PENGUBAH

Pendahuluan

Tenaga elektrik yang dibekalkan ke rumah atau industri datangnya dari rangkaian sistem penghantaran yang kemudiannya direndahkan nilai voltan arus ulang-alik untuk disambung ke rangkaian sistem pembahagian. Proses penukaran nilai voltan dilakukan di pencawang elektrik.

Salah satu kebaikkan menggunakan sistem voltan arus ulang-alik ialah nilai voltannya boleh diubah dengan menggunakan alatubah.

Kemagnetan.

Ciri-ciri asas alatubah ialah kemagnetan. Kemagnetan merupakan satu fenomena yang penting dalam bidang elektrik. Magnet kekal adalah magnet yang tidak memeriukan sebarang kuasa atau daya bagi mengekalkan medan magnetnya.

Urat daya magnet

Magnet kekal menghasilkan urat daya magnet yang dipanggil "fluks". Simbol fluks adalah abjad Greek phi (q). Urat daya magnet dapat dilihat dengan meletakan sekeping kertas di atas magnet dan ditaburkan habuk besi diatas kertas tersebut.

Habuk besi yang ditaburkan akan menjajar dalam corak seperti yang ditunjukan dalam gambarajah di bawah. Corak yang terbentuk adalah dalam kedudukan 2 dimensi, tetapi yang sebenamya ia mengelilingi keseluruhan magnet tersebut.

Urat daya magnet akan menolak dan tidak menyilang di antara satu sama lain. Walaupun urat daya magnet tidak mengalir, tetapi ianya boleh diandaikan mengalir dari arah utara ke selatan.

Hukum asas magnet menyatakan bahawa kutub yang berbeza akan manarik dan kutub yang sama akan menolak.

Jenis-Jenis Pengubah Voltan Tinggi

Pengubah Arus

Mengurangkan arus talian kepada nilai yang dapat diukur oleh meter arus rendah. Bahagian utama akan disambungkan sesiri dengan arus talian. Oleh itu, ia perlulah mempunyai rintangan yang rendah dan nisbah pengubah arus mempunyai rintangan yang rendah dan nisbah pengubah arus biasanya 10 : 1. Belitan sekunder mempunyai lilitan yang lebih banyak berbanding dengan belitan utama. Tujuannnya ialah untuk mengurangkan arus. Sebagai contoh, jika arus litar 100amp, meter ampiar yang disambungkan ke belitan sekunder akan mencatatkan bacaan 10 amp. Bagi mendapatkan bacaan arus talian (litar) 100amp, atau julat skala itu telah sedia ditukarkan iaitu 10 x 10 = 100amp, atau julat skala itu telah sedia ditukarkan kepada nilai lain setelah didarab dengan nisbah pengubah.

Pengubah Kuasa

Sebuah alat static arus ulangalik yang digunakan untuk mengalih kuasa elektrik dari satu litar ke litar yang lain dengan mengubah voltan dan arus tetapi tanpa mengubah frekuensinya.

Prinsip kerja pengubah ialah, kuasa boleh dipindahkan secara efektif melalui induksi magnetic dari satu gelong lilitan kepada yang lain dengan daya magnetic yang dihasilkan oleh arus ulangalik. Apabila arus ulangalik ini dihidupkan ke lilitan utama, arus yang mengalir pada satu arah dan kemudian sebaliknya.

Medan magnetic yang dihasilkan mengelilingi seluruh litar magnetic dan menghasilkan voltan ke litar utama dan pendua kerana kedua-dua litar ini disambungkan dengan medan magnetic yang sama.

Voltan yang dihasilkan di satu lilitan di litar utama dan lilitan pendua adalah sama dan di arah yang sama. Voltan yang dihasilkan di lilitan pendua adalah bergantung kepada voltan yang di masukkan pada lilitan utama dan bilangan lilitan di lilitan pendua. Oleh kerana voltan di lilitan utama dan lilitan pendua berubah, arus di lilitan pendua juga turut berubah.

