Лавочка трансформер своими руками чертежи железная: Как сделать лавку трансформер своими руками: чертежи скамейки и стола

В такой машине двигатель механически соединен с генератором, причем генератор предназначен для выработки требуемых уровней напряжения и тока при скорости вращения двигателя. Хотя и двигатели, и генераторы являются довольно эффективными устройствами, использование обоих таким образом усугубляет их неэффективность, так что общий КПД находится в диапазоне 90% или меньше. Кроме того, поскольку для двигателей / генераторных установок, очевидно, требуются движущиеся части, механический износ и балансировка являются факторами, влияющими как на срок службы, так и на производительность.С другой стороны, трансформаторы способны преобразовывать уровни переменного напряжения и тока с очень высоким КПД без движущихся частей, что делает возможным широкое распространение и использование электроэнергии, которую мы считаем само собой разумеющимся.

Справедливости ради следует отметить, что электродвигатели / генераторные установки не обязательно были заменены трансформаторами для всех приложений . Хотя трансформаторы явно превосходят мотор-генераторные установки для преобразования переменного напряжения и уровня тока, они не могут преобразовывать одну частоту переменного тока в другую или (сами по себе) преобразовывать постоянный ток в переменный или наоборот.Электродвигатели / генераторные установки могут выполнять все эти задачи с относительной простотой, хотя и с уже описанными ограничениями эффективности и механических факторов.

Электродвигатели / генераторные установки также обладают уникальным свойством аккумулирования кинетической энергии: то есть, если подача питания двигателя на мгновение прерывается по какой-либо причине, его угловой момент (инерция этой вращающейся массы) будет поддерживать вращение генератора на короткое время. длительность, таким образом изолируя любые нагрузки, питаемые от генератора, от «сбоев» в основной энергосистеме. 2µA} {I} [/ латекс]

Где,

[латекс] L = \ text {индуктивность катушки Генри} [/ латекс]

[латекс] N = \ text {Количество витков в катушке провода (прямой провод = 1)} [/ латекс]

[латекс] \ mu = \ text {Проницаемость основных материалов (абсолютная, а не относительная)} [/ латекс]

[латекс] A = \ text {Площадь рулона в квадратных метрах} [/ латекс]

[латекс] I = \ text {Среднее значение рулона в метрах} [/ латекс]

Итак, должно быть очевидно, что наши две катушки индуктивности должны иметь отношение витков катушки 10: 1, поскольку 10 в квадрате равно 100.Это похоже на то же соотношение, которое мы обнаружили между первичным и вторичным напряжениями и токами (10: 1), поэтому мы можем, как правило, сказать, что коэффициент трансформации напряжения и тока равен отношению витков обмотки между первичной и вторичной обмотками.

Эффект повышения / понижения передаточных чисел катушки в трансформаторе аналогичен передаточным числам зубчатых колес в механических зубчатых передачах, преобразуя значения скорости и крутящего момента во многом таким же образом:

Повышающие и понижающие трансформаторы для целей распределения энергии могут быть гигантскими по сравнению с показанными ранее силовыми трансформаторами, причем некоторые блоки имеют высоту дома. На следующей фотографии показан трансформатор подстанции высотой около двенадцати футов:

Существуют приложения, в которых необходима гальваническая развязка между двумя цепями переменного тока без какого-либо преобразования уровней напряжения или тока.В этих случаях используются трансформаторы под названием изолирующие трансформаторы с коэффициентами трансформации 1: 1. Настольный изолирующий трансформатор показан на рисунке ниже.

Поскольку трансформаторы по сути являются устройствами переменного тока, нам необходимо знать фазовые соотношения между первичной и вторичной цепями. Мы можем изобразить формы волны для первичной и вторичной цепей и увидеть фазовые соотношения.

Вторичное напряжение V (3,5) синфазно с первичным напряжением V (2) и понижено в десять раз.

При переходе от первичной обмотки, В (2) к вторичной, В (3,5), напряжение было понижено в десять раз, а ток увеличился в десять раз. синфазно при переходе от первичного к вторичному.

Условные обозначения трансформатора

Похоже, что напряжение и ток двух обмоток трансформатора синфазны, по крайней мере, для нашей резистивной нагрузки. Это достаточно просто, но было бы неплохо узнать , каким образом мы должны подключить трансформатор, чтобы обеспечить соблюдение правильного фазового соотношения. В конце концов, трансформатор — это не что иное, как набор индукторов с магнитной связью, а на индукторах обычно нет какой-либо маркировки полярности.Если бы мы взглянули на немаркированный трансформатор, у нас не было бы возможности узнать, как подключить его к цепи, чтобы получить синфазное (или не синфазное на 180 °) напряжение и ток:

Поскольку это практическая проблема, производители трансформаторов разработали своего рода стандарт маркировки полярности для обозначения фазовых соотношений. Он называется условным обозначением точек и представляет собой не что иное, как точку, помещенную рядом с каждой соответствующей ножкой обмотки трансформатора:

Обычно трансформатор поставляется с какой-то схематической диаграммой, на которой отмечены выводы проводов для первичной и вторичной обмоток. На схеме будет пара точек, похожая на то, что видно выше. Иногда точки будут опускаться, но когда метки «H» и «X» используются для обозначения проводов обмотки трансформатора, предполагается, что нижние индексы обозначают полярность обмотки. Провода «1» (H ₁ и X ₁ ) показывают, где обычно размещаются точки маркировки полярности.

Подобное расположение этих точек рядом с верхними концами первичной и вторичной обмоток говорит нам о том, что любая мгновенная полярность напряжения, наблюдаемая на первичной обмотке, будет такой же, как и на вторичной обмотке. Другими словами, фазовый сдвиг от первичного к вторичному будет равен нулю градусов.

С другой стороны, если точки на каждой обмотке трансформатора не совпадают , а не , фазовый сдвиг будет 180 ° между первичной и вторичной обмотками, например:

Конечно, условное обозначение точек указывает только на то, какой конец каждой обмотки является каким относительно другой обмотки (ей). Если вы хотите самостоятельно изменить соотношение фаз, все, что вам нужно сделать, это поменять местами соединения обмотки следующим образом:

Трансформаторы «повышают» или «понижают» напряжение в соответствии с соотношением витков первичной и вторичной обмоток.

[латекс] \ text {Коэффициент передачи напряжения} = \ frac {N_ {вторичный}} {N_ {первичный}} [/ latex]

[латекс] \ text {Текущий коэффициент передачи} = \ frac {N_ {первичный}} {N_ {вторичный}} [/ latex]

Где,

[латекс] N = \ text {Количество витков в обмотке} [/ латекс]

• Трансформатор, предназначенный для увеличения напряжения от первичной до вторичной, называется повышающим трансформатором .Трансформатор, предназначенный для понижения напряжения с первичной обмотки на вторичную, называется понижающим трансформатором .
• Коэффициент трансформации трансформатора будет равен квадратному корню из отношения его первичной индуктивности к вторичной индуктивности (L).

[латекс] \ text {Коэффициент передачи напряжения} = \ sqrt {\ frac {L_ {вторичный}} {L_ {первичный}}} [/ латекс]

• Имея возможность передавать мощность от одной цепи к другой без использования соединительных проводов между двумя цепями, трансформаторы обеспечивают полезную функцию гальванической развязки .
Трансформаторы
• , предназначенные для обеспечения гальванической развязки без скачков напряжения и тока вверх или вниз, называются изолирующими трансформаторами .
• Фазовое соотношение для напряжения и тока между первичной и вторичной цепями трансформатора прямое: в идеале нулевой сдвиг фазы.
• Условное обозначение точек — это тип маркировки полярности для обмоток трансформатора, показывающий, какой конец обмотки является каким относительно других обмоток.

Трансформаторы с несколькими вторичными обмотками

Трансформаторы — очень универсальные устройства. Базовая концепция передачи энергии между взаимными индукторами достаточно полезна между одной первичной и одной вторичной обмотками, но трансформаторы не обязательно должны быть сделаны только с двумя наборами обмоток. Рассмотрим схему трансформатора:

Здесь три катушки индуктивности имеют общий магнитный сердечник, магнитно «связывая» или «связывая» их вместе.Связь между коэффициентами витков обмотки и отношениями напряжений, наблюдаемая с одной парой взаимных индукторов, все еще сохраняется здесь для нескольких пар катушек.

Вполне возможно собрать трансформатор, подобный приведенному выше (одна первичная обмотка, две вторичные обмотки), в котором одна вторичная обмотка является понижающей, а другая — повышающей. Фактически, такая конструкция трансформатора была довольно распространена в цепях питания вакуумных ламп, которые требовались для подачи низкого напряжения на нити ламп (обычно 6 или 12 вольт) и высокого напряжения для пластин ламп (несколько сотен вольт) от источника питания. номинальное первичное напряжение 110 вольт переменного тока.

С таким трансформатором возможны не только напряжения и токи совершенно разных величин, но все цепи электрически изолированы друг от друга.

Трансформатор на рисунке выше предназначен для обеспечения как высокого, так и низкого напряжения, необходимого в электронной системе с использованием электронных ламп. Низкое напряжение требуется для питания нитей вакуумных трубок, в то время как высокое напряжение требуется для создания разности потенциалов между пластиной и катодными элементами каждой трубки.Одного трансформатора с несколькими обмотками достаточно, чтобы обеспечить все необходимые уровни напряжения от одного источника 115 В. Провода для этого трансформатора (их 15!) На фотографии не показаны, они скрыты от глаз.

Если электрическая изоляция между вторичными цепями не имеет большого значения, аналогичный эффект может быть получен путем «постукивания» одной вторичной обмотки в нескольких точках по ее длине, как показано на рисунке ниже.

Многополюсный коммутирующий трансформатор

Ответвитель — это не что иное, как соединение проводов, сделанное в некоторой точке обмотки между концами. Неудивительно, что соотношение витков обмотки / величины напряжения обычного трансформатора сохраняется для всех сегментов обмотки с ответвлениями. Этот факт можно использовать для производства трансформатора с несколькими передаточными числами:

Переменный трансформатор

Продолжая концепцию отводов обмотки, мы получаем «регулируемый трансформатор», в котором скользящий контакт перемещается по длине открытой вторичной обмотки и может соединяться с ней в любой точке по ее длине.Эффект эквивалентен наличию отвода обмотки на каждом витке обмотки и переключателя с полюсами на каждом положении отвода:

Одно из применений переменного трансформатора для потребителей — это регуляторы скорости для модельных поездов, особенно поездов 1950-х и 1960-х годов. Эти трансформаторы были по существу понижающими блоками, максимальное напряжение, получаемое от вторичной обмотки, было существенно меньше, чем первичное напряжение от 110 до 120 вольт переменного тока.Контакт с регулируемой разверткой обеспечивает простое средство управления напряжением с небольшими потерями энергии, намного более эффективное, чем управление с использованием переменного резистора!

