Unit 2: Transformer (Pengubah)

The principles of transformers from the aspect of construction and twin wound single phase loss operation, transformer test, maintenance procedures

Binaan asas pengubah

Mesin elektrik yg menukar nilai voltan Mesin yg cekap, ringkas dan tidak hingar; tidak

mempunyai bahagian yg bergerak

Kendalian asas pengubah Bekalan arus ulang-alik diberikan pd belitan utama - fluks wujud di sekeliling

belitan utama Bekalan arus ulang-alik menghasilkan aruhan pd belitan utama Fluks yg wujud tadi akan berpindah ke belitan sekunder melalui teras pengubah

utk menghasilkan aruhan saling pd belitan sekunder Apabila ini berlaku & abaikan kehilangan dalam pengubah, voltan aruhan akan

terhasil pd belitan sekunder Voltan utama & sekunder adalah berkadar terus dgn bilangan belitan teras,

bilangan belitan teras berkadar songsang dgn arus

N1 = E1 = I2 dgn N1 = belitan utama

N2 E2 I1 N2 = belitan sekunder

E1 = voltan utama

E2 = voltan sekunder

I1 = arus utama

I2 = arus sekunder

Kendalian asas pengubah Jumlah voltan yg dihasilkan oleh belitan bergantung pada fluks,

frekuensi bekalan dan bilangan belitan.

E = 4.44 x BA x FN 108

dgn: E = voltan punca min kuasa dua (V)B = ketumpatan fluks, (wb/m)A = luas keratan (m2)

F = frekuensi (Hz)N = bilangan belitanΦ (phi) = fluks

Contoh pengiraan: Pengubah berkadaran 4kVA mempunyai lilitan gelung primer

sebanyak 1800 dan lilitan gelung sekunder sebanyak 200. Voltan AU bernilai 2400V, 60Hz dibekalkan kepada gelung primer. Arus beban sebanyak 12A, mengalir dalam gelung sekunder. Tentukan:

Voltan teraruh dalam gelung sekunder Arus yang mengalir dalam gelung primer Kuasa yang dibekalkan oleh gelung primer (masukan) Kuasa yang dibekalkan oleh gelung sekunder (keluaran)

Penyelesaian:

a) E2 = E1 x N2 c) E1 x I1 = 2400 x 1.32

N1 = 3192 W = 2400 x 200

1800 d) E2 x I2 = 266.67 x 12 = 2400 x 0.1111 = 3168W = 266.67 V

b) I1 = I2 x N2

N1

= 12 x 200 1800

= 12 x 0.1111 = 1.33 A

Contoh pengiraan: Sebuah transformer 1 fasa 50 kVA mempunyai belitan primer dan

sekunder 300 dan 23 lilitan. Voltan primer motor aruhan 1 fasa yang dibekalkan ialah 5000 V, 60 Hz. Cari:

a) Voltan sekunderb) Nilai arus primer & sekunderc) Nilai fluks dalam transformer tersebut

Penyelesaian:a) E2 = E1 x N2 c) E = 4.44 x Φ x FN

N1 108

= 5000 x 23 Φ = 5000 x 108 300 4.44 x (60 x 300)

= 383.33 V = 3168 W

b) I1 = 50 kVA 5000 V = 50000 VA 5000 V = 10 A

I2 = N1 x I1

N2

= 23 x 10 300 = 0.77 A

Contoh pengiraan: Sebuah transformer 30 kVA mempunyai

kehilangan besi sebanyak 500 W dan kehilangan kuprum 600 W apabila digunakan semasa beban penuh dengan faktor kuasa 0.75. kirakan kecekapan transformer ini pada masa beban penuh dan separuh beban penuh.

VA x f.k. x 100 (VAxf.k.) + KK + KB

Kecekapan pengubah Kehilangan kuprum:

Belitan utama dan sekunder dibuat daripada kuprum – kehilangan tenaga berlaku apabila arus mengalir melaluinya

Dapat dikira dgn menggunakan ujian litar pintas Meter ampere disambungkan pd litar belitan sekunder seolah utk

melitarpintaskan belitan sekunder Meter watt disambungkan pada belitan utama Voltan utama dilaraskan sehingga mencapai voltna beban penuh Bacaan pd meter watt adalah bacaan kehilangan kuprum Kehilangan besi / magnet

Kecekapan pengubah Kehilangan besi / magnet:

3 jenis: kehilangan arus pusar, kebocoran fluks & kehilangan histeresis Arus pusar:

Terjadi dlm teras, teras menjadi panas - kekuatan fluks akan terjejas Kebocoran fluks:

Merujuk kpd fluks terhasil dan tidak dapat digunakan sepenuhnya. Fluks mungkin lalu di udara, tidak melalui teras. Dapat dikurangkan dgn gunakan pengubah jenis teras tingkap, pengubah teras kelompang,

pengubah belitan berlapis, pengubah belitan sepusat dan pengubah belitan berasingan Kehilangan histeresis:

Kehilangan kuasa elektromagnet disebabkan oleh perubahan kutub teras akibat perubahan bekalan arus ulang-alik

Boleh dikira dgn membuat ujian litar terbuka Meter volt dipasang pd belitan sekunder Belitan utama disambungkan dgn meter watt Meter watt memberi bacaan nilai kehilangan besi Kehilangan besi mempunyai nilai yg lebih rendah drpd kehilangan kuprum Nilai kehilangan besi adalah malar, sama ada pengubah itu berbeban penuh atau kurang.

Assignment 1: Terangkan 3 kaedah penyejukan pengubah.

(Explain 3 types of tranformer’s cooling methods) Terangkan 3 jenis pengubah berikut:

(Explain 3 types of transformers below) Pengubah dua belitan Pengubah arus Auto Pengubah