8 (495) 988-61-60

Без выходных
Пн-Вск с 9-00 до 21-00

Вариатор устройство и принцип действия


Устройство вариатора и принцип работы

С каждым годом в автомобильной отрасли происходят существенные изменения: разрабатываются все новые устройства и аппараты для облегчения вождения и улучшения качества поездки. Постепенно все общепринятые приборы заменяются наиболее удачными изобретениями. Не стала исключением и всеми известная коробка передач.

Если вы страстный автолюбитель, то наверняка не раз сталкивались с названием – бесступенчатый вариатор. Эта новинка наших дней была придумана много лет назад. Еще одаренным Леонардо да Винчи в 1490 году. Но воплотить ее в жизнь смогли только в 1950 годах. Первым легковым автомобилем с такой трансмиссией стала 600-я модель от фирмы «DAF». В ней установили вариатор под названием «Variomatic», затем эстафету перехватила компания «Volvo». Сейчас многие автомобильные компании стали поставлять на рынок свои автомобили именно с такой трансмиссией.

Отличие вариатора от других коробок передач

Механическая коробка (МКПП) имеет пять скоростей, автоматическая (АКПП) – восемь, а вариатор обладает неограниченным количеством передач. Но это не главная разница. Для уяснения ситуации, немного опишем принцип действия двигателя, чтобы понять, в чем удобство использования вариатора.

Устройство механической коробки передач

Итак, в привычных ступенчатых коробках передач есть существенный недостаток – они имеют фиксированные передаточные числа, которых на дороге порой недостаточно. Даже при езде по абсолютно ровной поверхности двигатель должен, разгоняясь преодолевать внешнюю нагрузку – силу инерции, а затем, достигая идеального соотношения количества оборотов и передаточного числа, он набирает скорость. А после этого передача становится низкой. Для ее повышения необходимо использовать большее количество ступеней, а в коробках передач их заложено определенное количество. Да еще при переходе на каждую из них происходит рывок. Поэтому возникло решение убрать ступени трансмиссии. В результате получили вариатор. Он представляет собой идеальный вариант, в котором смена скоростей происходит плавно без скачков.

Этот аппарат постепенно изменяет крутящий момент на ведомом и ведущем диске. Он начинает свое движение плавно, в отличие от других коробок передач. Авто, оснащенное им, ведет себя так, как будто на нем стоит мощный электродвигатель. Скорость машины увеличивается плавно, без постороннего шума. Из-за того, что вариатору не требуется переключения передач, авто с ним набирает скорость быстрее, чем с другими КПП.

Клиноцепной вариатор

К тому же автомобиль с вариатором намного проще в управлении. С ним под силу справиться даже начинающему автолюбителю, так как такой вид трансмиссии не реагирует на манеру вождения водителя и не способен заглохнуть. Даже при стремительном разгоне двигатель работает очень тихо, по сравнению с другими коробками. Если полностью притопить педаль газа, то произойдет молниеносное ускорение автомобиля без характерного «рычания».

Как ездить на вариаторе

Некоторым не нравиться, что мотор никак себя не проявляет при смене скорости, но это непривычно тем, кто привык ездить на автоматике или спортивных машинах, где «рёв» добавляет адреналина водителю.

Эта трансмиссия обладает большими возможностями, это подтверждает и тот факт, что до 1994 года на гонках болидов Формулы-1 ее нельзя было использовать.

Ведущие автомобильные производители наладили выпуск моделей вариаторов, создаваемых на своем предприятии, а чтобы выделить их из основной массы каждая фирма дала определенное название изобретению. Бесступенчатая КПП «Lineartronic» была разработана Subaru, «Multimatic» производит Honda, Autotronic — Mercedes-Benz, Multitronic — Audi, а «Multidrive» — Toyota. Некоторые фирмы выпустили по два варианта вариатора:

  • «X-Tronic» и «Hyper» от Nissan;
  • «Ecotronic» и «Durashift CVT» — творения от Ford

Чтобы автолюбителям сразу было понятно, что на машине стоит вариатор ему присвоили обозначение CVT. В ней зашифровано три слова – постоянно изменяющаяся трансмиссия (Continuously Variable Transmission).