Kuasa (VA) = Voltan x Arus

Pengubah Voltan

Berfungsi atas prinsip yang sama seperti pengubah kuasa, dimana kadar nisbah voltan pada gelong prima dan gelong sekunder adalah berkadar terus pada kadar nisbah lilitan bagi kedua-dua gelong tersebut contoh: 40:1. Ini bererti pada bahagian prime, voltannya lebih tinggi berbanding dengan bahagian sekunder. Katakanlah voltan bahagian ini mestilah mampu mengambil bacaan sehingga 120volt dan bacaan voltan sebenar (bahagian prime) dapat diketahui dengan mendarabkan bacaan voltan ini dengan nisbah pengubah. Jadi voltan prima yang sepatutnya diukur oleh meter volt ini ialah 40x120=48volt. Bagi memudahkan bacaan, biasanya julat skala meter volt itu diubah suai kepada nilai lain (setelah didarabkan dengan 40). Ini bererti skala maksimum meter itu menjadi 4800 volt, bukan 120 volt walaupun sebenarnya ia hanya mengukur sehingga 120 volt.

Oleh sebab bebannya rendah, kadar VA bagi pengubah voltan juga rendah. Salah satu terminasi bahagian sekunder kadang kalanya di bumikan, ini dilakukan bagi mengelakkan berlakunya pembocoran penebat diantara gelung prima dan sekunder, sebagai keselamatan tambahan.

Bentuk fizikal pengubah ini sama dengan bentuk pengubah kuasa, hanya ianya berlainan pada gelung, dimana ianya mesti berpenebat apabila digunakan bagi voltan tinggi dan sering terendam di dalam minyak bagi menguatkan perlindungan. Kehilangan yang paling penting bagi pembinaanya ialah dari segi nilai ketetapan nisbah voltan dan penghapusan perbezaan sudut fasa. Sudut fasa dari 0 E atau 180  E amatlah diperlukan, memandangkan pengubah voltan digunakan bagi menyambung dan membekal alat-alat pengukur yang agak sensitive. Alat-alat seperti meter watt dimana di dalamnya terdapat dua gelung beroperasi. Sebagai panduan, biasanya pengubah voltan berfungsi atas dasar fluk yang rendah berlegar di dalam teras, yang mempunyai luas keratan rentasnya yang besar.

Pengubah Auto

Mempunyai satu belitan gegelung sahaja. Sebahagian daripada belitan itu akan dijadikan belitan utama dan keseluruhan belitan itu akan dijadikan belitan sekunder atau sebaliknya. Jika belitan utama lebih banyak daripada belitan sekunder, pengubah auto itu dipanggil penggubah auto langkah naik.

Oleh kerana belitan sekunder dan prima berkongsi teras dan kemagnetan, sebarang perubahan arus dan fluk akan bertindak terus kepada belitan itu. Ini bererti belitan sekunder dan primer mengalami kearuhan diri (tidak ada kearuhan saling berlaku seperti dalam pengubah biasa dua belitan).

Dalam erti kata lain, pengubah auto ini samalah seperti pembahagi voltan dimana sebahagian daripada voltan akan susut apabila melalui perintang sungguh pun perintang ini tidak boleh menaikkan voltan seperti dalam pengubah auto langkah naik. Gerak daya elektrik yang dihasilkan oleh tiap-tiap lilitan di dalam pengubah auto tersebut bergantung pada nisbah “lilitan/volt”.

Binaannya

Teras dibuat daripada lapisan-lapisan besi yang diapit bersama-sama teras besi yang lain.Terdapat berbagai jenis pengubah, tetapi umumnya berbentuk tingkap dan kelompong. Teras merupakan faktor penting bagi menguatkan fluks magnet yang dihasilkan. Teras dibuat berlapis-lapis agar kehilangan arus pusar dapat dikurangkan di dalam teras tersebut.