Подвижно-скользящие контакты слишком непрактичны для использования в крупных промышленных силовых трансформаторах, но многополюсные переключатели и отводы обмотки являются обычным явлением для регулировки напряжения. В энергосистемах необходимо периодически производить регулировку, чтобы приспособиться к изменениям нагрузки в течение месяцев или лет во времени, и эти схемы переключения обеспечивают удобное средство.Как правило, такие «переключатели ответвлений» не предназначены для работы с током полной нагрузки, а должны срабатывать только тогда, когда трансформатор обесточен (отсутствует питание).

Автотрансформатор

Учитывая, как мы можем отвести любую обмотку трансформатора, чтобы получить эквивалент нескольких обмоток (хотя и с потерей гальванической развязки между ними), имеет смысл полностью отказаться от гальванической развязки и построить трансформатор из одной обмотки. Действительно, это возможно, и получившееся устройство называется автотрансформатором :

Автотрансформатор, изображенный выше, выполняет функцию повышения напряжения. Понижающий автотрансформатор будет выглядеть примерно так, как показано на рисунке ниже.

находят широкое применение в приложениях, требующих небольшого повышения или понижения напряжения на нагрузке. Альтернативой обычному (изолированному) трансформатору было бы либо иметь правильное соотношение первичной и вторичной обмоток, предназначенное для работы, либо использовать понижающую конфигурацию с вторичной обмоткой, подключенной последовательно («повышающий») или последовательно. противодействующая («вздергивающая») мода.Для иллюстрации того, как это будет работать, приведены первичные, вторичные напряжения и напряжения нагрузки.

Конфигурации автотрансформатора

Во-первых, «повышающая» конфигурация. На рисунке ниже полярность вторичной катушки ориентирована так, что ее напряжение напрямую складывается с первичным напряжением.

Далее «раскладывающаяся» конфигурация. На рисунке ниже полярность вторичной катушки ориентирована так, что ее напряжение напрямую вычитается из первичного напряжения:

Основным преимуществом автотрансформатора является то, что та же функция повышения или понижения достигается только с одной обмоткой, что делает его более дешевым и легким в производстве, чем обычный (изолирующий) трансформатор, имеющий как первичную, так и вторичную обмотки.

Регулируемый автотрансформатор с вариатором

Как и у обычных трансформаторов, обмотки автотрансформатора могут иметь ответвления для изменения коэффициента передачи.Кроме того, их можно сделать бесступенчато регулируемыми с помощью скользящего контакта, чтобы постучать по обмотке в любой точке по ее длине. Последняя конфигурация достаточно популярна, чтобы заслужить собственное имя: Variac . (рисунок ниже)

Маленькие вариаторы для настольного использования — это популярное оборудование для экспериментаторов в области электроники, поскольку они могут понижать (а иногда и повышать) напряжение переменного тока в домашних условиях с широким и точным диапазоном регулировки простым поворотом ручки.

• Трансформаторы могут быть оснащены более чем одной парой первичной и одной вторичной обмоток. Это позволяет использовать несколько коэффициентов повышения и / или понижения в одном устройстве.
• Обмотки трансформатора также могут иметь «ответвления»: то есть пересекаться во многих точках для разделения одной обмотки на секции.
• Переменные трансформаторы могут быть изготовлены с помощью подвижного плеча, который перемещается по длине обмотки, контактируя с обмоткой в ​​любой точке по ее длине.Обмотка, конечно же, должна быть оголенной (без изоляции) в области движения плеча.
• Автотрансформатор — это одинарная катушка индуктивности с ответвлениями, используемая для повышения или понижения напряжения, как трансформатор, за исключением гальванической развязки.
• A Variac — регулируемый автотрансформатор.

Поскольку трехфазные сети так часто используются в системах распределения электроэнергии, вполне логично, что нам потребуются трехфазные трансформаторы, чтобы иметь возможность повышать или понижать напряжение.Это верно лишь отчасти, поскольку обычные однофазные трансформаторы могут быть объединены вместе для преобразования мощности между двумя трехфазными системами в различных конфигурациях, устраняя необходимость в специальном трехфазном трансформаторе. Однако для этих задач созданы специальные трехфазные трансформаторы, которые могут работать с меньшими требованиями к материалам, меньшими размерами и меньшим весом, чем их модульные аналоги.

Обмотки и соединения трехфазного трансформатора

Трехфазный трансформатор состоит из трех наборов первичной и вторичной обмоток, каждый набор намотан на одну ногу узла железного сердечника.По сути, это выглядит как три однофазных трансформатора, совместно использующих объединенный сердечник, как показано на рисунке ниже.

Эти наборы первичной и вторичной обмоток будут соединены в конфигурации Δ или Y, чтобы сформировать единый блок. Различные комбинации способов, которыми эти обмотки могут быть соединены вместе, будут в центре внимания этого раздела.

Независимо от того, используются ли комплекты обмоток с общим сердечником или каждая пара обмоток представляет собой отдельный трансформатор, варианты соединения обмоток одинаковы:

Первичная — Вторичная

• Y — Y
• Y — Δ
• Δ — Y
• Δ — Δ

Причины выбора конфигурации Y или Δ для соединений обмоток трансформатора такие же, как и для любого другого трехфазного приложения: соединения Y обеспечивают возможность нескольких напряжений, в то время как соединения Δ имеют более высокий уровень надежности (если одна обмотка выходит из строя в открытом состоянии, два других могут поддерживать полное линейное напряжение нагрузки).

Вероятно, наиболее важным аспектом соединения трех наборов первичной и вторичной обмоток для формирования трехфазного блока трансформаторов является уделение внимания правильному фазированию обмоток (точки, используемые для обозначения «полярности» обмоток). Помните правильное соотношение фаз между фазными обмотками Δ и Y: (рисунок ниже)

Правильная синхронизация фаз, когда обмотки не показаны в стандартной конфигурации Y или Δ, может быть непростой задачей. Позвольте мне проиллюстрировать это, начиная с рисунка ниже.

Разводка фаз для трансформатора «Y-Y»

Три отдельных трансформатора должны быть соединены вместе для преобразования энергии из одной трехфазной системы в другую. Сначала я покажу электрические соединения для конфигурации Y-Y:

Обратите внимание на рисунок выше, как все концы обмотки, отмеченные точками, подключены к своим соответствующим фазам A, B и C, в то время как концы без точек соединены вместе, образуя центры каждой буквы «Y». Соединение первичной и вторичной обмоток по схеме «Y» позволяет использовать нейтральные проводники (N ₁ и N ₂ ) в каждой энергосистеме.

Фазовая проводка для трансформатора «Y-Δ»

Теперь посмотрим на конфигурацию Y-Δ:

Обратите внимание на то, как вторичные обмотки (нижний набор, рисунок выше) соединены в цепочку, причем сторона с «точкой» одной обмотки соединена со стороной «без точки» следующей, образуя петлю Δ. В каждой точке соединения между парами обмоток выполняется подключение к линии второй энергосистемы (A, B и C).

Фазовая проводка для трансформатора «Δ-Y»

Теперь давайте рассмотрим систему Δ-Y на рисунке ниже.

Такая конфигурация (рисунок выше) позволит обеспечить несколько напряжений (между фазой или между фазой и нейтралью) во второй энергосистеме от исходной энергосистемы, не имеющей нейтрали.

Фазовая проводка для трансформатора «Δ-Δ»

И, наконец, перейдем к конфигурации Δ-Δ:

Когда нет необходимости в нейтральном проводе во вторичной энергосистеме, предпочтительны схемы подключения Δ-Δ (рисунок выше) из-за присущей надежности конфигурации Δ.

Фазовая проводка для трансформатора «V» или «открытый Δ»

Учитывая, что Δ-конфигурация может удовлетворительно работать без одной обмотки, некоторые разработчики энергосистем предпочитают создавать батарею трехфазных трансформаторов только с двумя трансформаторами, представляя конфигурацию Δ-Δ с отсутствующей обмоткой как на первичной, так и на вторичной стороне:

Эта конфигурация называется «V» или «Open-Δ». Конечно, каждый из двух трансформаторов должен быть увеличен по размеру, чтобы выдерживать такое же количество мощности, как и три в стандартной Δ-конфигурации, но общие размеры, вес и стоимость часто того стоят.Однако следует иметь в виду, что при отсутствии одного набора обмоток в форме Δ эта система больше не обеспечивает отказоустойчивость нормальной системы Δ-Δ. Если один из двух трансформаторов выйдет из строя, это определенно повлияет на напряжение и ток нагрузки.

Пример из реальной жизни

На следующей фотографии (рисунок ниже) показан блок повышающих трансформаторов на плотине гидроэлектростанции Гранд-Кули в штате Вашингтон. С этой точки зрения можно увидеть несколько трансформаторов (зеленого цвета), которые сгруппированы по три: по три трансформатора на гидроэлектрический генератор, соединенные вместе проводом в той или иной форме трехфазной конфигурации.

На фотографии не показаны соединения первичной обмотки, но похоже, что вторичные обмотки соединены по Y-образной схеме, так как из каждого трансформатора выступает только один большой высоковольтный изолятор. Это говорит о том, что другая сторона вторичной обмотки каждого трансформатора имеет потенциал земли или близок к нему, что может быть верно только в системе Y. В здании слева находится электростанция, в которой размещены генераторы и турбины. Справа наклонная бетонная стена — нижняя поверхность плотины:

Мощность

Как уже отмечалось, трансформаторы должны быть хорошо спроектированы, чтобы обеспечить приемлемую связь по мощности, точное регулирование напряжения и низкие искажения тока возбуждения. Кроме того, трансформаторы должны быть спроектированы так, чтобы без проблем передавать ожидаемые значения тока первичной и вторичной обмоток. Это означает, что проводники обмотки должны быть изготовлены из проволоки соответствующего калибра, чтобы избежать проблем с нагревом.

Идеальный трансформатор

Идеальный трансформатор должен иметь идеальную связь (без индуктивности рассеяния), идеальное регулирование напряжения, идеально синусоидальный ток возбуждения, отсутствие гистерезиса или потерь на вихревые токи и достаточно толстый провод, чтобы выдерживать любой ток.К сожалению, для достижения этих проектных целей идеальный трансформатор должен быть бесконечно большим и тяжелым. Таким образом, при разработке практического трансформатора необходимо идти на компромиссы.

Кроме того, изоляция проводов обмотки является проблемой там, где встречаются высокие напряжения, как это часто бывает в повышающих и понижающих распределительных трансформаторах. Обмотки должны быть не только хорошо изолированы от стального сердечника, но и каждая обмотка должна быть достаточно изолирована от другой, чтобы поддерживать электрическую изоляцию между обмотками.