Принцип работы вариатора и его устройство

Бесступенчатая коробка плавно изменяет крутящий момент в заданных промежутках регулирования. Это достигается за счет ее особой конструкции, которая состоит из следующих компонентов:

  • вариатора;
  • механизма сцепления;
  • аппарата для передачи реверса;
  • процессора с исполнительным устройством.

В качестве автоматического сцепления выступают разные виды устройств. Без них крутящий момент сразу же передавался бы на колёса, а так указанный узел будет отвечать за плавную передачу движения. Сцепление может быть:

  • центробежным – технология «Transmatic»;
  • мокрым многодисковым – представители «Multimatic» и «Multitronic»;
  • электромагнитным — вариатор «Hyper»;
  • гидротрансформаторным.

Последний вид применяется на большинстве авто. Он обеспечивает плавную работу двигателя без рывков и продлевает жизнь вариатору. На высоких оборотах входит в режим полного зацепления, при котором исключается проскальзывание. Но часть его мощности может уходить в нагрев. А бывают случаи, что он перегревается, об этом становиться известно по зажигающейся красной лампочке на приборной доске.

Устройство вариатора

Работа вариатора осуществляется с помощью электронного блока. Он отвечает за следующие функции:

  • управление сцеплением;
  • изменение передаточного отношения между валами вариатора;
  • контролирование работы планетарного редуктора;
  • обеспечение действия реверсивного аппарата.

К электронному блоку передается информация от множества датчиков. Поэтому его работа взаимосвязана с показателями оборотов двигателя, давления в шинах, ABS и т. д. Сбор информации фильтруется в аппарате, и он автоматически настраивается на нужное передаточное число.

Но вариаторы не могут самостоятельно производить задний ход авто, поэтому для этих целей предусмотрен планетарный редуктор. Принцип действия, которого схож с работой в автоматической коробке.

Водитель при управлении транспортом с CVT проделывает практически те же действия, что и при использовании АКПП. Но они немного упрощаются, он выбирает только режим, а остальное выполняет за него удобное устройство вариатора. Также оно позволяет повторить некоторые манипуляции, возможные в привычных КПП. Например, можно зафиксировать определенное передаточное соотношение. Некоторые водители не чувствуют разгона машины, и потому относят постоянную частоту оборотов коленвала к недостаткам аппарата, но к этому надо привыкнуть и со временем удобство бесступенчатой коробки станет очевидным.

Виды вариаторов

Существуют несколько разновидностей. Они отличаются между собой по своей конструкции.

Клиноременной механизм

Это самый распространенный агрегат. В основном он состоит из одной передачи, реже из двух. Такой вариатор имеет два шкива, которые между собой соединяются клиновидным ремнем. Один шкив ведущий, а второй ведомый. Вначале между ними закладывалась армированная резина, но затем ее заменили стальные пластины. Они способны передавать больший крутящий момент, обладают меньшим радиусом изгиба и долговечны.

Конструкция шкивов состоит из двух конусовидных половин, которые имеют уклон к оси вала. Эти конструкции при движении то отдаляются, то приближаются друг к другу. Ремень не что иное, как металлическая лента, имеющая покрытие. А также встречаются варианты, когда она состоит из тросов, они являются наиболее прочными.

Принцип работы

Принцип действия

При раздвижении шкивов лента уходит внутрь, когда они сближаются — ремень приобретает форму клина. В последнем случае радиус шкива увеличивается, а вместе с ним становиться больше и передаточное число, а в предыдущем варианте все наоборот. В промежутках между этими состояниями ремень становится прямым. Для смещения шкивов используются пружины, а также центробежная сила, создаваемая гидравлическим приводом. Он управляется электроникой, которая способна создать оптимальные условия для бесперебойной работы мотора. Водитель выбирает режим, а она настраивает работу CVT. За счет этого происходит увеличение его ресурса, снижение износа и уменьшение использования топлива.

Клиноцепной вариатор


Вместо ремня в такой конструкции используется цепь. Отсюда и название вида. Звено такого устройства представляет собой несколько пластинок, которые между собой объединяются цилиндрическими осями. Они обеспечивают наименьший радиус изгиба. Цепь изготовлена из высокопрочной стали, так как при работе постоянно находится в контакте с конусовидными дисками и претерпевает сильные нагрузки. Такая работа сопровождается высокими температурами, и чтобы их снизить в вариаторе предусмотрели охлаждение жидкости в принудительном порядке.

