Doğrusal diferansiyel transformatör nedir

Bir birincil bobinde akan bir alternatif akım, iki ikincil bobinde bir alternatif voltajı indüklemek için kullanılabilir. İki sekonder sargının özellikleri aynıysa ve bu bobinlerden geçen manyetik alan çizgilerinin iki yolu da aynıysa, üretilen iki sekonder voltajı eşit olacaktır. Bu yapıya sahip bir cihaza diferansiyel transformatör denir.

Bir diferansiyel transformatör, bir hava çekirdeğine veya bir manyetik çekirdeğe sahip olabilir.

İki sekonder sargı, faz veya anti-faz olarak bağlanabilir, ilk durumda gerilimleri birbirine eklenir ve ikinci durumda biri diğerinden çıkarılır.

Birincil sargı, iki simetrik ikincil sargıyı sürmek için kullanılır; ikincisi, ikincil voltajların birbirine eklenmesi veya birbirinden çıkarılması için bağlanabilir.

Bir çıkarma şemasına göre iki bobin bağlanırsa, voltajlarının aynı değerlerinde toplam ikincil voltaj sıfır olacaktır.Bu bobinlerden birinin manyetik devre karakteristiği, diğer bobinin manyetik devre karakteristiğine göre kasıtlı olarak değiştirilirse, iki sekonder gerilim farklı olacak ve aralarındaki fark sıfır olmayacaktır.

Bu koşullar altında, toplam sekonder voltajın fazı, manyetik alan çizgilerinin hangi yolunun en büyük dirence sahip olduğunu gösterirken, bu voltajın genliği relüktans farkının değerini yansıtır.

Bir yolun manyetik direncini artırmak ve diğer yolun manyetik direncini azaltmak için aynı eylem kullanılırsa, bu eylemi yansıtan çıkış voltajı maksimum değerine ulaşır ve transfer fonksiyonu mümkün olan en büyük doğrusallığa sahip olur.

İki sekonder sargı ve manyetik alan çizgilerinin iki yolu tam olarak aynı yapılamayacağından, bir diferansiyel transformatör, girişte sıfır faydalı sinyal olsa bile her zaman belirli bir çıkış voltajına sahiptir.

Ayrıca manyetik devrelerin karakteristikleri doğrusal değildir. Bu doğrusal olmamanın bir sonucu olarak, uygulanan birincil uyarma voltajının temel frekansının, ikincil sargıların herhangi bir düzenlemesinde tam olarak telafi edilemeyen harmonik bileşenleri bile ortaya çıkar.

Bir hava aralığı ferromanyetik devresinin isteksizliği, güçlü doğrusal olmayan boşluk genişliğinin bir fonksiyonudur. Sonuç olarak, böyle bir devrenin etrafına sarılmış bir bobinin endüktansı da boşluk genişliğinin doğrusal olmayan bir fonksiyonudur.

Aynı zamanda, manyetik alan çizgilerinin aşağı yukarı özdeş iki yolu varsa, her biri bir hava boşluğuna sahipse ve bir aralığın genişliği azalırken diğerinin genişliği artıyorsa, bunların manyetik direnç farkı yollar yeterince doğrusal olarak değişebilir.

Diferansiyel transformatörün temel ilkeleri, birçok farklı amaç için çeşitli özel tasarım konfigürasyonlarında pratikte somutlaştırılmıştır.

Doğrusal Değişken Diferansiyel Transformatör (LVDT) karşılıklı indüksiyon prensibi ile çalışan ve yer değiştirme, gerinim, basınç ve ağırlığı ölçmek için kullanılabilen pasif bir dönüştürücüdür (sensör).

Çoğu zaman NS kullanarak, birkaç milimetre ila santimetre aralığındaki yer değiştirmeyi ölçmek için kullanılabilirler ve I'm yer değiştirmesini doğrudan bir elektrik sinyaline dönüştürürler.

Ferromanyetik çubuğun yakınında veya içinde bulunduğu bobinin endüktansı, güçlü doğrusal olmayan bobine göre bu çubuğun konumunun koordinatının bir fonksiyonudur.

Böyle bir çubuk, bir tür diferansiyel transformatörün ferromanyetik devresiyse, ikincil diferansiyel voltaj, bu yer değiştirmeye yeterince doğrusal olarak bağlı olarak, çubuğun yer değiştirmesinin bir göstergesi olarak hizmet edebilir.

Birincil sargı bir AC kaynağına bağlanır. İki sekonder sargı S1 ve S2 eşit sayıda dönüşe sahiptir ve birbirlerine karşı seri olarak monte edilmiştir.

Böylece, bu sargılarda indüklenen EMF, birbiriyle 180° faz dışıdır ve bu nedenle genel etki sıfırlanır.

Diferansiyel transformatörün tasarımında sağlanan simetrik ferromanyetik çekirdeğin konumu, ikincil voltajın fazı ve genliğinden belirlenebilir.

İki ikincil voltaj arasındaki mutlak fark, çubuğun merkeze veya sıfır konumuna göre yer değiştirmesinin mutlak değerini gösterir ve bu farklı voltajın fazı, yer değiştirmenin yönünü gösterir.

Bir lineer değişken diferansiyel transformatörün B/I eğrisi şekilde gösterilmiştir.

Kimya tesislerinde, enerji santrallerinde ve tarım ekipmanlarında valf izleme ve kontrolü için doğru konum geri bildirimi sağlamak üzere lineer diferansiyel transformatör kullanımına bir örnek:

Dalgıç yer değiştirme sensörleri LVDT D5W:

Bu dönüştürücüler, yer değiştirmeyi ve konumu ölçmek için tasarlanmıştır. Yer değiştirme sensörü mahfazasına göre armatürün (kayan kısım) konumunun doğru ölçümünü sağlarlar.

Dalgıç yer değiştirme transdüserleri, uygun sıvılara daldırılırken ölçüm almak üzere tasarlanmıştır. Manyetik olmayan sıvılar, dönüştürücünün çalışmasını etkilemeden armatür tüpünü doldurabilir. Bu dönüştürücüler, kontrolsüz veya yay dönüşlü versiyonlarda mevcuttur.

Çeşitli teknolojik süreçleri otomatikleştirirken, genellikle uçlarından iki ikincil bobine eşit mesafelerde sokulan ferromanyetik çekirdekli diferansiyel transformatörlü ikili dönüştürücüler kullanılır.

Çubuk eksenel olarak hareket ettikçe, bu bobinlerden birinin içine daha derine iner ve diğerinden uzar.İki ikincil voltaj arasındaki mutlak fark, çubuğun merkeze veya sıfır konumuna göre yer değiştirmesinin mutlak değerini gösterir ve bu farklı voltajın fazı, yer değiştirmenin yönünü gösterir.

Döner AC Diferansiyel Transformatörü:

Döner değişken diferansiyel transformatör, karşılıklı indüksiyon ilkesine dayanan pasif bir transformatördür. Açısal yer değiştirmeyi ölçmek için kullanılır.

Tasarımı, çekirdek yapısı dışında bir lineer değişken diferansiyel transformatörünkine benzer.

Birincil sargı bir AC kaynağına bağlanır. İki sekonder sargı S1 ve S2 eşit sayıda dönüşe sahiptir ve birbirlerine karşı seri olarak monte edilmiştir.

Lineer diferansiyel transformatörün avantajları:

• Çekirdek ile bobinler arasında fiziksel temas yoktur;

• Yüksek güvenilirlik;

• Hızlı cevap;

• Uzun servis ömrü.

Yüksek doğruluğu nedeniyle en yaygın kullanılan endüktif sensördür.