Номинальные характеристики трансформатора

С учетом этих ограничений трансформаторы рассчитаны на определенные уровни напряжения и тока первичной и вторичной обмоток, хотя номинальный ток обычно выводится из номинального значения вольт-ампер (ВА), присвоенного трансформатору. Например, возьмите понижающий трансформатор с номинальным напряжением первичной обмотки 120 В, номинальным напряжением вторичной обмотки 48 В и номинальной мощностью 1 кВА (1000 ВА) в ВА. Максимальные токи обмотки можно определить как таковые: кВА (1000 ВА).Максимальные токи обмоток можно определить как таковые:

[латекс] \ text {Максимальный ток обмотки} [/ латекс]

[латекс] \ tag {8.1} I_ {Max} = \ frac {S} {E} [/ latex]

Иногда обмотки имеют номинальный ток в амперах, но это обычно наблюдается на небольших трансформаторах. Большие трансформаторы почти всегда имеют номинальное напряжение на обмотке и

Потери энергии

Трансформаторы передают мощность с минимальными потерями.Как было сказано ранее, КПД современных силовых трансформаторов обычно превышает 95%. Однако хорошо знать, куда уходит часть этой утраченной силы и что вызывает ее потерю.

Конечно, возможны потери мощности из-за сопротивления обмоток проводов. Если не используются сверхпроводящие провода, всегда будет рассеиваться мощность в виде тепла через сопротивление проводников с током. Поскольку трансформаторы требуют таких длинных проводов, эти потери могут быть существенным фактором.Увеличение диаметра обмоточного провода — один из способов минимизировать эти потери, но только при значительном увеличении стоимости, размера и веса.

Вихретоковые потери

Помимо резистивных потерь, большая часть потерь мощности трансформатора происходит из-за магнитных эффектов в сердечнике. Возможно, наиболее значительным из этих «потерь в сердечнике» являются потери на вихревые токи , которые представляют собой рассеивание резистивной мощности из-за прохождения индуцированных токов через железо сердечника. Поскольку железо является проводником электричества, а также отличным «проводником» магнитного потока, в железе будут индуцироваться токи так же, как есть токи, индуцированные во вторичных обмотках из переменного магнитного поля.Эти индуцированные токи — как описано в пункте закона Фарадея о перпендикулярности — стремятся проходить через поперечное сечение сердечника перпендикулярно виткам первичной обмотки. Их круговое движение дало им необычное название: как водовороты в потоке воды, которые циркулируют, а не движутся по прямым линиям.

Железо является хорошим проводником электричества, но не так хорошо, как медь или алюминий, из которых обычно изготавливают проволочные обмотки. Следовательно, эти «вихревые токи» должны преодолевать значительное электрическое сопротивление, поскольку они циркулируют по сердечнику.Преодолевая сопротивление утюга, они рассеивают энергию в виде тепла. Следовательно, у нас есть источник неэффективности трансформатора, который трудно устранить.

Индукционный нагрев

Это явление настолько ярко выражено, что его часто используют как средство нагрева черных (железосодержащих) материалов. На фотографии ниже показан блок «индукционного нагрева», повышающий температуру большого участка трубы. Петли провода, покрытые высокотемпературной изоляцией, опоясывают окружность трубы, вызывая вихревые токи внутри стенки трубы за счет электромагнитной индукции.Чтобы максимизировать эффект вихревых токов, используется высокочастотный переменный ток, а не частота линии электропередачи (60 Гц). Блоки в правой части изображения вырабатывают высокочастотный переменный ток и регулируют величину тока в проводах, чтобы стабилизировать температуру трубы на предварительно определенном «заданном значении».

Снижение вихревых токов

Основная стратегия уменьшения этих расточительных вихревых токов в сердечниках трансформаторов состоит в том, чтобы сформировать железный сердечник в виде листов, каждый из которых покрыт изолирующим лаком, чтобы сердечник был разделен на тонкие пластинки.В результате ширина сердечника очень мала для циркуляции вихревых токов:

Ламинированные сердечники , подобные показанному здесь, входят в стандартную комплектацию почти всех низкочастотных трансформаторов. Напомним, что на фотографии трансформатора, разрезанного пополам, железный сердечник состоял из множества тонких листов, а не из одной цельной детали. Потери на вихревые токи увеличиваются с увеличением частоты, поэтому трансформаторы, предназначенные для работы от высокочастотной энергии (например, 400 Гц, используемой во многих военных и авиационных приложениях), должны использовать более тонкие пластинки, чтобы снизить потери до приемлемого минимума.Это имеет нежелательный эффект увеличения стоимости изготовления трансформатора.

Другой аналогичный метод минимизации потерь на вихревые токи, который лучше подходит для высокочастотных приложений, состоит в том, чтобы сделать сердечник из железного порошка, а не из тонких листов железа. Подобно ламинированным листам, эти гранулы железа индивидуально покрыты электроизоляционным материалом, который делает сердечник непроводящим, за исключением ширины каждой гранулы. Сердечники из порошкового железа часто используются в трансформаторах, работающих с радиочастотными токами.

Магнитный гистерезис

Еще одна «потеря в сердечнике» — это магнитный гистерезис . Все ферромагнитные материалы имеют тенденцию сохранять некоторую степень намагниченности после воздействия внешнего магнитного поля. Эта тенденция оставаться намагниченным называется «гистерезисом», и требуются определенные затраты энергии, чтобы преодолеть это противодействие, изменяющееся каждый раз, когда магнитное поле, создаваемое первичной обмоткой, меняет полярность (дважды за цикл переменного тока).

Этот тип потерь может быть уменьшен за счет правильного выбора материала сердечника (выбор сплава сердечника с низким гистерезисом, о чем свидетельствует «тонкая» гистерезисная кривая B / H) и проектирования сердечника с минимальной магнитной индукцией (большая площадь поперечного сечения ).

Скин-эффект на высоких частотах

Потери энергии в трансформаторе увеличиваются с увеличением частоты. Скин-эффект внутри проводников обмотки уменьшает доступную площадь поперечного сечения для потока электрического заряда, тем самым увеличивая эффективное сопротивление при повышении частоты и создавая большие потери мощности из-за резистивной диссипации. Потери в магнитном сердечнике также увеличиваются из-за более высоких частот, вихревых токов и эффектов гистерезиса. По этой причине трансформаторы значительных размеров предназначены для эффективной работы в ограниченном диапазоне частот.

В большинстве систем распределения электроэнергии, где частота сети очень стабильна, можно подумать, что чрезмерная частота никогда не будет проблемой. К сожалению, это происходит в виде гармоник, создаваемых нелинейными нагрузками.

Как мы видели в предыдущих главах, несинусоидальные сигналы эквивалентны аддитивным сериям множества синусоидальных сигналов с разными амплитудами и частотами. В энергосистемах эти другие частоты являются целыми числами, кратными основной (линейной) частоте, что означает, что они всегда будут выше, а не ниже проектной частоты трансформатора.В значительной степени они могут вызвать серьезный перегрев трансформатора. Силовые трансформаторы могут быть спроектированы для обработки определенных уровней гармоник энергосистемы, и эта способность иногда обозначается рейтингом «K-фактор».

Паразитная емкость и индуктивность

Помимо номинальной мощности и потерь мощности, трансформаторы часто имеют другие нежелательные ограничения, о которых следует знать разработчикам схем. Подобно их более простым аналогам — индукторам — трансформаторы обладают емкостью из-за изоляционного диэлектрика между проводниками: от обмотки к обмотке, от витка к витку (в одной обмотке) и от обмотки к сердечнику.

Частота резонанса трансформатора

Обычно эта емкость не имеет значения в приложениях питания, но приложения с малыми сигналами (особенно с высокими частотами) могут плохо переносить эту причуду. Кроме того, эффект наличия емкости наряду с расчетной индуктивностью обмоток дает трансформаторам способность резонировать с на определенной частоте, что определенно является проблемой проектирования в сигнальных приложениях, где приложенная частота может достигать этой точки (обычно резонансная частота мощности трансформатор находится далеко за пределами частоты переменного тока, для которой он был разработан).

Удерживание флюса

Сдерживание потока (обеспечение того, чтобы магнитный поток трансформатора не ускользнул, чтобы не мешать другому устройству, и убедиться, что магнитный поток других устройств экранирован от сердечника трансформатора) — еще одна проблема, которую разделяют как индукторы, так и трансформаторы.

Индуктивность утечки

Индуктивность рассеяния тесно связана с проблемой удержания флюса. Поскольку индуктивность рассеяния эквивалентна индуктивности, последовательно соединенной с обмоткой трансформатора, она проявляется как последовательное сопротивление с нагрузкой.Таким образом, чем больше ток потребляет нагрузка, тем меньше напряжения на выводах вторичной обмотки. Обычно при проектировании трансформатора требуется хорошее регулирование напряжения, но существуют и исключительные области применения. Как указывалось ранее, для схем разрядного освещения требуется повышающий трансформатор с «слабым» (плохим) регулированием напряжения для обеспечения пониженного напряжения после возникновения дуги в лампе. Один из способов удовлетворить этот критерий проектирования — спроектировать трансформатор с путями рассеяния магнитного потока в обход вторичной (ых) обмотки (ов).Результирующий поток рассеяния будет создавать индуктивность рассеяния, которая, в свою очередь, приведет к плохому регулированию, необходимому для разрядного освещения.

Насыщенность ядра

также ограничены в своей работе из-за ограничений магнитного потока сердечника. Для трансформаторов с ферромагнитным сердечником необходимо учитывать пределы насыщения сердечника. Помните, что ферромагнитные материалы не могут поддерживать бесконечную плотность магнитного потока: они имеют тенденцию «насыщаться» на определенном уровне (продиктованном материалом и размерами сердечника), а это означает, что дальнейшее увеличение силы магнитного поля (ммс) не приводит к пропорциональному увеличению магнитного поля. поток поля (Φ).

Когда первичная обмотка трансформатора перегружается из-за чрезмерного приложенного напряжения, поток сердечника может достигать уровней насыщения в пиковые моменты цикла синусоидальной волны переменного тока. Если это произойдет, напряжение, индуцированное во вторичной обмотке, больше не будет соответствовать форме волны, как напряжение, питающее первичную катушку. Другими словами, перегруженный трансформатор будет искажать форму волны от первичной до вторичной обмоток, создавая гармоники на выходе вторичной обмотки. Как мы обсуждали ранее, содержание гармоник в энергосистемах переменного тока обычно вызывает проблемы.