За счет использования цепи удалось уменьшить радиус изгиба, он может быть 25 мм, поэтому такой вид вариатора имеет больший диапазон передаточных чисел. Клиноцепной вид отличается от своих аналогов наибольшим КПД, но из-за этого имеет и самую высокую стоимость. Такой вариатор был впервые применен на моделях Audi.

Тороидный вид вариатора

Он не содержит ни цепи, ни ремня. Движение дисков, которые применяются вместо шкивов, происходит при помощи роликов, создающих крутящий момент между ними. Передаточное число меняется при смене положений роликов и изменением их радиусов, которые обкатывают диски. Их поворот осуществляется за счет определенных устройств. Они способны регулировать силу прижатия роликов к дискам. В каждом таком вариаторе автомобильные фирмы применяют свои устройства. Например, компания Ниссан в своем аппарате «X — Tronic» заложила гидравлический механизм, управляемый электроникой. Он перемещает ролики вверх и вниз на самые малые расстояния, а затем из-за сдвига они проворачиваются самостоятельно.

Принцип работы

Такой вид вариатора применяется реже всех, но за ним будущее.

Достоинства и недостатки вариатора

Любое изобретение имеет какие-то недоработки, не стал исключением и CVT. Его слабые стороны пытаются устранить, а пока они существуют, стоит о них знать:

  1. Такие коробки передач не устанавливают на мощные авто, хотя уже есть несколько экземпляров именно с ними.
  2. Ремонт CVT требует больших материальных затрат, и к тому же его осуществляют не на всех СТО. Очень сложно найти специалиста, который бы хорошо разбирался в устройстве данного типа.
  3. Работа вариатора зависит от показаний множества датчиков, и если вдруг выйдет из строя хотя бы один из них, то это может привести к неправильной работе всей системы трансмиссии.
  4. Такой аппарат требует заполнения внутренней его части специальной жидкостью, которая отличается высокой стоимостью в сравнении с аналогами, предназначенными для АКПП. А также ее уровень необходимо постоянно контролировать.
  5. Трансмиссия испытывает большие нагрузки.
  6. С данной коробкой передач существуют определенные ограничения по буксировке автомобилей, а также при использовании прицепов.
Неисправности вариатора

Но машина с вариатором имеет множество существенных преимуществ:

  1. Удобство поездки на автомобиле с бесступенчатой КПП.
  2. Плавность движения машины – стремительный разгон и торможение не вызывает рывков, как при использовании других коробок передач.
  3. Стабильность показателей при достаточно продолжительном движении.
  4. За счет оптимальной нагрузки на двигатель и продуманности работы автомата происходит существенная экономия топлива.
  5. Уровень вредных веществ, создаваемых отработанными газами ниже, чем в автомобилях с АКПП И МКПП.
  6. Безопасность езды на обледенелых дорогах, так как вариатор исключает пробуксовку колес.
  7. Электронное управление работой двигателя увеличивает срок его износа, предотвращает от частых ремонтов.
  8. Авто с вариатором ездит намного тише, чем с обычными коробками.

Новинки вариаторов

С каждым годом все больше автопредприятий ставят на свои модели CVT. При этом постоянно улучшая их характеристики и внедряя в агрегаты новые технологии. Одним из последних изобретений является общее детище компании Nissan и JATCO — облегченный и уменьшенный вариатор. Он выполнен в виде аппарата клиноременного типа совмещенного с новой коробкой передач. Данный вид отличается своими серьезными характеристиками:

  • имеет наибольшее передаточное число. Его диапазон увеличен на двадцать процентов от обычного вариатора, поэтому он способен быстрее набирать скорость и тормозить. Это число 7.3:1. Оно выше, чем на автоматической коробке передач с семью ступенями;
  • масса нового изобретения уменьшена на 13%;
  • оснащен ASC. Эта система подбирает наилучшее передаточное число во время движения, при разгоне и торможении.

