เจาะลึกหม้อแปลงแยกเดี่ยว: อธิบายหลักการและฟังก์ชัน

หม้อแปลงแยกหรือที่เรียกว่าหม้อแปลงนิรภัยเป็นหม้อแปลงที่ออกแบบมาเพื่อแยกขดลวดอินพุตออกจากขดลวดเอาต์พุตด้วยระบบไฟฟ้า พวกมันถูกใช้เพื่อแยกวงจรคู่ตั้งแต่สองวงจรขึ้นไปด้วยไฟฟ้า ฟังก์ชันหลักของหม้อแปลงแยกส่วนประกอบด้วยการอำนวยความสะดวกในการทำงานอย่างปลอดภัยในระหว่างการบำรุงรักษาและบำรุงรักษาเครื่องจักร โดยให้การป้องกันฟ้าผ่าและฟังก์ชันการกรอง การออกแบบนี้ป้องกันการสัมผัสกับส่วนประกอบที่มีไฟฟ้าโดยไม่ตั้งใจ จึงรับประกันสภาพแวดล้อมการทำงานที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น

หม้อแปลงแยกทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ส่งกำลังความปลอดภัยที่จำเป็น ซึ่งมักใช้ในการบำรุงรักษาเครื่องจักรและการใช้งานในการป้องกัน มีลักษณะเป็นฉนวนไฟฟ้าระหว่างขดลวดอินพุตและเอาต์พุต โดยทั่วไป หม้อแปลงแยกคือหม้อแปลง 1:1 ซึ่งหมายความว่าอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าระหว่างด้านอินพุตและเอาต์พุตจะเท่ากัน ตัวอย่างเช่น ในหม้อแปลงแยกเฟสเดียว แรงดันไฟฟ้าหลักและทุติยภูมิอาจเป็น 220V ก็ได้ ซึ่งทำให้มั่นใจได้ถึงการแยกทางไฟฟ้าที่ปลอดภัยสำหรับการบำรุงรักษาเครื่องจักรและการใช้งานอื่น ๆ ที่ต้องใช้การแยกทางไฟฟ้า

นอกจากนี้ ในหม้อแปลงแยกสามเฟส แรงดันไฟฟ้าหลักและรองอาจเป็น 380V เหมาะสำหรับการป้องกันไฟฟ้าและการใช้งานแยกภายในระบบไฟฟ้าสามเฟส

หลักการของหม้อแปลงแยก:

หลักการของหม้อแปลงแยกส่วนเกี่ยวข้องกับการใช้หลักการพื้นฐานของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อแยกขดลวดอินพุต (ขดลวดปฐมภูมิ) ออกจากขดลวดเอาต์พุต (ขดลวดทุติยภูมิ) ทางไฟฟ้า วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อป้องกันอันตรายที่เกิดจากการสัมผัสกับส่วนประกอบที่มีไฟฟ้าโดยไม่ได้ตั้งใจหรือชิ้นส่วนโลหะที่อาจได้รับพลังงานเนื่องจากความเสียหายของฉนวน

หม้อแปลงแยกทำงานคล้ายกับหม้อแปลงชนิดแห้งทั่วไปโดยอาศัยการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ประกอบด้วยแกนเหล็กปฐมภูมิที่ล้อมรอบด้วยขดลวดหนึ่งเส้นหรือมากกว่า เมื่อขดลวดปฐมภูมิได้รับพลังงาน สนามแม่เหล็กจะถูกเหนี่ยวนำผ่านแกนเหล็กไปยังขดลวดทุติยภูมิ ดังนั้นจะเหนี่ยวนำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกันในขดลวดทุติยภูมิ อย่างไรก็ตาม ขดลวดของหม้อแปลงแยกไม่ได้เชื่อมต่อทางไฟฟ้าโดยตรงซึ่งแตกต่างจากหม้อแปลงทั่วไป พวกมันถ่ายโอนพลังงานผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก

หน้าที่สำคัญของหลักการแยกหม้อแปลงไฟฟ้า:

• การแยกไฟฟ้า: หม้อแปลงแยกจะแยกขดลวดอินพุตและเอาต์พุตด้วยระบบไฟฟ้า ช่วยป้องกันการเชื่อมต่อไฟฟ้าโดยตรงระหว่างขดลวดเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การแยกสัญญาณนี้ช่วยในการปิดกั้นสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าและการแพร่กระจายของสัญญาณรบกวนระหว่างวงจร เพิ่มเสถียรภาพและความปลอดภัยของระบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีไฟฟ้าแรงสูงหรือมีศักย์ไฟฟ้าที่เป็นอันตราย หม้อแปลงแยกจะป้องกันไฟฟ้าช็อตโดยไม่ตั้งใจ
• การปราบปรามสัญญาณรบกวนความถี่สูง: หม้อแปลงแยกมีวัสดุแกนเหล็กที่มีคุณสมบัติการสูญเสียความถี่สูง ดูดซับและระงับสัญญาณความถี่สูงและสัญญาณรบกวนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะช่วยป้องกันสัญญาณรบกวนไม่ให้เข้าสู่วงจรควบคุมหรือวงจรที่มีความละเอียดอ่อนอื่นๆ ช่วยเพิ่มความต้านทานของระบบต่อการรบกวนและความเสถียร
• การคุ้มครองความปลอดภัยส่วนบุคคล: ในระบบไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบจ่ายไฟแรงดันต่ำ เส้นที่เป็นกลาง (เส้นศูนย์) มักจะเชื่อมต่อกับศักย์ไฟฟ้าของพื้นดิน สิ่งนี้ทำให้เกิดความเสี่ยงต่อการเกิดไฟฟ้าช็อตเมื่อสัมผัสกับส่วนประกอบที่มีไฟฟ้า หม้อแปลงแยกเดี่ยวโดยการลอยด้านทุติยภูมิ (ด้านเอาต์พุต) สัมพันธ์กับศักย์ไฟฟ้าของกราวด์ ช่วยป้องกันการเกิดวงจรที่สมบูรณ์แม้ว่าบุคคลจะสัมผัสกับส่วนประกอบที่มีไฟฟ้าอยู่ก็ตาม ช่วยลดความเสี่ยงของไฟฟ้าช็อตและรับประกันความปลอดภัยส่วนบุคคล

การใช้งานทั่วไปของหม้อแปลงแยก:

• การแยกอุปกรณ์ออกจากสายไฟ AC: การใช้งานทั่วไปของหม้อแปลงแยกส่วนคือเพื่อแยกอุปกรณ์ทางไฟฟ้าออกจากสายไฟ AC ตัวอย่างเช่น ในแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ (SMPS) หม้อแปลงแยกจะแยกวงจรหลักออกจากวงจรทุติยภูมิ ป้องกันการรบกวนของวงจรและไฟฟ้าช็อตโดยไม่ได้ตั้งใจ
• การวินิจฉัยข้อผิดพลาดอย่างปลอดภัย: ในระหว่างการแก้ไขปัญหาวงจร หม้อแปลงแยกจะมีจุดต่อสายดินที่ปลอดภัย ป้องกันการลัดวงจรระหว่างโพรบออสซิลโลสโคปและวงจรหลัก จึงเป็นการปกป้องส่วนประกอบและอุปกรณ์ทดสอบที่จำเป็น
• การกำจัดปัญหาการต่อสายดิน: หม้อแปลงแยกส่วนช่วยลดอันตรายด้านความปลอดภัยที่เกิดจากความต่างศักย์ไฟฟ้าของกราวด์ โดยการแยกจุดอ้างอิงกราวด์ไปยังตำแหน่งที่ปลอดภัย จะป้องกันการลัดวงจรของวงจรและความเสียหายที่เกิดจากปัญหากราวด์
• การวินิจฉัยและการแก้ไขวงจรกราวด์: ในสถานการณ์ที่มีอุปกรณ์หลายตัวที่มีเส้นทางกลับกราวด์แต่ละเส้นเชื่อมต่อถึงกัน หม้อแปลงแยกจะถูกใช้เพื่อวินิจฉัยและแก้ไขปัญหาวงจรกราวด์ โดยระบุแหล่งที่มาของกระแสรั่วไหลกราวด์
• การลดสัญญาณรบกวนความถี่สูง: หม้อแปลงแยกช่วยลดการส่งผ่านสัญญาณรบกวนความถี่สูงและการรบกวนระหว่างวงจร การเหนี่ยวนำแบบอนุกรมและการป้องกันฟาราเดย์ช่วยลดการมีเพศสัมพันธ์แบบคาปาซิทีฟระหว่างปลายทั้งสองด้านของหม้อแปลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สรุปได้ว่า หม้อแปลงแยก มีบทบาทสำคัญในระบบไฟฟ้าโดยจัดให้มีการแยกทางไฟฟ้า การป้องกันความปลอดภัย และการปราบปรามสัญญาณรบกวน เป็นองค์ประกอบสำคัญในการออกแบบและบำรุงรักษาวงจร เพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของระบบ

Tags:ITEU-SP4K