Пиковые трансформаторы

Специальные трансформаторы, известные как обостряющие трансформаторы , используют этот принцип для создания коротких импульсов напряжения вблизи пиков формы волны напряжения источника. Ядро рассчитано на быстрое и резкое насыщение при уровнях напряжения значительно ниже пикового. Это приводит к сильно обрезанной форме волны синусоидального потока и импульсы вторичного напряжения только при изменении потока (ниже уровней насыщения):

Работа на частотах ниже нормы

Другой причиной ненормального насыщения сердечника трансформатора является работа на частотах ниже нормы. Например, если силовой трансформатор, предназначенный для работы на частоте 60 Гц, вынужден работать на частоте 50 Гц, поток должен достигать более высоких пиковых уровней, чем раньше, чтобы создать такое же противоположное напряжение, необходимое для балансировки с напряжением источника. Это верно, даже если напряжение источника такое же, как и раньше.

Поскольку мгновенное напряжение обмотки пропорционально скорости изменения мгновенного магнитного потока в трансформаторе, форма волны напряжения, достигающая того же пикового значения, но требующая больше времени для завершения каждого полупериода, требует, чтобы магнитный поток поддерживал та же скорость изменения, что и раньше, но на более длительные периоды времени. Таким образом, если поток должен расти с той же скоростью, что и раньше, но в течение более длительных периодов времени, он поднимется до более высокого пикового значения.

Математически это еще один пример исчисления в действии.Поскольку напряжение пропорционально скорости изменения потока, мы говорим, что форма волны напряжения — это производная формы волны потока, «производная» — это операция вычисления, определяющая одну математическую функцию (форму волны) с точки зрения скорости: замены другого. Однако, если мы возьмем противоположную точку зрения и свяжем исходную форму волны с ее производной, мы можем назвать исходную форму волны интегралом и производной формы волны. В этом случае форма волны напряжения является производной формы волны магнитного потока, а форма волны магнитного потока является интегралом формы волны напряжения.

Интеграл любой математической функции пропорционален площади, накопленной под кривой этой функции. Поскольку каждый полупериод сигнала 50 Гц накапливает большую площадь между ним и нулевой линией графика, чем будет форма сигнала 60 Гц — а мы знаем, что магнитный поток является интегралом напряжения, — поток будет достигать более высоких значений в рисунок ниже.

Еще одна причина насыщения трансформатора — наличие постоянного тока в первичной обмотке.Любая величина постоянного напряжения, падающего на первичную обмотку трансформатора, вызовет дополнительный магнитный поток в сердечнике. Это дополнительное «смещение» или «смещение» потока будет подталкивать форму волны переменного магнитного потока ближе к насыщению в одном полупериоде, чем в другом.

Для большинства трансформаторов насыщение сердечника является очень нежелательным эффектом, и его можно избежать за счет хорошей конструкции: спроектировав обмотки и сердечник так, чтобы плотности магнитного потока оставались значительно ниже уровней насыщения.Это гарантирует, что соотношение между mmf и Φ будет более линейным на протяжении всего цикла потока, что хорошо, поскольку способствует меньшим искажениям в форме волны тока намагничивания. Кроме того, проектирование сердечника для низких плотностей магнитного потока обеспечивает безопасный запас между нормальными пиками магнитного потока и пределами насыщения сердечника, чтобы приспособиться к случайным, ненормальным условиям, таким как изменение частоты и смещение постоянного тока.

Пусковой ток

Когда трансформатор изначально подключен к источнику переменного напряжения, может возникнуть значительный скачок тока через первичную обмотку, называемый пусковым током .Это аналогично пусковому току электродвигателя, который запускается при внезапном подключении к источнику питания, хотя броски тока трансформатора вызваны другим явлением.

Мы знаем, что скорость изменения мгновенного потока в сердечнике трансформатора пропорциональна мгновенному падению напряжения на первичной обмотке. Или, как указывалось ранее, форма волны напряжения является производной формы волны магнитного потока, а форма волны магнитного потока является интегралом формы волны напряжения.В непрерывно работающем трансформаторе эти две формы сигнала сдвинуты по фазе на 90 °. Поскольку поток (Φ) пропорционален магнитодвижущей силе (mmf) в сердечнике, а mmf пропорционален току обмотки, форма волны тока будет синфазной с формой волны магнитного потока, и оба будут отстать от формы волны напряжения на 90 °:

Предположим, что первичная обмотка трансформатора внезапно подключается к источнику переменного напряжения в точный момент времени, когда мгновенное напряжение достигает своего положительного пикового значения.Чтобы трансформатор создавал противоположное падение напряжения, чтобы уравновеситься с этим приложенным напряжением источника, должен создаваться магнитный поток быстро возрастающей величины. В результате ток в обмотке увеличивается быстро, но на самом деле не быстрее, чем при нормальных условиях:

И магнитный поток сердечника, и ток катушки начинаются с нуля и достигают тех же пиковых значений, которые наблюдаются при непрерывной работе.Таким образом, в этом сценарии нет «всплеска», «броска» или тока.

В качестве альтернативы, давайте рассмотрим, что произойдет, если подключение трансформатора к источнику переменного напряжения произойдет в точный момент времени, когда мгновенное напряжение равно нулю. Во время непрерывной работы (когда трансформатор был запитан в течение некоторого времени), это момент времени, когда и магнитный поток, и ток обмотки достигают своих отрицательных пиков, испытывая нулевую скорость изменения (dΦ / dt = 0 и di / dt = 0). По мере того, как напряжение достигает своего положительного пика, формы волны магнитного потока и тока нарастают до своих максимальных положительных скоростей изменения и повышаются до своих положительных пиков по мере того, как напряжение опускается до нулевого уровня:

Однако существует значительная разница между работой в непрерывном режиме и условием внезапного пуска, предполагаемым в этом сценарии: во время непрерывной работы уровни магнитного потока и тока были на своих отрицательных пиках, когда напряжение было в нулевых точках; Однако в трансформаторе, который простаивает, и магнитный поток, и ток обмотки должны начинаться с нуля .

Когда магнитный поток увеличивается в ответ на повышение напряжения, он будет увеличиваться от нуля вверх, а не от ранее отрицательного (намагниченного) состояния, как это обычно бывает в трансформаторе, который какое-то время находится под напряжением. Таким образом, в трансформаторе, который только что «запускается», магнитный поток будет примерно в два раза больше обычного пикового значения, поскольку он «интегрирует» область под первым полупериодом формы волны напряжения:

Начиная с e = 0 В, Φ начинается с начального состояния Φ = 0, увеличиваясь в два раза по сравнению с нормальным значением, при условии, что это не насыщает сердечник.

В идеальном трансформаторе ток намагничивания также увеличился бы примерно в два раза по сравнению с нормальным пиковым значением, генерируя необходимый mmf для создания этого потока, превышающего нормальный. Однако большинство трансформаторов не спроектированы с достаточным запасом между нормальными пиками магнитного потока и пределами насыщения, чтобы избежать насыщения в таких условиях, и поэтому сердечник почти наверняка будет насыщаться в течение этого первого полупериода напряжения.Во время насыщения для генерации магнитного потока необходимо непропорционально большое количество ммс. Это означает, что ток обмотки, который создает МДС, вызывающую магнитный поток в сердечнике, непропорционально возрастет до значения , легко превышающего в два раза больше его нормального пика:

Это механизм, вызывающий пусковой ток в первичной обмотке трансформатора при подключении к источнику переменного напряжения.Как видите, величина пускового тока сильно зависит от точного времени электрического подключения к источнику. Если трансформатор имеет некоторый остаточный магнетизм в его сердечнике в момент подключения к источнику, бросок тока может быть еще более серьезным. Из-за этого устройства максимальной токовой защиты трансформатора обычно относятся к типу «медленно действующих», чтобы выдерживать такие скачки тока без размыкания цепи.

Тепло и шум

Помимо нежелательных электрических эффектов, трансформаторы могут также проявлять нежелательные физические эффекты, наиболее заметными из которых являются выделение тепла и шума.Шум — это прежде всего неприятный эффект, но нагрев — потенциально серьезная проблема, поскольку изоляция обмотки будет повреждена, если будет допущен перегрев. Нагрев можно свести к минимуму за счет хорошей конструкции, гарантирующей, что сердечник не приближается к уровням насыщения, что вихревые токи сведены к минимуму, и что обмотки не будут перегружены или работают слишком близко к максимальной допустимой нагрузке.

Силовые трансформаторы большой мощности имеют сердечник и обмотки, погруженные в масляную ванну для передачи тепла и глушения шума, а также для вытеснения влаги, которая в противном случае нарушила бы целостность изоляции обмотки.Теплоотводящие «радиаторные» трубки на внешней стороне корпуса трансформатора обеспечивают конвективный путь потока масла для передачи тепла от сердечника трансформатора к окружающему воздуху:

Безмасляные или «сухие» трансформаторы часто оцениваются с точки зрения максимального «повышения» рабочей температуры (превышения температуры окружающей среды) в соответствии с системой буквенных классов: A, B, F или H. Эти буквенные коды: расположены в порядке от наименьшей термостойкости к высшей:

• Класс A: Повышение температуры обмотки не более чем на 55 ° Цельсия при температуре окружающего воздуха 40 ° Цельсия (максимальной).
• Класс B: Повышение температуры обмотки не более чем на 80 ° C при температуре окружающего воздуха 40 ° C (максимум).
• Класс F: Повышение температуры обмотки не более чем на 115 ° Цельсия при температуре окружающего воздуха 40 ° Цельсия (максимальной).
• Класс H: Повышение температуры обмотки не более чем на 150 ° C при температуре окружающего воздуха 40 ° C (максимум).

Звуковой шум — это эффект, в основном возникающий из явления магнитострикции : небольшое изменение длины, проявляемое ферромагнитным объектом при намагничивании.Знакомый «гул», слышимый вокруг больших силовых трансформаторов, — это звук расширения и сжатия железного сердечника с частотой 120 Гц (в два раза выше частоты системы, которая в США составляет 60 Гц) — один цикл сжатия и расширения сердечника для каждого пика напряжения. форма волны магнитного потока плюс шум, создаваемый механическими силами между первичной и вторичной обмотками. Опять же, поддержание низких уровней магнитного потока в сердечнике является ключом к минимизации этого эффекта, что объясняет, почему феррорезонансные трансформаторы, которые должны работать в режиме насыщения для большей части формы волны тока, работают как в горячем состоянии, так и с шумом.