Вариатор фирмы JATCO

Сейчас представители компании «Porsche» подтверждают, что ведут разработки по совершенствованию вариатора. Они улучшают характеристики комфортности поездки, разгона и торможения. Увеличивают КПД и уменьшают расход топлива. Хотят сделать такой вариант бесступенчатой трансмиссии, при котором вариатор станет схож с 8-ми ступенчатой АКПП.

Стремление усовершенствовать вариатор и проводимые новые разработки его видов еще раз доказывают, что за ним будущее. Возможно, скоро он полностью заменит привычные механизированные, роботизированные и автоматизированные коробки передач. В особенности делается упор на его гибридные виды, при которых мотор будет работать в оптимальном режиме, а получаемая энергия будет сохраняться в накопителе, а затем расходоваться на движение авто.

Что такое вариатор? Принцип работы вариатора - e-fee.ru

Что такое вариатор? Принцип работы вариатора

CVT представляет собой бесступенчатую трансмиссию с внешним управлением, которая позволяет автоматически плавно изменять передаточное число, выбирая наиболее подходящее в соответствии с внешней нагрузкой и частотой вращения двигателя, что дает возможность максимально использовать своей мощности. В технике существует много различных конструкций этого типа, но автомобиль представляет собой распространение двух типов регулируемых приводов: клиноременной и тороидальной.

Клиноременный вариатор как тип трансмиссии известен издавна. Его основные части - два скользящих шкива и соединительный ремень, имеющий в поперечном сечении трапециевидную форму. Если половинки ведущего шкива сдвинуть его, они проталкивают ремень, как бы зажатый между ними клин (отсюда и название «клиновой ремень»), снаружи - радиус шкива, в котором ремень будет увеличиваться, следовательно, будет увеличивают и передаточное число. Но если половинки ведомого шкива, наоборот, толкнуть, ремень упадет внутрь и будет работать на малом радиусе - соотношение уменьшится.Если оба шкива будут в промежуточном положении, передача будет прямой.

Устройство и принцип действия вариатора

Клиноременный вариатор состоит из нескольких (обычно одного или двух) ременных приводов, в которых шкивы образованы коническими дисками, за счет расширения и втягивания, которые изменяют диаметр шкивы и соответственно передаточное число. Разные фирмы разработали свою конструкцию вариатора с клиновым ремнем, Audi Multitronic представляет собой ременную трансмиссию с цепной передачей, но Honda ставит типизированный ремень с металлическими пластинами, но принцип остается тем же.

Для запуска автомобиля используется обычное сцепление или небольшой гидротрансформатор, который вскоре после начала движения блокируется. Управление диском обеспечивает электронная шкивная система сервопривода, блока управления и датчиков.

Начнем с самого простого. Почему именно клиновой ремень? Участок планки имеет трапециевидную форму и «вклинивается» в шкив только своими боковыми поверхностями. При износе этих поверхностей из-за своей формы он глубже врезается в шкив и все еще хорошо с ним сцепляется.Как изменить передаточное число? Устройство приводного шкива (приводной шкив вращается за счет коленчатого вала) состоит в том, что его щеки под действием центробежных сил постепенно сжимаются и выталкивают клиновой ремень все дальше и дальше от центра шкива. Ведомый шкив, наоборот, расширяется и ремень на нем постепенно погружается все ближе и ближе к центру шкива. Чем выше частота вращения двигателя, тем сильнее сжимается ведущий шкив, и ведомое колесо расширяется, тем самым изменяя передаточное число от коленчатого вала к заднему колесу.Этот процесс хорошо виден на прикрепленных к посту картинках.

В противном случае устроен тороидальный вариатор, который состоит из соосных дисков и роликов, передающих крутящий момент от одного диска к другому. Для изменения передаточного числа изменяют положение роликов и радиусы, по которым ролик движется в приводах. А поскольку вся сила сосредоточена в пятне контакта, для вращения роликов следует использовать специальное устройство, которое может преодолеть силу контакта ролика с диском. Таким образом, используется специальная система Nissan Extroid CVT, в которой прецизионный гидравлический механизм с электронным управлением перемещает сепаратор с роликами вверх или вниз до микроскопических размеров, а затем, за счет смещения относительно оси дисков, ролик вращается сам.

