Электрические трансформаторы: Электрический трансформатор. Основное оборудование электрических станций и подстанций.

Содержание

Электрический трансформатор. Основное оборудование электрических станций и подстанций.

Основное оборудование электрических станций и подстанций

Трансформатор

Трансформатор – это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.

Трансформатор осуществляет преобразование переменного напряжения и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения – электроэнергетике, электронике и радиотехнике.

Конструктивно трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного магнито-мягкого материала.

Базовые принципы действия трансформатора

Работа трансформатора основана на двух базовых принципах:

  • Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм)
  • Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция)

На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток намагничивания создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции, пропорциональную первой производной магнитного потока, при синусоидальном токе сдвинутой на 90° в обратную сторону по отношению к магнитному потоку.

В некоторых трансформаторах, работающих на высоких или сверхвысоких частотах, магнитопровод может отсутствовать.

Форма напряжения во вторичной обмотке связана с формой напряжения в первичной обмотке довольно сложным образом. Благодаря этой сложности удалось создать целый ряд специальных трансформаторов, которые могут выполнять роль усилителей тока, умножителей частоты, генераторов сигналов и т.д.

Исключение – силовой трансформатор. В случае классического трансформатора переменного тока, предложенного П.Яблочковым, он преобразует синусоиду входного напряжения в такое же синусоидальное напряжение на выходе вторичной обмотки.

В случае силового трансформатора, работающего в схеме Преобразователя Мотовилова, он преобразует постоянный силовой ток первичной обмотки в постоянный силовой ток вторичной обмотки при прямоугольном переменном напряжении на обеих обмотках. Последнее выпрямляется в постоянное напряжение так, что на входе и выходе схемы Мотовилова действуют постоянные токи при постоянном напряжении.

Основные части конструкции трансформатора

Основными частями конструкции трансформатора являются:

  • магнитопровод
  • обмотки
  • каркас для обмоток
  • изоляция
  • система охлаждения
  • прочие элементы (для монтажа, доступа к выводам обмоток, защиты трансформатора и т. п.)

В практичной конструкции трансформатора производитель выбирает между тремя различными базовыми концепциями:

  • Стержневой
  • Броневой
  • Тороидальный

Любая из этих концепций не влияет на эксплуатационные характеристики или эксплуатационную надежность трансформатора, но имеются существенные различия в процессе их изготовления. Каждый производитель выбирает концепцию, которую он считает наиболее удобной с точки зрения изготовления, и стремится к применению этой концепции на всём объёме производства.

В то время как обмотки стержневого типа заключают в себе сердечник, сердечник броневого типа заключает в себе обмотки. Если смотреть на активный компонент (т.e. сердечник с обмотками) стержневого типа, обмотки хорошо видны, но они скрывают за собой стержни магнитной системы сердечника. Видно только верхнее и нижнее ярмо сердечника. В конструкции броневого типа сердечник скрывает в себе основную часть обмоток.

Ещё одно отличие состоит в том, что ось обмоток стержневого типа, как правило, имеет вертикальное положение, в то время как в броневой конструкции она может быть горизонтальной или вертикальной.

Режимы работы трансформатора

Режим холостого хода

Данный режим характеризуется разомкнутой вторичной цепью трансформатора, вследствие чего ток в ней не течёт. По первичной обмотке протекает ток холостого хода, главной составляющей которого является реактивный ток намагничивания. С помощью опыта холостого хода можно определить КПД трансформатора, коэффициент трансформации, а также потери в сердечнике (т.н. «потери в стали»).

Режим нагрузки

Этот режим характеризуется работой трансформатора с подключенными источником в первичной и нагрузкой во вторичной цепи трансформатора. В вторичной обмотке протекает ток нагрузки, а в первичной – ток, который можно представить как сумму тока нагрузки (пересчитанного из соотношения числа витков обмоток и вторичного тока) и ток холостого хода. Данный режим является основным рабочим для трансформатора.

Режим короткого замыкания

Этот режим получается в результате замыкания вторичной цепи накоротко. Это разновидность режима нагрузки, при котором сопротивление вторичной обмотки является единственной нагрузкой. С помощью опыта короткого замыкания можно определить потери на нагрев обмоток в цепи трансформатора («потери в меди»). Это явление учитывается в схеме замещения реального трансформатора при помощи активного сопротивления.