Потери из-за наматывающих магнитных сил

Еще одно шумовое явление в силовых трансформаторах — это физическая сила реакции между первичной и вторичной обмотками при большой нагрузке. Если вторичная обмотка разомкнута, через нее не будет тока и, следовательно, не будет создаваемой ею магнитодвижущей силы (ммс). Однако, когда вторичная обмотка «загружена» (в настоящее время подается на нагрузку), обмотка генерирует МДС, которой противодействует «отраженная» МДС в первичной обмотке, чтобы предотвратить изменение уровней магнитного потока сердечника.Эти противоположные МДС, возникающие между первичной и вторичной обмотками в результате вторичного (нагрузочного) тока, создают физическую силу отталкивания между обмотками, которая заставляет их вибрировать. Конструкторы трансформаторов должны учитывать эти физические силы при конструкции катушек обмотки, чтобы обеспечить адекватную механическую опору для выдерживания напряжений. Однако в условиях большой нагрузки (высокого тока) эти напряжения могут быть достаточно большими, чтобы вызвать слышимый шум, исходящий от трансформатора.

• Силовые трансформаторы ограничены по количеству мощности, которую они могут передавать от первичной обмотки (обмоток) ко вторичной. Большие блоки обычно имеют номинальные значения в ВА (вольт-амперы) или кВА (киловольт-амперы).
• Сопротивление в обмотках трансформатора снижает эффективность, поскольку ток рассеивает тепло, тратя энергию.
• Магнитные эффекты в железном сердечнике трансформатора также способствуют снижению эффективности. Среди эффектов вихревые токи (циркулирующие индукционные токи в железном сердечнике) и гистерезис (потеря мощности из-за преодоления тенденции железа к намагничиванию в определенном направлении).
• Повышенная частота приводит к увеличению потерь мощности в силовом трансформаторе. Присутствие гармоник в энергосистеме является источником частот, значительно превышающих нормальные, что может вызвать перегрев больших трансформаторов.
• Как трансформаторы, так и катушки индуктивности обладают определенной неизбежной емкостью из-за изоляции проводов (диэлектрика), отделяющей витки обмотки от стального сердечника и друг от друга. Эта емкость может быть достаточно значительной, чтобы дать трансформатору естественную резонансную частоту , что может быть проблематичным в сигнальных приложениях.
• Индуктивность утечки вызвана тем, что магнитный поток не на 100% связан между обмотками трансформатора. Любой поток, не связанный с , передающий энергию от одной обмотки к другой, будет накапливать и выделять энергию, как и работает (само) индуктивность. Индуктивность утечки имеет тенденцию ухудшать регулировку напряжения трансформатора (вторичное напряжение «проседает» больше при заданной величине тока нагрузки).
• Магнитное насыщение сердечника трансформатора может быть вызвано чрезмерным первичным напряжением, работой на слишком низкой частоте и / или наличием постоянного тока в любой из обмоток.Насыщение можно минимизировать или избежать с помощью консервативной конструкции, которая обеспечивает достаточный запас прочности между пиковыми значениями плотности магнитного потока и пределами насыщения сердечника.
• Трансформаторы часто испытывают значительные пусковые токи при первоначальном подключении к источнику переменного напряжения. Пусковой ток наиболее велик, когда подключение к источнику переменного тока выполняется в момент, когда мгновенное напряжение источника равно нулю.
• Шум — обычное явление, проявляемое трансформаторами, особенно силовыми трансформаторами, и в первую очередь вызвано магнитострикцией сердечника.Физические силы, вызывающие вибрацию обмотки, также могут создавать шум в условиях большой (сильноточной) нагрузки вторичной обмотки.

сделают сеть более чистой и гибкой

Трудно переоценить важность трансформаторов в наших электрических сетях. Они буквально везде: на столбах и площадках, на подстанциях и в частной собственности, на земле и под ней. В одном только вашем районе их, наверное, десятки.Без них сложно представить мир. Но мы с коллегами именно этим и занимаемся.

В распределительной системе трансформаторы обычно принимают средние или «первичные» напряжения, измеряемые в тысячах вольт, и преобразуют их во вторичные напряжения, такие как 120, 240 или 480 вольт, которые могут быть безопасно доставлены в дома и на предприятия. по всему миру. Это подход, который использовался еще до того, как переменный ток выиграл войну токов в 1892 году. Трудно назвать другую электротехнологию, которая выжила бы так долго.

Тем не менее, пора начать думать за пределами обычного трансформатора. Во-первых, трансформаторы громоздкие. Они часто охлаждаются маслом, которое может протекать и его трудно утилизировать безопасным образом. Что особенно важно, трансформаторы — это пассивные инструменты с односторонним движением. Они не предназначены для адаптации к быстро меняющимся нагрузкам. Этот недостаток быстро станет недопустимым, поскольку распределенные источники энергии, такие как ветряные турбины, солнечные панели и батареи электромобилей, подают все больше и больше энергии в сеть.

К счастью, исследования нового типа технологии, способной устранить все эти ограничения, достигли значительных успехов. Благодаря последним достижениям в области силовой электроники мы теперь можем задуматься о создании интеллектуальных, эффективных «твердотельных трансформаторов» или SST. Они обещают справиться с задачами, которые сложно, если вообще возможно, выполнить с помощью обычного трансформатора, такими как управление очень изменчивым двусторонним потоком электроэнергии между, скажем, микросетью и основной сетью.Более того, эти интеллектуальные трансформаторы могут быть модульными, что упрощает их транспортировку и установку. И они могут быть значительно меньше, чем аналогичный обычный трансформатор — примерно вдвое меньше по весу и втрое меньше по объему.

В ближайшем будущем SST могут стать благом для аварийного восстановления в местах с поврежденной электрической инфраструктурой и для таких объектов, как военно-морские суда, где объем и вес имеют большое значение. Кроме того, в будущем они могли бы переопределить электрическую сеть, создав распределительные системы, способные принять большой приток возобновляемой и накопленной энергии, резко повысив стабильность и энергоэффективность процесса.

Сети переменного тока полагаются на напряжения в сотни тысяч вольт для передачи энергии на большие расстояния. Но по мере того, как ток приближается к нагрузке, напряжение должно снова упасть. Таким образом, трансформаторы используются по всей сети, чтобы повысить электрическое напряжение, выходящее с электростанции, до высокого напряжения, чтобы его можно было передавать с большой эффективностью, и понизить его на стороне распределения до уровней, подходящих для электростанций и предприятий. , и дома.

Несмотря на то, что трансформатор много раз совершенствовался на протяжении многих лет, это, по сути, технология 19-го века, в которой используются простые принципы электромагнетизма. В самом базовом варианте на магнитопровод намотаны две катушки. Поскольку переменный ток, проходящий через одну катушку провода — первичную — изменяется со временем, он создает магнитное поле в сердечнике, которое также изменяется во времени. Это изменяющееся магнитное поле, в свою очередь, индуцирует переменный ток и напряжение в другой катушке — вторичной обмотке.Отношение входного или первичного напряжения к выходному или вторичному напряжению определяется соотношением витков в первичной и вторичной катушках.

Трансформаторы обладают рядом замечательных свойств. Они эффективны и прочны, а также обладают очень полезной функцией, называемой гальванической развязкой. Поскольку входная и выходная стороны трансформатора связаны только магнитными полями, ток не может протекать напрямую через устройство от первичной к вторичной стороне.Эта изоляция является важной мерой безопасности, которая помогает предотвратить попадание электричества высокого напряжения в места, куда оно не должно попадать.

Некоторые трансформаторы способны выдерживать определенную изменчивость. Распределительные трансформаторы могут быть оснащены переключателем ответвлений, который механически переключает различные части катушки, уменьшая или увеличивая количество витков, чтобы уменьшить или увеличить напряжение в ответ на большие изменения нагрузки.

Но эти трансформаторы с отводами не подходят для частых и больших перепадов напряжения, которые могут возникать в настоящее время.Вместо того, чтобы менять один или два раза в день, как это было много лет назад, переключатели ответвлений теперь могут легко менять положение более десятка раз, что приводит к значительному износу.

Если бы мы могли спроектировать трансформатор, который не нуждался бы в механическом инструменте для регулировки его напряжения, мы могли бы устранить значительные расходы на распределительную инфраструктуру. Естественным решением, конечно же, является применение наиболее подходящей технологии, а именно силовой электроники.

Фактически, ряд инженеров изучают идею «гибридного трансформатора», который добавляет силовую электронику для помощи в управлении напряжением.Но новые высоковольтные полупроводниковые устройства необходимы, если мы хотим создать более мощные электронные распределительные трансформаторы. И до недавнего времени не было переключателей со всеми нужными свойствами.

можно использовать для создания преобразователей, которые можно подключать к высоковольтным линиям. Но конвертеры занимали бы много места. Это потому, что тиристоры не предназначены для работы на высоких частотах. Чем ниже частота, тем больше должны быть пассивные элементы системы, в частности, катушки индуктивности и конденсаторы.Вы можете думать об этих компонентах как об устройствах для хранения заряда; чем ниже частота, тем больше времени им нужно, чтобы выдерживать протекающие через них заряды, а это значит, что они должны быть довольно большими.

Рабочий переключатель силовой электроники, кремниевый биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) лучше подходит. Эти устройства использовались для создания SST для железнодорожных приложений в Европе. И они конечно быстрее. Но самые строгие коммерческие устройства могут выдерживать напряжение до 6.5 киловольт. Хотя это напряжение пробоя идеально подходит для ряда энергетических приложений, его недостаточно для обработки электричества, протекающего через распределительные трансформаторы; в Соединенных Штатах типичное напряжение в нижней части спектра составляет 7,2 кВ.

Конечно, если бы несколько из этих IGBT были соединены последовательно, их можно было бы использовать для создания SST, способного выдерживать напряжение. Но небольшие производственные изменения означают, что каждый IGBT будет переключаться при немного другом напряжении, а это означает, что некоторые транзисторы переключаются раньше, чем другие, неся большую нагрузку.Конденсаторы могут помочь уравновесить напряжения, но в результате они будут громоздкими, неэффективными, менее надежными и более дорогими.

К счастью, кремний — не единственный вариант. За последние 10 лет были достигнуты большие успехи в разработке переключателей на основе сложных полупроводников, в частности карбида кремния. Карбид кремния обладает рядом привлекательных свойств, которые проистекают из его большой запрещенной зоны — энергетического барьера, который необходимо преодолеть, чтобы переключиться с изолятора на проводник. Ширина запрещенной зоны карбида кремния равна 3.26 электрон-вольт до 1,1 эВ кремния, что означает, что материал может подвергаться воздействию значительно более высоких электрических полей и температур, чем кремний, без разрушения. А поскольку этот составной полупроводник может выдерживать гораздо более высокие напряжения, силовые транзисторы, построенные из него, можно сделать более компактными, что, в свою очередь, позволяет им переключаться намного быстрее, чем их аналоги на основе кремния. Более высокая скорость переключения также снижает потери энергии, поэтому транзисторы из карбида кремния могут пропускать больший ток при заданном тепловом балансе.