Кстати, принцип устройства под названием «вариатор» не нов - идея бесступенчатой ​​трансмиссии стала посещать конструкторов практически сразу с началом применения поршневого транспорта. Современное развитие электроники и материаловедения позволило усовершенствовать (оставаясь, впрочем, в принципе прежним) конструкции регулируемых приводов, и теперь, по-видимому, наблюдается начало широкого использования таких трансмиссий в автотранспортных средствах.

Однако вариатор еще не избавился от некоторых своих очень серьезных проблем. Итак, очевидно, что конструктивно слабыми местами существующих автомобильных вариаторов являются: для клинового ремня - эти ремни, а для тороида - пятно контакта диска и ролика, где давление достигает 10 тонн. Поэтому существуют специальные высокотехнологичные материалы, благодаря которым надежность вариаторов достаточно высока, близка к надежности гидромеханического «автомата», но из-за нагрузки на планку или контакта вариаторы пока не могут «потянуть за себя». товары », а также работа с двигателями.

На сегодняшний день рекорд для клиноременного вариатора составляет 220 л.с. и 300 Нм, что развивает V-образный 6-цилиндровый двигатель Audi A6, «воспринимается» трансмиссия Multitronic, а тороид «переваривается» Extroid (3-литровый двигатель в Nissan Gloria и Cedric), развивающий 240 л.с. и 310 Нм.

Однако, если скоростные приводы грузовиков все еще непригодны, для автомобилей это очень разумно, а бесступенчатые трансмиссии, очевидно, имеют большое будущее, тем более что технологии материалов не стоят на месте.

Если вы сравните динамические характеристики многих транспортных средств, оборудованных вариатором, вы можете быть озадачены, почему одна и та же модель автомобиля с вариатором ускоряется медленнее, чем с механической коробкой передач, потому что должно быть наоборот, поскольку вариатор лучше использовать мощность двигателя? Это привычка - многие клиенты были очень недовольны тем, что машина с вариатором «все время ноет на одной ноте».Большинство водителей привыкли к знакомому возрастающему шуму двигателя, и многие фирмы являются клиентами, с которыми можно встретиться, особенно по настройке электронного блока управления коробкой передач. На самом деле при нормальных настройках разгон, конечно, быстрее.

В заключение отметим, что вариатор - гораздо более совершенный тип трансмиссии по сравнению с традиционными автоматическими трансмиссиями. Совершенство проявляется в лучшей динамике разгона, меньшем расходе топлива, более плавной езде на автомобилях с клиноременными вариаторами.И при этом вариатор проще по конструкции, чем традиционный «автомат». Похоже, что в ближайшем будущем автомобили с вариатором полностью заменят машины с обычным «автоматом» и сильно потеснят машину с «механикой».

.

Moped Wiki - Moped Army

Эта статья относится к трансмиссии вариаторного типа. О ветке армии мопедов см. Вариаторы.

Вариатор является элементом бесступенчатой ​​трансмиссии, обычно используемой на мопедах и других транспортных средствах с малым двигателем. Мопеды Motobecane, Peugeot, Derbi, Vespa, Minarelli и Honda предлагали как минимум одну модель с вариоматической трансмиссией.

Работа вариатора

В трансмиссиях

Variomatic используются центробежные грузы для уменьшения передаточного числа двигателя при увеличении частоты вращения.Это позволяет вариатору поддерживать двигатель в пределах его оптимальной эффективности при наборе путевой скорости или изменении скорости для подъема на холм. Эффективность в этом случае может быть топливной экономичностью, уменьшением расхода топлива и выбросов, или энергоэффективностью, позволяющей двигателю развивать максимальную мощность в широком диапазоне скоростей.

Поскольку вариатор позволяет двигателю вращаться с постоянной частотой вращения в широком диапазоне скоростей автомобиля, поворот ручки газа заставит мопед двигаться быстрее, но не изменит звук, исходящий от двигателя, так сильно, как обычный двухскоростной или односкоростной скорость.Это сбивает с толку некоторых гонщиков и приводит к ошибочному впечатлению об отсутствии мощности.