Режим холостого хода

При равенстве вторичного тока нулю (режим холостого хода), ЭДС индукции в первичной обмотке практически полностью компенсирует напряжение источника питания, поэтому ток, протекающий через первичную обмотку, равен переменному току намагничивания, нагрузочные токи отсутствуют. Для трансформатора с сердечником из магнитомягкого материала (ферромагнитного материала, трансформаторной стали) ток холостого хода характеризует величину потерь в сердечнике (на вихревые токи и на гистерезис) и реактивную мощность перемагничивания магнитопровода. Мощность потерь можно вычислить, умножив активную составляющую тока холостого хода на напряжение, подаваемое на трансформатор.

Для трансформатора без ферромагнитного сердечника потери на перемагничивание отсутствуют, а ток холостого хода определяется сопротивлением индуктивности первичной обмотки, которое пропорционально частоте переменного тока и величине индуктивности.

Напряжение на вторичной обмотке в первом приближении определяется законом Фарадея.

Режим короткого замыкания

В режиме короткого замыкания, на первичную обмотку трансформатора подаётся переменное напряжение небольшой величины, выводы вторичной обмотки соединяют накоротко. Величину напряжения на входе устанавливают такую, чтобы ток короткого замыкания равнялся номинальному (расчётному) току трансформатора. В таких условиях величина напряжения короткого замыкания характеризует потери в обмотках трансформатора, потери на омическом сопротивлении. Мощность потерь можно вычислить, умножив напряжение короткого замыкания на ток короткого замыкания.

Данный режим широко используется в измерительных трансформаторах тока.

Режим нагрузки

При подключении нагрузки к вторичной обмотке во вторичной цепи возникает ток нагрузки, создающий магнитный поток в магнитопроводе, направленный противоположно магнитному потоку, создаваемому первичной обмоткой. В результате в первичной цепи нарушается равенство ЭДС индукции и ЭДС источника питания, что приводит к увеличению тока в первичной обмотке до тех пор, пока магнитный поток не достигнет практически прежнего значения.

Мгновенный магнитный поток в магнитопроводе трансформатора определяется интегралом по времени от мгновенного значения ЭДС в первичной обмотке и в случае синусоидального напряжения сдвинут по фазе на 90° по отношению к ЭДС. Наведённая во вторичных обмотках ЭДС пропорциональна первой производной от магнитного потока и для любой формы тока совпадает по фазе и форме с ЭДС в первичной обмотке.

Виды трансформаторов

Силовой трансформатор

Силовой трансформатор переменного тока – трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, предназначенных для приёма и использования электрической энергии. Слово «силовой» отражает работу данного вида трансформаторов с большими мощностями. Необходимость применения силовых трансформаторов обусловлена различной величиной рабочих напряжений ЛЭП (35-750 кВ), городских электросетей (как правило 6,10 кВ), напряжения, подаваемого конечным потребителям (0,4 кВ, они же 380/220 В) и напряжения, требуемого для работы электромашин и электроприборов (самые различные от единиц вольт до сотен киловольт).

Силовой трансформатор постоянного тока используется для непосредственного преобразования напряжения в цепях постоянного тока. Термин «силовой» показывает отличие таких трансформаторов от измерительных устройств класса «Трансформатор постоянного тока».

Автотрансформатор

Автотрансформатор – вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только электромагнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные напряжения. Преимуществом автотрансформатора является более высокий КПД, поскольку лишь часть мощности подвергается преобразованию – это особенно существенно, когда входное и выходное напряжения отличаются незначительно.

Недостатком является отсутствие электрической изоляции (гальванической развязки) между первичной и вторичной цепью. Применение автотрансформаторов экономически оправдано вместо обычных трансформаторов для соединения эффективно заземленных сетей с напряжением 110 кВ и выше при коэффициентах трансформации не более 3-4. Существенным достоинством является меньший расход стали для сердечника, меди для обмоток, меньший вес и габариты, и в итоге – меньшая стоимость.

Трансформатор тока

Трансформатор тока – трансформатор, питающийся от источника тока. Типичное применение – для снижения первичного тока до величины, используемой в цепях измерения, защиты, управления и сигнализации, кроме того, трансформатор тока осуществляет гальваническую развязку (отличие от шунтовых схем измерения тока). Номинальное значение тока вторичной обмотки 1А, 5А. Первичная обмотка трансформатора тока включается в цепь с измеряемым переменным током, а во вторичную включаются измерительные приборы. Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока, равен току первичной обмотки, деленному на коэффициент трансформации. ВНИМАНИЕ! Вторичная обмотка токового трансформатора должна быть надёжно замкнута на низкоомную нагрузку измерительного прибора или накоротко. При случайном или умышленном разрыве цепи возникает скачок напряжения, опасный для изоляции, окружающих электроприборов и жизни техперсонала! Поэтому по правилам технической эксплуатации необходимо неиспользуемые вторичные обмотки закорачивать, а все вторичные обмотки трансформаторов тока подлежат заземлению.

Трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения – трансформатор, питающийся от источника напряжения. Типичное применение – преобразование высокого напряжения в низкое в цепях, в измерительных цепях и цепях РЗиА. Применение трансформатора напряжения позволяет изолировать логические цепи защиты и цепи измерения от цепи высокого напряжения.

Импульсный трансформатор

Импульсный трансформатор – это трансформатор, предназначенный для преобразования импульсных сигналов с длительностью импульса до десятков микросекунд с минимальным искажением формы импульса. Основное применение заключается в передаче прямоугольного электрического импульса (максимально крутой фронт и срез, относительно постоянная амплитуда). Он служит для трансформации кратковременных видеоимпульсов напряжения, обычно периодически повторяющихся с высокой скважностью. В большинстве случаев основное требование, предъявляемое к ИТ заключается в неискажённой передаче формы трансформируемых импульсов напряжения; при воздействии на вход ИТ напряжения той или иной формы на выходе желательно получить импульс напряжения той же самой формы, но, быть может, иной амплитуды или другой полярности.

Разделительный трансформатор

Разделительный трансформатор – трансформатор, первичная обмотка которого электрически не связана со вторичными обмотками. Силовые разделительные трансформаторы предназначены для повышения безопасности электросетей, при случайных одновременных прикасаниях к земле и токоведущим частям или нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции. Сигнальные разделительные трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку электрических цепей.

Согласующий трансформатор

Согласующий трансформатор – трансформатор, применяемый для согласования сопротивления различных частей (каскадов) электронных схем при минимальном искажении формы сигнала. Одновременно согласующий трансформатор обеспечивает создание гальванической развязки между участками схем.

Пик-трансформатор

Пик-трансформатор – трансформатор, преобразующий напряжение синусоидальной формы в импульсное напряжение с изменяющейся через каждые полпериода полярностью.

Сдвоенный дроссель

Сдвоенный дроссель (встречный индуктивный фильтр) – конструктивно является трансформатором с двумя одинаковыми обмотками. Благодаря взаимной индукции катушек он при тех же размерах более эффективен, чем обычный дроссель. Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания; в дифференциальных сигнальных фильтрах цифровых линий, а также в звуковой технике.

Трансфлюксор

Трансфлюксор – разновидность трансформатора, используемая для хранения информации. Основное отличие от обычного трансформатора – это большая величина остаточной намагниченности магнитопровода. Иными словами трансфлюксоры могут выполнять роль элементов памяти. Помимо этого трансфлюксоры часто снабжались дополнительными обмотками, обеспечивающими начальное намагничивание и задающими режимы их работы. Эта особенность позволяла (в сочетании с другими элементами) строить на трансфлюксорах схемы управляемых генераторов, элементов сравнения и искусственных нейронов.

История создания трансформаторов

Для создания трансформаторов необходимо было изучение свойств материалов: неметаллических, металлических и магнитных, создания их теории.

Столетов Александр Григорьевич (профессор Московского университета) сделал первые шаги в этом направлении – обнаружил петлю гистерезиса и доменную структуру ферромагнетика (1880-е).

Братья Гопкинсоны разработали теорию электромагнитных цепей.

В 1831 году английским физиком Майклом Фарадеем было открыто явление электромагнитной индукции, лежащее в основе действия электрического трансформатора, при проведении им основополагающих исследований в области электричества.

Схематичное изображение будущего трансформатора впервые появилось в 1831 году в работах Фарадея и Генри. Однако ни тот, ни другой не отмечали в своём приборе такого свойства трансформатора, как изменение напряжений и токов, то есть трансформирование переменного тока.

В 1848 году французский механик Г.Румкорф изобрёл индукционную катушку особой конструкции. Она явилась прообразом трансформатора.

30 ноября 1876 года, дата получения патента Яблочковым Павлом Николаевичем, считается датой рождения первого трансформатора переменного тока. Это был трансформатор с разомкнутым сердечником, представлявшим собой стержень, на который наматывались обмотки.

Первые трансформаторы с замкнутыми сердечниками были созданы в Англии в 1884 году братьями Джоном и Эдуардом Гопкинсон. В 1885г. венгерские инженеры фирмы «Ганц и К°» Отто Блати, Карой Циперновский и Микша Дери изобрели трансформатор с замкнутым магнитопроводом, который сыграл важную роль в дальнейшем развитии конструкций трансформаторов.