Уменьшение: на этих полках в Системном центре FREEDM находится часть TIPS, трехфазного твердотельного трансформатора. Обычный трансформаторный компонент TIPS (серые прямоугольники внизу) может быть небольшим благодаря силовой электронике, преобразующей электричество в высокочастотный. Фото: Субхашиш Бхаттачарья / NCSU

Вдохновленные разработками в устройствах из карбида кремния и соответствующими исследованиями, финансируемыми Научно-исследовательским институтом электроэнергетики в США, наша группа из Университета штата Северная Каролина в 2007 году подала заявку на получение гранта от Университета штата Северная Каролина.S. Национальный научный фонд. Мы использовали грант для открытия Центра систем доставки и управления будущей возобновляемой электроэнергией (FREEDM) с целью развития технологий, которые потребуются нам для модернизации электрической сети, чтобы сделать ее более безопасной, надежной и экологически устойчивой.

были большим приоритетом для центра, и мы стремились решить проблему как однофазных, так и трехфазных распределительных трансформаторов. Чтобы понять разницу, вот небольшая предыстория. Энергия, вытекающая из подстанций, обычно передается по трем проводам, по каждому из которых протекает переменный ток, сдвинутый по фазе на 120 градусов по отношению к двум другим.Эти линии могут быть разделены и пропущены по отдельности (вместе с нейтральной линией) через однофазный трансформатор, например, для подачи электроэнергии низкого напряжения в жилые кварталы. Либо линии могут быть проведены вместе в трехфазном фидере в места с повышенным энергопотреблением, такие как центры обработки данных, фабрики, коммерческие здания и торговые комплексы.

В FREEDM мы начали с работы над SST, предназначенными для обслуживания однофазных сетей с низким напряжением. Трансформаторы в некоторых отношениях похожи на импульсные блоки питания, которые теперь повсеместно используются в качестве источников питания для портативных компьютеров и других устройств.

Наш подход заключался в создании SST из трех модулей. Первый, называемый входным преобразователем, принимает входящий переменный ток, скажем, 7,2 кВ, и преобразует его в постоянный ток (из-за особенностей нашей конструкции этот постоянный ток имеет несколько более высокое напряжение). Преобразование переменного тока в постоянное выполняется с помощью набора силовых транзисторов. В первом воплощении это было сделано с помощью кремниевых IGBT, а во втором SST мы сделали это с помощью одного из первых переключателей из карбида кремния: полевого транзистора из карбида кремния, металл-оксид-полупроводник, или MOSFET.

Чтобы преобразовать поступающее электричество, которое колеблется с частотой 60 Гц в США, в постоянный ток, требуются два дополнительных набора транзисторов. Один набор работает, когда поступающее электричество переменного тока имеет положительное напряжение, а другой набор работает, когда он имеет отрицательное напряжение. Благодаря способу подключения транзисторов, независимо от напряжения поступающего электричества, заряд накапливается на конденсаторе, который постоянно разряжается, создавая постоянный ток. Мы используем транзисторы для выполнения этого процесса выпрямления вместо традиционных диодов, потому что мы можем запускать их на частоте, во много раз превышающей входную частоту.Это позволяет нам очень точно нарезать синусоидальный входящий ток, чтобы не вносить шум и нежелательные гармоники в восходящем направлении. Это приведет к отклонениям от четких синусоидальных волн в напряжении и токе и, следовательно, к непригодной для использования энергии, которая будет потеряна на тепло.

Во втором модуле другой набор транзисторов преобразует поступающий постоянный ток в переменный ток с частотой, измеряемой в килогерцах. Затем этот ток пропускается через обычный, хотя и высокочастотный, трансформатор для преобразования напряжения, скажем, до 800 В.

Почему высокая частота? По сути, размер трансформатора обратно пропорционален частоте напряжения, которое он должен преобразовывать. Чем выше частота, тем меньше трансформатор и, в качестве бонуса, он будет эффективнее. После того, как напряжение снижается, набор устройств с более низким напряжением преобразует этот все еще высокочастотный переменный ток обратно в постоянный ток.

Третий модуль представляет собой инвертор, который использует еще один набор транзисторов для преобразования электроэнергии постоянного тока обратно в переменный ток с частотой сети, после чего его можно безопасно поставлять конечным пользователям.

Первая однофазная SST, созданная нами, была разработана для изучения ограничений кремния; второй позволил нам испытать устройства из карбида кремния. И если есть какие-либо сомнения в преимуществах карбида кремния по сравнению с кремнием, их можно решить, сравнив эти два SST. Нашему кремниевому трансформатору потребовалось три набора кремниевых IGBT, расположенных последовательно, для преобразования входящей электроэнергии 7,2 кВ в стандартное выходное напряжение 120 и 240 В, и он мог работать только на частоте до 3 кГц. На этой частоте обычный трансформатор был меньше, но нам понадобилось их три.Версия из карбида кремния могла выполнять ту же задачу с одним набором транзисторов, и она могла работать на частоте 20 кГц — частота, которая позволила нам использовать трансформатор во втором модуле, который был всего на 20 процентов от размера обычного трансформатора на 60 Гц. . В целом, наш однофазный карбид кремния SST был втрое меньше своего обычного аналога.

Итак, в конце концов, мы просто взяли один большой трансформатор и заменили его меньшим с большим количеством дорогостоящей электроники? Не совсем.Подобно гибридному трансформатору, созданный нами трансформатор может автоматически и быстро адаптироваться к изменениям напряжения в широком диапазоне, устраняя необходимость в механических переключателях ответвлений. Но это также интеллектуальное устройство управления энергией, которое может обрабатывать широкий спектр нагрузок и источников, обеспечивая гораздо лучшую гибкость и отказоустойчивость, чем обычный или гибридный трансформатор.

При трехмодульном подходе батареи и возобновляемые источники энергии могут подключаться непосредственно к одной стороне центрального модуля SST.В результате эти источники энергии могут иметь прямой интерфейс постоянного тока с сетью. Такая компоновка значительно снизит потери энергии, когда солнечные панели, ветряные турбины и т.п. перекачивают энергию обратно в сеть, так как вырабатываемая ими электроэнергия не нуждается в преобразовании в переменный ток, чтобы проходить через близлежащие трансформаторы. .

Наша работа над однофазными SST побудила нас расширить наши усилия по созданию трехфазных SST. Это означало бы создание трансформатора, который мог бы обслуживать все три линии, которые покидают подстанцию ​​или проходят по распределительной фидерной цепи.Обычное входное напряжение составляет 13,8 кВ, которое преобразуется в 480 В для промышленного и коммерческого использования.

Здесь, при таком относительно высоком напряжении, полевые МОП-транзисторы из карбида кремния были не лучшим выбором; они теряют много энергии, когда через них протекает ток, и потери тем больше, чем выше напряжение и температура. К счастью, корпоративный партнер недалеко от университета, Кри, работал над карбидокремниевыми IGBT. Они теряют больше энергии, чем полевые МОП-транзисторы, при переключении, но они могут пропускать больше тока через ту же область и поэтому быть еще более компактными.

В 2010 году Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства энергетики США выделило нашей команде 4,2 миллиона долларов США на создание трехфазной ТПМ из этих устройств. Мы назвали этот проект Бестрансформаторной интеллектуальной подстанцией, или TIPS. Признаюсь, это прозвище несколько странное: TIPS — это не подстанция, и в ней нет трансформатора. Но часть названия «подстанция» возникла потому, что мы хотели подчеркнуть, насколько умной и производительной может быть SST. А «бестрансформаторный» на самом деле относится к идее использования меньшего количества традиционных трансформаторных технологий за счет работы на довольно высокой частоте.

Фото: Кри Преобразование в трех частях: TIPS (Бестрансформаторная интеллектуальная силовая подстанция) была завершена в 2015 году и стала первым трехфазным трансформатором, изготовленным на твердотельных устройствах. Трансформатор состоит из трех модулей и включает в себя небольшие обычные однофазные трансформаторы, работающие на высокой частоте.

При таком большом количестве различных шагов преобразования можно подумать, что SST, такие как TIPS, значительно менее эффективны, чем обычные трансформаторы.Но на самом деле они неплохо работают. Сегодня трансформаторы имеют КПД более 99 процентов, когда они работают на полную мощность, при этом менее 1 процента электроэнергии теряется на тепло. Но КПД падает до 95 процентов для трансформатора, работающего на 30–50 процентов мощности. Для сравнения, мы ожидаем, что SST, такие как TIPS, будут иметь эффективность 98 процентов, независимо от нагрузки. Более того, плавно регулируя напряжение, SST может снизить зависимость от повышающего тока — крайне неэффективное средство, которое используется сегодня, чтобы гарантировать, что потребителю поступает достаточно энергии, даже если напряжение в линии падает.

Наша команда не единственная , которая построила SST. Но с помощью TIPS мы смогли продемонстрировать, что могут предложить карбидокремниевые IGBT: новый класс трехфазных трансформаторов, одновременно компактных и сверхмощных.

Есть все еще препятствия на пути к широкому распространению. Один из них — способность противостоять экстремальным условиям. Традиционные трансформаторы могут выдерживать удары молнии и скачки напряжения, безотказно перегреваясь. Но силовая электроника гораздо менее снисходительна; Транзисторы маленькие и имеют небольшую тепловую инерцию, что означает, что они нагреваются почти мгновенно.Зависимые от напряжения резисторы и ограничители перенапряжения, установленные на стороне высокого напряжения SST, могут помочь компенсировать это ограничение.

Еще одно препятствие — это стоимость. IGBT из карбида кремния, которые мы использовали для изготовления TIPS, были экспериментальными устройствами, не доступными на рынке. Такие компании, как Cree, General Electric, Infineon, Mitsubishi и Rohm, продолжают разрабатывать эти устройства. И с тех пор Cree продолжила строить версии на 20 и 24 кВ. Эти более высокие номинальные напряжения могут привести к SST, для которых потребуется значительно меньше устройств, что приведет к экономии средств и места.Но IGBT из карбида кремния все еще находятся на ранней стадии разработки, и их коммерциализация будет частично зависеть от практических аспектов, таких как способность производить их с меньшим количеством дефектов. Может пройти несколько лет, прежде чем карбидокремниевые IGBT станут зрелыми и, следовательно, достаточно дешевыми, чтобы производить SST, которые можно было бы предлагать по конкурентоспособной цене.