Марки вариаторов

Mobymatic от Motobecane

Motobecane выпустили свою первую и единственную трансмиссию на основе вариатора, Mobymatic, в 1957 году, через год после изобретения вариатора голландцем Хубом Ван Дорном, даже до появления первого автомобиля с вариатором.

Mobymatic состоит из шкива переменного размера, который приводится в движение от двух до четырех утяжеленных шарикоподшипников и соединен с двухфункциональным автоматическим сцеплением.Шкив вариатора вращает шкив фиксированного диаметра, прикрепленный к цепи главной передачи.

Трансмиссия Mobymatic входила в стандартную комплектацию моделей Motobecane вплоть до их последнего выпуска в начале 2000-х годов. Единственная разница между ранними моделями и более поздними выпусками заключалась в отказе от ключа Woodruff.

Хотя конструкция и не самая лучшая с точки зрения возможности настройки или характеристик сцепления, это была недорогая рабочая лошадка, которая не требовала обслуживания в течение всего срока службы двигателя, кроме регулярной подачи смазки через пресс-масленку каждые несколько сотен миль.

Руководство по разборке вариатора Motobecane.

Вариатор Vespa

Вариатор

Vespa устанавливался на всех их роскошных моделях мопедов, Bravo, Grande, Vespa Si, и даже на высококлассной версии их эконом-модели, Vespa Ciao Deluxe. Этот привод отличается от Mobymatic тем, что разделяет механизмы сцепления и вариатора, использует двойные регулируемые шкивы и полностью исключает главную цепную передачу. Вариатор приводится в движение от кривошипа двигателя с помощью регулируемого шкива, приводимого в действие под весами роликов.Ремень протягивается между двигателем и задним колесом, где находятся муфта сцепления и рессорный шкив. Пружинный шкив удерживает ремень в натянутом состоянии, требуя движения двух шкивов относительно друг друга, как это делают французские шкивы. В Vespa также есть коробка передач внутри ступицы заднего колеса, где выходной сигнал вариатора понижается передаточным числом главной передачи, а затем применяется к колесу.

В вариаторе Vespa используются пять роликовых грузов. Отсутствие симметрии в этой конструкции означает, что характеристики вариатора не могут быть изменены путем удаления грузов.однако некоторые модели поставлялись с шестью или восемью вариаторами веса.

Honda Вариатор

Honda по сути скопировала дизайн своего вариатора и, возможно, всего своего мопеда PA50 с Vespa Bravo. Они используют те же функции, но с некоторыми техническими отличиями.

Съемник сцепления для Honda TRX 500 Rubicon отделяет задний толкатель кулачка вариатора Hobbit и неподвижную ведущую поверхность - Никаких разрушений или других жестоких методов не требуется - Спасибо компании smallbikewithmotor за выяснение этого

Вариатор Дерби

Для Derbi имеется 6 вариаторов веса и 3 вариатора веса (6 весов совместимы с Honda Hobbit).Существуют также вариаторы производительности, такие как вариатор TJT. Чтобы лучше понять функции двойных вариаторов и контрпружин, прочтите следующую ссылку http://www.apriliaforum.com/forums/showthread.php?t=8960

Этот раздел является заглушкой.
Вы можете помочь Moped Wiki, расширив ее.

Peugeot Вариатор

Система вариатора

Peugeot, используемая на большинстве моделей мопедов Peugeot (в первую очередь, , а не 102SP), очень похожа на систему, используемую в Motobecane, хотя системы не являются взаимозаменяемыми.Вариатор с центробежным приводом от веса и встроенной муфтой соединен с большим шкивом фиксированного диаметра, прикрепленным к цепи главной передачи. Натяжение ремня поддерживается постоянным за счет того, что весь двигатель вращается на опорах вниз при увеличении скорости, а пружина возвращает его в исходное положение при уменьшении.

Основная функция вариатора прочтите это или кто-то прикрепит его к нашей вики http://www.apriliaforum.com/forums/showthread.php?t=8960

Настройка вариатора

См. Настройку вариатора

.

Устройство и принцип работы трансформатора

Назначение и виды трансформатора.

