การแนะนำ
ลองจินตนาการถึงเครื่องหรี่ไฟสำหรับทั้งม้านั่งของคุณ: แป้นหมุนเพียงปุ่มเดียวที่เลื่อนแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับได้อย่างราบรื่นจากศูนย์ขึ้นไปสูงกว่าค่าผนังเล็กน้อย โดยไม่มีการคลิกหรือขั้นใดๆ นั่นคือสิ่ง ที่หม้อแปลงแปรผัน ซึ่งรู้จักกันดีในเครื่องหมายการค้า Variac ทำ สำหรับผู้เริ่มต้น มันเป็นเพียง "เต้ารับติดผนังแบบปรับได้" สำหรับวิศวกรแล้ว เครื่องเปลี่ยนรูปอัตโนมัติที่มีอัตราส่วนแปรผัน : ขดลวดต่อเนื่องหนึ่งครั้งบนแกนโทรอยด์ด้วยแปรงคาร์บอนที่กำลังเคลื่อนที่ซึ่งจะแตะเศษเสี้ยวของการหมุนใดๆ
หลักการและประเภท
หม้อแปลงไฟฟ้าธรรมดามีขดลวดสองเส้นแยกกัน ดังนั้นอินพุตและเอาต์พุตจึงถูกแยกทางไฟฟ้า หม้อแปลงแปรผันจะใช้ขดลวด เดี่ยว เป็นทั้งตัวหลักและตัวทุติยภูมิแทน นั่นคือ หม้อแปลง ไฟฟ้าอัตโนมัติ ส่วนที่อยู่กับที่นั้นถูกพันบนแกนเหล็กซิลิกอนแบบทอรอยด์ที่มีลายเกรน แปรงเลื่อน (ตัวสะสมกระแส) ขี่ข้ามทางเลี้ยวที่เปิดโล่ง เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตเป็นสัดส่วนกับจำนวนรอบใต้แปรง และการหมุนเหล่านั้นมีระยะห่างเท่ากัน ตำแหน่งของปุ่มหมุนจะแมปเกือบจะเป็นเส้นตรงกับแรงดันไฟฟ้า การออกแบบโดยทั่วไปจะทำงานต่ำกว่า 1 V ต่อเทิร์น ดังนั้นการปรับจึงทำได้ดีมาก หน่วยมาตรฐานสามารถส่งแรงดันไฟฟ้าขาเข้าได้ 0 % ถึงประมาณ 117 %
โดยมาในรูปแบบชุดตั้งโต๊ะแบบเฟสเดียว คู่แบบ Ganged (ซีรีส์สำหรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า แบบขนานสำหรับกระแสไฟฟ้าที่สูงกว่า) และชุดประกอบสามเฟส (ไวย์หรือเดลต้า) สำหรับอุปกรณ์ทดสอบการสตาร์ทแบบนุ่มนวลของมอเตอร์และการทดสอบที่สมดุล
ตัวอย่างการใช้งาน
ในห้องปฏิบัติการ ตัวแปร 0–250 V / 2 kVA จะป้อนอุปกรณ์ที่อยู่ระหว่างการทดสอบ เพื่อให้วิศวกรสามารถกวาดล้างแรงดันไฟฟ้าในสายและดูพฤติกรรมเมื่อไฟดับหรือแรงดันไฟเกิน อุปกรณ์เดียวกันนี้จะสตาร์ทมอเตอร์เหนี่ยวนำขนาดใหญ่อย่างนุ่มนวล หรี่ไฟเวที และจับคู่กับหม้อแปลงบั๊กบูสต์และสเต็ปเปอร์มอเตอร์ เพื่อสร้างตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับแบบวงปิด (สำหรับอ่างชุบที่ความหนาของการชุบจะติดตามแรงดันไฟฟ้า)
ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยและข้อเท็จจริงที่น่าสนุก
ความเข้าใจผิด: "Variac จะแยกโหลดเหมือนกับหม้อแปลงธรรมดา" เท็จ. เนื่องจากอินพุตและเอาต์พุตใช้ขดลวดร่วมกัน จึง ไม่แยกกระแสไฟฟ้า ศักย์ไฟฟ้าหลักเต็มสามารถปรากฏที่ขั้วเอาท์พุท การสัมผัสหรือต่อสายดินด้านที่ "ผิด" อาจถึงแก่ชีวิตได้ ปฏิบัติต่อเอาต์พุตเป็นแบบสดเสมอ และเพิ่มการป้องกันกระแสเกินแยกต่างหาก
เรื่องน่ารู้: แปรงให้การควบคุม อย่างต่อเนื่อง โดยไม่ต้องแตะ และประสิทธิภาพสูงถึงประมาณ 98 % — ดีกว่ารีโอสแตตที่มีพิกัดเดียวกันมาก ซึ่งจะเผาผลาญความแตกต่างในรูปของความร้อน ชื่อ Variac เป็นเครื่องหมายการค้าจดทะเบียน (General Radio) ซึ่งปัจจุบันมีชื่อเรียกทั่วไปว่า "กระติกน้ำร้อน"
มาตรฐาน
สำหรับหม้อแปลงแปรผันการใช้งานทั่วไป ใช้ IEC 61558-2-14:2022 (ความปลอดภัยของหม้อแปลง เครื่องปฏิกรณ์ หน่วยจ่ายไฟ และชุดรวม - ส่วนที่ 2-14: ข้อกำหนดเฉพาะสำหรับหม้อแปลงแปรผัน) ร่วมกับมาตรฐานความปลอดภัยทั่วไป IEC 61558-1:2017 โดยจะกำหนดการทดสอบความทนทานของการขับเคลื่อน (ตัวสะสมเคลื่อนที่ 50,000 รอบที่โหลดที่กำหนด) การทดสอบการให้ความร้อน (เอาต์พุตสูงสุดบวกการจ่าย 10 % อุณหภูมิของขดลวดภายในขีดจำกัดของตาราง 104 เช่น 105 °C สำหรับคลาส A, 180 °C สำหรับคลาส H) และการจัดหมวดหมู่การป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร — เสริมคำเตือน "ไม่แยกส่วน" ด้วยเครื่องหมายบังคับ