Тем временем наша команда получила значительную поддержку в исследовании создания SST с использованием более совершенных полевых МОП-транзисторов из карбида кремния 10 кВ.Эти транзисторы должны быть соединены последовательно, чтобы выдерживать трехфазные распределительные напряжения, и они не будут такими же эффективными, как IGBT. Но они по-прежнему могут предложить путь к созданию трансформаторов меньшего размера, чем у нас сегодня, со всеми продемонстрированными нами интеллектуальными возможностями и функциональностью SST.

Возможно, вы заметили, что если вы отключите внешние модули TIPS, вы получите преобразователь постоянного тока в постоянный. Если бы у нас были такие преобразователи на заре электричества, мы вполне могли бы видеть, как схема распределения постоянного тока Томаса Эдисона до сих пор конкурирует с подходом Николы Теслы к переменному току.В последние несколько лет это давнее соперничество снова вышло на первый план. Передача постоянного тока обещает меньшие потери на большие расстояния. И инженеры рассматривают микросети постоянного тока, чтобы более эффективно питать наши устройства, зависящие от постоянного тока, и повседневные гаджеты. Теперь мы можем делать преобразователи постоянного тока из кремниевой силовой электроники, которые достаточно эффективны для использования в таких микросетях; Версии из карбида кремния могут иметь более высокий КПД и даже более широкое применение.

Некоторые из этих идей являются новыми. Но они приобретают новую актуальность, поскольку мы стремимся максимально использовать наши энергетические ресурсы.SST предлагают способ кардинально изменить то, как власть доходит до нас. Изменения, которые они произведут, не будут такими гламурными и заметными, как огромные скачки в электронике, которые за последние 50 лет произвели революцию в нашей повседневной жизни. Но они окажут глубокое влияние на стабильность и эффективность нашей электрической инфраструктуры, в конечном итоге приведя ее — в конце концов — в эпоху электроники.

Эта статья опубликована в июльском выпуске печати за 2017 год как «Преобразование трансформатора».

Об авторе

Субхашиш Бхаттачарья — профессор электротехники и вычислительной техники в Государственном университете Северной Каролины.

простые трансформаторы сохранить модель Если вам нужно создать модель для непримитивной детали (например, ИС или трансформатора), вы можете составить модель подсхемы, не обладая обширными знаниями параметров модели или кода PSpice. Бхайрав Джоши. Простые соединения — никаких специальных инструментов не требуется. 0 + cu101. Он предлагает вам годовую гарантию и оснащен функциями, обеспечивающими экономию энергии. Эти трансформаторы поставляются с розетками и вилками IEC60309, готовыми к использованию с полок.29 июня 2011 г. · Часть трансформатора тока. В этой статье мы узнаем о наиболее широко исследуемой задаче обработки естественного языка, известной как анализ настроений, где методы на основе машинного обучения используются для определения настроения, выраженного в

Home Pro Basic (8pc) 9155-1116. Трансферное обучение относится к таким методам, как таблицы векторных слов и предварительное обучение языковой модели. Для реалистичной работы комплектов датчиков масштаба HO и N. Simple Transformers обеспечивает встроенную поддержку для текстовой классификации. Токен. Классификация. Вопрос. Ответ. Язык. Генерация. Многомодельная классификация. Разговорный…………………. Из пакета SimpleTransformer мы будем использовать Simple Transformers, позволяющий быстро обучать и оценивать модели Transformer.18 августа 2019 г. · В библиотеке pytorch-transformers lib есть несколько специальных классов, и приятно то, что они пытаются согласовываться с этой архитектурой независимо от модели (BERT, XLNet, RoBERTa и т. Д.). PyTorch 1. save_state ¶ Сохраняет состояние трейнера, начиная с трейнера. 15 см высотой. Поставляется с аксессуарами и сменными деталями в печатной коробке. Вы можете запустить код из Google Colab, но не… 01 апреля 1990 г. · Разработана простая модель потока для имитации потока масла в изоляционных каналах силовых трансформаторов.Скачайте трансформеры и установите необходимые пакеты. И ламинарный, и турбулентный режимы течения были исследованы в диапазоне температур от 27 до 70 ° C. gz ‘,’ w: gz ‘) как f: для файла в файлах: f. Для этого мы сначала настроим все наши зависимости с помощью преобразователей Hugging Face для обработки естественного языка, а затем загрузим нашу модель GPT2. Было продемонстрировано, что он хорош как для обучения с учителем, так и для задач обучения с подкреплением. 15 мая 2020 г. · Пользователи HuggingFace Transformers теперь могут легко ускорять свои модели с DeepSpeed ​​с помощью простого флага —deepspeed + конфигурационный файл. Подробнее.Этот пост — попытка напрямую объяснить, как часто стоит сохранить модель или конвейер на диск для дальнейшего использования. На практике энергия рассеивается как из-за сопротивления обмоток (известное как потери нагрузки), так и из-за магнитных эффектов, в первую очередь связанных с сердечником (известных как потери в стали). 2 дня назад · Цель состоит в том, чтобы создать модель, которая принимает последовательность слов, таких как «Человек пробежал через {пустую} дверь», а затем предсказывает наиболее вероятные слова, которые заполнят пробел. add (f ‘{model_path} / {file}’) save_model (‘output’, ‘checkpoint-4860-epoch-12’) См. полный список по направлению к науке.3 октября 2020 г. · 「Простые трансформаторы」 で 「テ キ ス ト 分類」 を 行 う 方法 を ま と ま し た。 1. Наша самая популярная серия для строительства и строительства — это портативные трансформаторы безопасности серии PS. 10 a KWH) Новые установки: чтобы преобразовать модель HuggingFace, используйте следующий фрагмент кода. Глубина 6 дюймов, максимальная мощность составляет 120 Вт при весе 5 фунтов. Отлично продуманная функция, которую вы действительно оцените, — это встроенный сетевой фильтр, защищающий трансформатор во время перебоев в подаче электроэнергии. Вы можете найти все, что мы делаем, в этом блокноте colab.«Лучший интеллектуальный вариант: интеллектуальное кольцевое освещение — низковольтный трансформатор освещения. Откройте (имя_файла + ‘. State_dict (), PATH) и загрузите ту же модель на другой компьютер или в другое место, тогда сначала вы должны создать экземпляр этой модели. а затем назначьте эту модель параметру модели, как это. Трансформаторы были первоначально предложены для обработки наборов, поскольку это эквивариантная архитектура, т.е. в частности, цель — до 23 декабря 2011 г. · Контакты транзистора расположены слева направо : 1.Простые трансформеры. После использования трейнера до 13 октября 2019 г. · Simple Transformers — это библиотека Transformer «это просто работает». Этот пост представляет собой попытку напрямую объяснить, как 22 апреля 2018 года этот простой шаблон бумажной модели Transformers Bumblebee был в журнале Cinemags в июле 2011 года в качестве бонуса. Обзор обучения. SentenceTransformers — это среда Python для встраивания современных предложений, текста и изображений. 15 июня 2018 г. · Как изменения Бамблби могут спасти Трансформеров — и как Бамблби отказывается от модели Трансформеров, чтобы спасти сериал.12 июля 2021 г. · Трансформаторы теперь стали основной опорой для большинства задач обработки естественного языка (НЛП), таких как анализ тональности, генерация естественного языка, распознавание именованных сущностей. Лучше создать виртуальную среду и установить ее. Простой теггер, использующий линейный слой с дополнительным CRF (Лафферти и др. Ваш преобразователь на этом этапе в основном просто предоставляет вам метод для обработки преобразования массива из вашего источника данных (или того, что ваша модель возвращает) в простой массив.Вы просто «рисуете» схему с помощью Capture, заставляете Capture писать модель подсхемы за вас, а затем сохраняете ее как библиотеку PSpice. В этом посте описан простой способ начать настройку моделей трансформаторов. Простые трансформеры 「Простые трансформеры」 は 、 Трансформатор モ デ ル り 簡 単 に 利用 で き パ ッ ケ ー ジ で す。 「Huggingface Transformers」 上 に 構築 さ れ 、の Добро пожаловать на обзор модели GPT-J от Ben Wang в сотрудничестве с Eleuther AI и вычислительной мощности из TPU Research Cloud.У нас есть трансформаторы сухого типа с номинальной мощностью от 500 кВА до 2500 кВА и первичным напряжением 2400, 4160, 12470, 13200 и 13800 вольт. 5. 1 вместо 0. 7 июня 2016 г. · Сохранение и загрузка моделей машинного обучения в Python с помощью scikit-learn. Будь осторожен! Трансформеры — все, что вам нужно в статье представлена ​​модель трансформера. Вы можете прочитать больше о BERT в их статье здесь. dim ()> 1: nn. 8 кВ, 220/127 В, соединение треугольником), чтобы определить его характеристики с точки зрения входного, выходного и передаточного импеданса в зависимости от частоты.По этой причине наиболее подходящим преобразователем был преобразователь «модель» (который преобразует в / из формата нормы — строковый номер выпуска — в формат модели — объект выпуска). 0. На самом деле я никогда не собирался делиться этим, пока один из моих друзей из Facebook не попросил у меня разрешения на создание этого робота-инопланетянина и сказал, что получил файл с иностранного сайта. Префикс «авто» относится к одиночной катушке, действующей отдельно (по-гречески «я»), а не к какому-либо автоматическому механизму. 581939 В этом руководстве мы обсудим одну из самых впечатляющих архитектур за последние 2 года: модель Transformer.для классификации изображений и демонстрирует это на наборе данных CIFAR-100. spaCy поддерживает ряд рабочих процессов передачи и многозадачного обучения, которые часто могут помочь повысить эффективность или точность вашего конвейера. Вы можете использовать эту структуру для вычисления вложений предложений / текста для более чем 100 языков. параметры (): если стр. Ультрасовременная обработка естественного языка для PyTorch и TensorFlow 2. 00 в течение 30-летнего периода (от 0 долларов США). Это надежный вариант, сделанный из коррозионно-стойкого пластика.Энергоэффективная и не искажающая форму волны, эта модель способна выдавать максимальный выходной ток 5 А при мощности (кВА) 0. Мы будем использовать новый класс Trainer и выполнить точную настройку нашей модели GPT-2 по немецким рецептам от chefkoch. . Обзор обучения ¶. SentenceTransformers был разработан таким образом, чтобы легко настроить ваши собственные модели встраивания предложений / текста. Трансформатор считывает сразу целые последовательности токенов. Текущее развитие отслеживалось как функция бизнес-цели температуры.Теггер на основе трансформатора. Предлагается создать словари этим методом, если они еще не созданы. Слой преобразователя выводит один вектор для каждого временного шага нашей входной последовательности. Существует множество хороших руководств (например, 10 марта 2020 г. · В отличие от предварительного обучения языковой модели с направлением слева направо, цель MLM позволяет представлению объединить левый и правый контекст, что позволяет нам предварительно обучить глубокий двунаправленный преобразователь. Основная линия переключатель направления.Он обеспечивает большинство строительных блоков, которые вы можете склеить вместе. Это понижающий трансформатор, о чем свидетельствует большое количество витков первичной обмотки и низкое число витков вторичной обмотки.Эмиттер 2. Основная цель Simple Transformers — абстрагироваться от многих деталей реализации и технических деталей, связанных с моделями Transformer. 6 апреля 2021 г. · Первый способ — сохранить модель так же, как вы сохранили фонарик. Это класс импульсных источников питания (SMPS), содержащий как минимум два полупроводника (диод и транзистор) и как минимум один элемент накопления энергии: конденсатор, катушку индуктивности или их комбинацию. Vocab) trg_vocab = len (FR_TEXT. По сравнению с рекуррентными нейронными сетями (RNN), модель преобразователя доказала свою пригодность. В этом упражнении мы обучим простую модель на основе преобразователя для выполнения NER.деготь. Вариак TDGC2-0. У каждой из этих задач есть своя собственная модель простых преобразователей для конкретных задач. 10 мая 2020 г. · Создание модели классификатора с использованием слоя трансформатора. После того, как модель была загружена в сеть, вы можете загрузить и использовать ее, как и раньше, либо с библиотекой Hugging Face’s Transformers, либо с Happy Transformer. Хорошим примером этого подхода является библиотека нейронной коррекции орфографии Language Modeling с nn. В этой статье мы попытаемся реализовать генератор естественного языка, который генерирует абзацы из одной строки входного текста.Шаг 2: Запишите файл конфигурации. В этом посте вы узнаете, как сохранить и загрузить свою модель машинного обучения в Python с помощью scikit-learn. Это также позволяет создавать более одной вторичной обмотки для обеспечения различных источников вторичного напряжения. Любые отклонения от этого будут отмечены в соответствующей документации модели. 10 марта 2020 г. · Простые трансформеры можно найти по этой ссылке на Github. 6 апреля 2021 г. · Итак, вы можете сохранить модель по-разному. Первый способ — сохранить модель, как если бы вы сохранили torch.Сборщик 3. Обратитесь к документации по API алгоритма, чтобы узнать, поддерживается ли сохранение и загрузка. Использование встраиваемых трансформеров, таких как BERT, в spaCy. MultiLabelClassificationModel. Это учебное пособие по обучению модели от последовательности к последовательности, в которой используется метод nn. Я оставлю важные темы, такие как настройка гиперпараметров. Простые RNN страдают от проблемы, известной как проблема исчезающего градиента, и поэтому не могут моделировать более длинные контекстные зависимости. Это понижающий трансформатор, о чем свидетельствует большое число витков первичной обмотки и низкое число витков вторичной обмотки.save_model сохраняет только токенизатор с моделью. Несмотря на простоту, наша модель, похоже, довольно хорошо предсказывает средний расход топлива автомобилем. 06.09.2020 · Но многие из них устарели или устарели. Выход 12 В переменного тока. Обратите внимание, что моделирование SPICE обычно не позволяет пользователю определять k = 1, хотя вы можете. 7 мая 2020 г. · В этом сообщении в блоге, чтобы по-настоящему использовать возможности моделей трансформаторов, мы настроим SpanBERTa для распознавания именованных сущностей. задача. Каждая катушка имеет собственную индуктивность L1 и L2.25 июня 2021 г. · Начало работы с автогенератором абзацев. 9 октября 2018 г. · d_model = 512 голов = 8 N = 6 src_vocab = len (EN_TEXT. Он состоит из бумажной кольцевой трубки, релаксационных резервуаров, насоса и регуляторов потока. Находится внутри — страница 313twitter- sentiment- analysis, при поддержке Винсента Спивака Определение языка проекта и анализ настроений с использованием StanfordNLP, приборной панели с Kibana. Эти 3 важных класса: Config → это класс, который определяет все конфигурации модели в руке, например, количество скрытых слоев на 2 декабря 2019 г. · A Простая модель линейного трансформатора в PSpice показана на рисунке ниже.xavier_uniform_ (p) # этот код очень важен! Он инициализирует параметры с # диапазоном значений, который останавливает затухание сигнала 18 августа 2019 г. · Трансформаторы с нуля. Простые преобразователи предоставляют встроенную поддержку для вопросов классификации токенов текстовой классификации. Ответ на 25 сентября 2021 г. · Как использовать простой преобразователь для ответа на вопрос. Простой преобразователь — это пакет для очень простого использования преобразователя. Это поможет вам обойти все сложные настройки, шаблонный код и все другие общие неприятности путем инициализации модели в одной строке, обучения в следующей и оценки 18 января 2021 г. · Как использовать простой преобразователь, чтобы ответить на простой вопрос Transformer — это пакет для очень простого использования трансформатора.Нагрузка на выходной стороне равна R1, а R2 и R3 определяют эффективное последовательное сопротивление первичной и вторичной катушек соответственно. В качестве понижающего блока этот трансформатор преобразует низковольтную слаботочную мощность в низковольтную сильноточную мощность. простые трансформаторы save model