Большую роль для повышения надежности трансформаторов сыграло введение масляного охлаждения (конец 1880-х годов, Д.Свинберн). Свинберн помещал трансформаторы в керамические сосуды, наполненные маслом, что значительно повышало надежность изоляции обмоток.

С изобретением трансформатора возник технический интерес к переменному току. Русский электротехник Михаил Осипович Доливо-Добровольский в 1889г. предложил трёхфазную систему переменного тока с тремя проводами (трехфазная система переменного тока с шестью проводами изобретена Николой Тесла), построил первый трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутой обмоткой типа «беличья клетка» и трехфазной обмоткой на роторе (трехфазный асинхронный двигатель изобретен Николой Тесла), первый трёхфазный трансформатор с тремя стержнями магнитопровода, расположенными в одной плоскости. На электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне в 1891г. Доливо-Добровольский демонстрировал опытную высоковольтную электропередачу трёхфазного тока протяжённостью 175 км. Трёхфазный генератор имел мощность 230 кВт при напряжении 95 В.

1928 год можно считать началом производства силовых трансформаторов в СССР, когда начал работать Московский трансформаторный завод (впоследствии – Московский электрозавод).

В начале 1900-х годов английский исследователь-металлург Роберт Хедфилд провёл серию экспериментов для установления влияния добавок на свойства железа. Лишь через несколько лет ему удалось поставить заказчикам первую тонну трансформаторной стали с добавками кремния.

Следующий крупный скачок в технологии производства сердечников был сделан в начале 30-х годов XX в, когда американский металлург Норман П. Гросс установил, что при комбинированном воздействии прокатки и нагревания у кремнистой стали появляются незаурядные магнитные свойства в направлении прокатки: магнитное насыщение увеличивалось на 50%, потери на гистерезис сокращались в 4 раза, а магнитная проницаемость возрастала в 5 раз.



ТРАНСФОРМАТОРЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ

ТЕОРИЯ: ПОНЕМНОГУ – ОБО ВСЕМ

        1.7. Трансформаторы и электрические сети.

    Трансформатор имеет замкнутый магнитопровод (рис. 4,г, д) из материала с высокой относительной проницаемостью (трансформаторной стали, феррита) и содержит несколько обмоток. Магнитопроводы бывают кольцевые — для тороидальных трансформаторов — или набранные из пластин Ш-образной формы. Применяются также, например, в трансформаторах питания телевизоров, магнитопроводы из двух U-образных половинок с пришлифованными торцами. Они называются ленточными разрезными (серии ПЛ), поскольку наматываются из тонкой ферромагнитной ленты, смазанной клеем или лаком, а после высушивания разрезаются на две половинки, которые затем вставляются в катушку трансформатора и туго сжимаются.
    На принципиальных схемах трансформаторы обозначают так, как показано на рис. 7. Первичная обмотка (I) присоединяется к источнику переменного тока (на постоянном токе трансформатор не работает!), обычно к электрической сети, и поэтому часто называется сетевой обмоткой. Для разбора принципа действия трансформатора предположим вначале, что к вторичным обмоткам (II, III) ничего не присоединено — это будет режим холостого хода.

