit de "H" en "X", samen met subscriptnummers die de polariteit van de wikkeling vertegenwoordigen. De "1" -draden (H1 en X1) geven aan waar de polariteitsmarkeringspunten normaal gesproken zouden worden geplaatst. Een typische transformator met het alfanumerieke label wordt hieronder weergegeven.