Трансформатор представляет собой статическое электромагнитное устройство, преобразующее преобразование переменного напряжения. Т.е. эта машина позволяет опускать или поднимать. Устанавливаемые на силовые трансформаторы осуществляют междугороднюю передачу электроэнергии высоким напряжением до 1150кВ. А непосредственно в местах потребления идет падающее напряжение в пределах 127-660В. При таких значениях обычно бывают различные электрические компоненты, которые устанавливаются на заводах, фабриках и в жилых домах.Электроизмерительные приборы, электросварка и другие элементы в цепи высокого напряжения также требуют применения трансформатора. Они бывают одно- и трехфазные, двух- и многообмоточные.

Существует несколько типов трансформаторов, каждый из которых определяется своими функциями и назначением. Силовой трансформатор преобразует электрическую энергию в сетях, которые предназначены для использования и приема этой энергии. Трансформатор тока предназначен для измерения больших токов в устройствах электрических систем.Трансформатор напряжения преобразует высокое напряжение в низкое. Автотрансформаторная электрическая и электромагнитная связь, за счет прямого соединения первичной и вторичной обмоток. Импульсный трансформатор преобразует импульсные сигналы. Разделительный трансформатор отличается тем, что первичная и вторичная обмотки электрически не соединены друг с другом. Одним словом, во всех видах принцип работы трансформатора очень похож. Еще можно выбрать гидротрансформатор, принцип которого заключается в передаче крутящего момента на трансмиссию от двигателя.Это устройство позволяет плавно изменять скорость вращения и крутящий момент.

Рекомендовано

Происхождение славян. Влияние разных культур

Славяне (под этим именем), по мнению некоторых исследователей, появились в повести только в 6 веке нашей эры. Однако язык национальности несет в себе архаичные черты индоевропейского сообщества. Это, в свою очередь, говорит о том, что происхождение у славян ч ...

Устройство и принцип действия трансформатора.

Принцип работы трансформатора - это проявление электромагнитной индукции. Это устройство состоит из магнитопровода и двух расположенных на нем обмоток. Один - электричество, второй - подключение потребителей. Как упоминалось выше, эти обмотки называются первичной и вторичной соответственно. Магнитопровод из листовой электротехнической стали, элементы которого изолированы лаком. Часть, в которую входит катушка, называется сердечником. Причем такая конструкция получила более широкое распространение, поскольку имеет ряд преимуществ - простую изоляцию обмоток, простоту ремонта, хорошие условия охлаждения.Как видно, принцип работы трансформатора не так уж и сложен.

Трансформаторы имеют конструкцию брони, значительно уменьшающую их габариты. Чаще всего встречаются однофазные трансформаторы. Боковое ярмо в таком оборудовании играет роль защиты обмотки от механических повреждений. Это очень важный фактор, потому что небольшие трансформаторы не имеют корпуса и размещаются с другим оборудованием в общем пространстве. Трехфазные трансформаторы обычно изготавливаются с тремя стержнями.Конструкция банистерия также используется в трансформаторах большой мощности. Хоть это и увеличивает стоимость электроэнергии, но позволяет уменьшить высоту магнитопровода.

Трансформаторы различают по типу шатунов: стыковые и ламинированные. В стыках шатуны и коромысла собраны отдельно и соединены опорными деталями. И ламинированные листы накладываются внахлест. Ламинированные трансформаторы находят большее применение, потому что они имеют гораздо более высокую механическую прочность.

Принцип работы трансформатора также зависит от цилиндрических, круглых и концентрических обмоток.Оборудование на большие и средние мощности имеет газовое реле.

.

6.4. Инверторы: принцип работы и параметры

6.4. Инверторы: принцип работы и параметры

Теперь давайте увеличим масштаб и подробнее рассмотрим один из ключевых компонентов цепи согласования мощности - инвертор . Практически любые солнечные системы любого масштаба включают инвертор того или иного типа, позволяющий использовать электроэнергию на месте для устройств с питанием от переменного тока или от сети. Различные типы инверторов показаны на Рисунке 11.1 в качестве примеров. Доступные модели инверторов теперь очень эффективны (эффективность преобразования энергии более 95%), надежны и экономичны.В масштабах энергосистемы основные проблемы связаны с конфигурацией системы, чтобы обеспечить безопасную работу и снизить потери преобразования до минимума.