Как инверторы преобразуют электричество постоянного тока в переменный?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 19 ноября 2021 г.

Одна из самых значительных битв 19 века велась не за землю или ресурсы, а за установление типа электричества. это приводит в действие наши здания.

В самом конце 1800-х годов американские электрические пионер Томас Эдисон (1847–1931) изо всех сил старался продемонстрировать что постоянный ток (DC) был лучшим способом подачи электроэнергии мощность, чем переменного тока (AC), система, поддерживаемая его главный соперник Никола Тесла (1856–1943). Эдисон пробовал все виды хитрые способы убедить людей в том, что кондиционер слишком опасен, от убить слона на электрическом стуле, чтобы (довольно хитро) поддержать использование AC на электрическом стуле для приведения в исполнение смертной казни.Несмотря на это, Система Tesla победила, и мир в значительной степени работает на переменном токе власть с тех пор.

Беда только в том, что многие наши приборы предназначены для работы с переменным током, малогабаритные генераторы часто вырабатывают постоянный ток. Что означает, что если вы хотите запустить что-то вроде гаджета с питанием от переменного тока от Автомобильный аккумулятор постоянного тока в мобильном доме, вам нужно устройство, которое преобразует DC to AC — инвертор, как его еще называют. Давай ближе посмотрите на эти гаджеты и узнайте, как они работают!

На фото: набор электрических инверторов, которые можно использовать с оборудованием для производства возобновляемой энергии, например, солнечными батареями и ветряными микровентиляторами.Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерство энергетики США / NREL (DoE / NREL).

В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока?

Когда учителя естествознания объясняют нам основную идею электричества как поток электронов обычно говорят о прямом ток (постоянный ток). Мы узнаем, что электроны работают как линия муравьев, идущих вместе с пакетами электрической энергии в одном способ, которым муравьи несут листья. Это достаточно хорошая аналогия для что-то вроде базового фонарика, где у нас есть схема ( непрерывный электрический контур), соединяющий батарею, лампу и выключатель, и электрическая энергия систематически транспортируется от батареи к лампу, пока не разрядится вся энергия батареи.

В более крупных бытовых приборах электричество работает иначе. Источник питания, который поступает из розетки в стене, основан на переменный ток (AC), где переключается электричество примерно 50–60 раз в секунду (другими словами, частота 50–60 Гц). Может быть трудно понять, как AC обеспечивает энергия, когда она постоянно меняет свое мнение о том, куда она идет! Если электроны, выходящие из вашей розетки, получат, скажем, несколько миллиметрах вниз по кабелю, затем нужно изменить направление и вернуться опять же, как они вообще добрались до лампы на вашем столе, чтобы сделать ее загораться?

Ответ на самом деле довольно прост.Представьте себе кабели бегает между лампой и стеной, набитой электронами. Когда Вы нажимаете на переключатель, все электроны заполняют кабель колебаться взад и вперед в нити лампы — и эта быстрая перетасовка преобразует электрическую энергию в тепло и заставляет лампы накаливания свечения. Электроны не обязательно должны двигаться по кругу для переноса энергии: в AC они просто «бегут на месте».

Анимация: В чем разница между электричеством постоянного и переменного тока? Предположим, вам нужно пропылесосить комнату.Прямой ток немного похож на движение от одной стороны к другой по прямой линии; переменный ток похож на движение вперед и назад на пятно. Оба выполняют свою работу, хотя и немного по-разному!

Что такое инвертор?

Одно из наследий Теслы (и его делового партнера Джорджа Westinghouse, босс Westinghouse Electrical Company), что большинство бытовой техники, которая есть в наших домах, специально спроектированы работать от сети переменного тока. Устройства, которым нужен постоянный ток, но которые должны потреблять электроэнергию от розеток переменного тока требуется дополнительное оборудование, называемое выпрямителем, обычно строится из электронных компонентов, называемых диоды для преобразования переменного тока в постоянный.

Инвертор выполняет противоположную работу, и его довольно легко понять суть того, как это работает. Предположим, у вас в фонарик и выключатель замкнут, поэтому постоянный ток течет по цепи, всегда в одном направлении, как гоночная машина по трассе. Что теперь если вынуть аккумулятор и перевернуть. Предполагая, что он подходит в противном случае он почти наверняка будет питать фонарик, и вы не заметит никакой разницы в получаемом вами свете, но электрическая ток на самом деле будет течь в обратном направлении.Предположим, вы у них были молниеносные руки и они были достаточно ловкими, чтобы постоянно менять направление движения. аккумулятор 50–60 раз в секунду. Тогда вы станете чем-то вроде механического инвертор, преобразующий постоянный ток батареи в переменный ток с частотой 50–60 герц.

Фото: Типичный электрический инвертор. Это сделано Xantrex / Trace Engineering. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / NREL (DoE / NREL).

Конечно, инверторы, которые вы покупаете в магазинах электротоваров, не работают должным образом. таким образом, хотя некоторые из них действительно механические: они используют электромагнитные Включает и выключает эти переключатели на высокой скорости для реверсирования тока направление.Подобные инверторы часто производят так называемый прямоугольный выход: ток либо течет в одну сторону, либо наоборот, или он мгновенно переключается между двумя состояниями:

Такие внезапные переключения мощности довольно жестоки для некоторых видов электрического оборудования. При нормальном питании переменного тока ток постепенно переключается с одного направления на другое по синусоидальной схеме, например:

Электронные инверторы могут использоваться для создания такого плавно изменяющегося выхода переменного тока из Вход постоянного тока.Они используют электронные компоненты, называемые индукторами и конденсаторы, чтобы выходной ток увеличивался и падал более плавно чем резкое включение / выключение прямоугольного сигнала на выходе, которое вы получаете с базовый инвертор.