Belitan terbahagi kepada dua iaitu belitan utama dan belitan sekunder. Belitan utama disambungkan ke bekalan masuk sementara belitan sekunder disambungkan ke bekalan keluar. Dari sinilah sama ada nilai voltan atau arus pengubah itu diambil selepas perpindahannya. Penambahan atau pengurangan bilangan belitan sekunder dapat memberikan nilai voltan atau arus yang lebih atau kurang daripada nilai bekalan yang diberikan. Belitan dililit secara lapisan sandwich atau sepusar atau berasingan untuk mengelakkan daripada kebocoran fluks, di samping mengeluarkan fluks yang berguna.

Penutup menjadi pembalut dan ianya berfungsi untuk menyejukkan pengubah. 

Sistem Penyejukkannya

ONAN – OIL NATURALL AIR NATURALL

Ini adalah yang paling mudah sistem pengubah penyejukan. Bentuk penuh ONAN adalah (Oil Naturall Air Naturall) "Minyak Asli Air Semula Jadi". Aliran convectional sini semulajadi minyak panas digunakan untuk penyejukan. Dalam edaran convectional minyak, minyak yang panas mengalir ke bahagian atas tangki pengubah dan tempat kosong diduduki oleh minyak sejuk. Ini minyak panas yang datang ke bahagian atas, akan menghilangkan haba di atmosfera melalui pengaliran semula jadi, perolakan & radiasi di udara dan akan menjadi sejuk. Dengan cara ini minyak di dalam tangki pengubah terus beredar apabila pengubah dimasukkan ke dalam beban. Sebagai kadar pelesapan haba dalam udara bergantung kepada permukaan tangki minyak yang melesapkan, ia adalah penting untuk meningkatkan kawasan permukaan yang berkesan tangki. Permukaan melesapkan jadi tambahan dalam bentuk tiub atau radiator disambungkan ke tangki pengubah. Ini dikenali sebagai radiator pengubah atau radiator bank pengubah. Di bawah satu bentuk yang paling mudah di penyejukan semula jadi atau ONAN perkiraan penyejukan pengubah pembumian di bawah.

ONAF – OIL NATURALL AIR FORCE

Pelesapan haba jelas boleh meningkat, jika permukaan melesapkan dinaikkan tetapi ia boleh membuat lebih cepat dengan menggunakan aliran udara paksa pada permukaan yang melesapkan. Peminat meniup udara pada permukaan penyejukan bekerja. Udara paksa menghilangkan haba dari permukaan radiator dan menyediakan penyejukan yang lebih baik daripada udara semula jadi. Bentuk penuh ONAF adalah (Oil Natural Air Force) "Minyak Air Semula Jadi Paksa". Oleh kerana kadar pelesapan haba adalah lebih cepat dan lebih dalam ONAF pengubah kaedah penyejukan daripada ONAN sistem penyejukan, pengubah kuasa elektrik boleh dimasukkan ke dalam lebih beban tanpa melintasi had suhu yang dibenarkan.

OFAF – OIL FORCE AIR FORCE

Dalam minyak terpaksa udara sistem penyejukan semula jadi pengubah, pelesapan haba yang dipercepatkan dengan menggunakan udara paksa pada permukaan melesapkan tetapi peredaran minyak panas dalam tangki pengubah adalah aliran convectional semula jadi.

Kadar pelesapan haba boleh meningkat masih lagi jika peredaran minyak ini dipercepatkan dengan menggunakan beberapa daya. Dalam OFAF sistem penyejukan minyak terpaksa beredar di dalam gelung tertutup tangki pengubah melalui pam minyak. OFAF bermaksud (Oil Force Air Force) "Minyak Paksa Air Paksa" kaedah penyejukan pengubah. Kelebihan utama sistem ini adalah bahawa ia adalah sistem padat dan untuk kapasiti penyejukan sama OFAF ruang yang jauh lebih kurang daripada petani dua sistem pengubah penyejukan. Sebenarnya dalam minyak sistem penyejukan semula jadi, haba yang keluar daripada menjalankan sebahagian daripada pengubah disesarkan dari kedudukannya, dalam kadar perlahan disebabkan aliran convectional minyak tetapi dalam minyak penyejukan sistem terpaksa haba yang disesarkan daripada asalnya sebaik sahaja ia datang dalam minyak, dengan itu kadar penyejukan menjadi lebih cepat.