Рисунок 11.1. Инверторы: малогабаритный инверторный блок для бытового использования (слева) и инверторы Satcon для коммунальных служб (справа)

Три наиболее распространенных типа инверторов, предназначенных для питания нагрузок переменного тока, включают: (1) синусоидальный инвертор (для общих приложений), (2) модифицированный прямоугольный инвертор (для резистивных, емкостных и индуктивных нагрузок) и (3) прямоугольный преобразователь (для некоторых резистивных нагрузок) (MPP Solar, 2015).Эти типы волн были кратко представлены в Уроке 6 (рис. 11.2). Здесь мы более подробно рассмотрим физические принципы, используемые инверторами для создания этих сигналов.

Рисунок 11.2. Различные типы сигналов переменного тока, создаваемые инверторами.

Кредит: Марк Федькин

Процесс преобразования постоянного тока в переменный основан на явлении электромагнитной индукции. Электромагнитная индукция - это создание разности электрических потенциалов в проводнике, когда он подвергается воздействию переменного магнитного поля.Например, если вы поместите катушку (катушку с проволокой) рядом с вращающимся магнитом, в катушке будет индуцироваться электрический ток (рисунок 11.3).

Рисунок 11.3. Схематическое изображение электромагнитной индукции

Кредит: Марк Федькин

Затем, если мы рассмотрим систему с двумя катушками (рисунок 11.4) и пропустим постоянный ток через одну из них (первичную катушку), эта катушка с постоянным током может действовать аналогично магниту (поскольку электрический ток создает магнитное поле). Если направление тока часто меняется на противоположное (например,g., через переключающее устройство), переменное магнитное поле будет индуцировать переменный ток во вторичной катушке.

Рисунок 11.4. Инверторные циклы. Во время 1-го полупериода (вверху) постоянный ток от источника постоянного тока - солнечного модуля или батареи - включается через верхнюю часть первичной катушки. Во время 2-го полупериода (внизу) постоянный ток включается через нижнюю часть катушки.

Кредит: Марк Федькин

Простая двухцикловая схема, показанная на рисунке 11.4, выдает прямоугольный сигнал переменного тока.Это простейший случай, и если инвертор выполняет только этот шаг, это прямоугольный инвертор. Этот тип вывода не очень эффективен и может даже нанести вред некоторым нагрузкам. Таким образом, прямоугольная волна может быть дополнительно модифицирована с помощью более сложных инверторов для получения модифицированной прямоугольной волны или синусоидальной волны (Dunlop, 2010).

Для получения модифицированного выходного сигнала прямоугольной формы, такого как показанный в центре рисунка 11.2, в инверторе можно использовать управление формой сигнала низкой частоты. Эта функция позволяет регулировать длительность чередующихся прямоугольных импульсов.Также здесь используются трансформаторы для изменения выходного напряжения. Комбинация импульсов разной длины и напряжения приводит к многоступенчатой ​​модифицированной прямоугольной волне, которая близко соответствует форме синусоидальной волны. Низкочастотные инверторы обычно работают с частотой ~ 60 Гц.

Для получения синусоидального выходного сигнала используются высокочастотные инверторы. В этих инверторах используется метод изменения ширины импульса: коммутируемые токи с высокой частотой и в течение переменных периодов времени. Например, очень узкие (короткие) импульсы имитируют ситуацию низкого напряжения, а широкие (длинные импульсы) моделируют высокое напряжение.Кроме того, этот метод позволяет варьировать интервалы между импульсами: расстояние между узкими импульсами моделирует низкое напряжение (рисунок 11.5).

Рисунок 11.5. Широтно-импульсная модуляция для аппроксимации истинной синусоидальной волны высокочастотным инвертором.

Кредит: Марк Федкин, модифицированный после Данлопа, 2010 г.

На изображении выше синяя линия показывает прямоугольную волну, изменяемую в зависимости от длительности импульса и времени между импульсами; красная кривая показывает, как эти переменные сигналы моделируются синусоидальной волной.Использование очень высокой частоты помогает создавать очень постепенные изменения ширины импульса и, таким образом, моделировать истинный синусоидальный сигнал. Метод широтно-импульсной модуляции и новые цифровые контроллеры привели к появлению очень эффективных инверторов (Dunlop, 2010).

.

Смотрите также