Рис. 7

    Через первичную обмотку потечет реактивный ток, намагничивающий сердечник трансформатора и равный напряжению сети, деленному на индуктивное сопротивление первичной обмотки. У правильно спроектированного трансформатора он не должен быть слишком большим, чтобы не вызывать бесполезный нагрев проводов, поэтому первичная обмотка должна иметь достаточное число витков. Очень часто из мнимой экономии берут малое количество витков, и тогда трансформатор гудит, греется и создает большие внешние поля рассеяния, т.е. электромагнитные помехи.
    Реактивный ток холостого хода не вызывает потребления мощности из сети, другими словами, электрический счетчик от включенного на холостом ходу трансформатора крутиться не должен. Переменный магнитный поток сердечника по закону электромагнитной индукции создает на выводах всех обмоток переменное напряжение, пропорциональное их числу витков. На первичной обмотке это напряжение равно напряжению сети, а на вторичных обмотках может быть любым, в зависимости от числа витков. Соответственно и вторичные обмотки, а иногда и сам трансформатор, называют повышающими или понижающими. Универсальным показателем для всех обмоток служит число витков на один вольт напряжения.
    Подключим теперь к вторичной обмотке (II) какую-либо нагрузку, например лампочку накаливания. Потечет активный ток, и лампочка загорится. Но магнитный поток в сердечнике существенно измениться не может, поскольку он определяется напряжением на первичной обмотке и числом ее витков. Значит, по первичной обмотке тоже потечет ток, компенсирующий магнитное поле тока вторичной обмотки. Этот ток потребляется из сети, и если отношение напряжений на вторичной и первичной обмотках равно коэффициенту трансформации n, то отношение токов составляет 1/n. Активная мощность в первичной и вторичной обмотках одинакова за вычетом небольших потерь в самом трансформаторе.
    Поясним сказанное примером. Допустим, первичная обмотка имеет 2200 витков и подключена к сети напряжением 220 В, а вторичная — 125 витков. Значит, трансформатор намотан из расчета 10 витков на вольт, и напряжение на вторичной обмотке будет 12,5 В, т.е. трансформатор понижающий. Коэффициент трансформации составит n = 12,5/220 = 125/2200 = 0,056. Если лампа, подключенная к вторичной обмотке, потребляет 1 А, то в цепи первичной обмотки потечет ток только 0,056 А, или 56 мА. Мощность, потребляемая от сети, равна мощности лампы, т.е. 12,5 Вт. Таким образом, с помощью трансформатора можно понизить напряжение, увеличив ток нагрузки, либо, напротив, повысить напряжение, уменьшив ток.
    Это свойство трансформатора широко используется при построении электрических сетей. Когда надо передать электроэнергию на большие расстояния, неизбежны потери в проводах, вызванные их активным сопротивлением R. Мощность потерь равна I2R, поэтому выгодно передавать одну и ту же мощность при высоком напряжении и малом токе, что и делают, строя повышающие и понижающие трансформаторные подстанции и высоковольтные линии электропередач.
    Даже маленькая деревенька или один многоквартирный дом могут потреблять мощность 220 кВт. При напряжении сети 220 В ток составит 1000 А. Для передачи такого тока нужны кабели большого поперечного сечения. Перейдя на напряжение 22 кВ, мы получим ток всего 10 А, который можно передать по стандартному проводу диаметром 3 мм.


Радио, 1998

Электрические машины. Трансформаторы | SibFU

AuthorВстовский, Алексей Львович
AuthorВстовский, Сергей Алексеевич
Issued Date2009
ISBN978-5-57638-1899-4
DescriptionУчеб. пособие.
DescriptionДоступ к полному тексту открыт из сети СФУ, вне сети доступ возможен для читателей Научной библиотеки СФУ или за плату.
AbstractРассмотрены физические и теоретические основы электромеханического преобразование энергии в электрических машинах, излагаются вопросы теории электромагнитных процессов, конструкции магнитопроводов, обмоток, изоляции, систем охлаждения, регулирования напряжения и методов испытания современных трансформаторов общего и специального назначения, анализируются их потребительские и эксплуатационные характеристики и качества.
Languagerus
PublisherИПК СФУ
RightsДля личного использования.
Subjectтрансформаторы
Subjectпреобразователи электромеханические
Subjectмагнитопроводы
Subjectтрехфазные трансформаторы
Subjectавтотрансформаторы
Subjectтрехобмоточный трансформатор
Subjectизмерительные трансформаторы
Subjectсварочные трансформаторы
Subjectпреобразовательные установки
Subjectучебное пособие
TitleЭлектрические машины. Трансформаторы
TypeBook
UDC621.314.2(075.8)
Corporate ContributorСибирский федеральный университет
Publisher LocationКрасноярск
Identifier in IRBISRU/НБ СФУ/BOOK1/621.31/В 85-855620

Что такое трансформатор устройство трансформатора. Электрические трансформаторы. Потери энергии в трансформаторе

Продолжаем знакомство с электронными компонентами и в этой статье рассмотрим устройство и принцип работы трансформатора .

Трансформаторы нашли широкое применение в радио и электротехнике и применяются для передачи и распределения электрической энергии в сетях энергосистем, для питания схем радиоаппаратуры, в преобразовательных устройствах, качестве сварочных трансформаторов и т.п.

Трансформатор предназначен для преобразования переменного напряжения одной величины в переменное напряжение другой величины.

В большинстве случаев трансформатор состоит из замкнутого магнитопровода (сердечника) с расположенными на нем двумя (обмотками) электрически не связанных между собой. Магнитопровод изготавливают из ферромагнитного материала, а обмотки мотают медным изолированным проводом и размещают на магнитопроводе.

Одна обмотка подключается к источнику переменного тока и называется первичной (I), с другой обмотки снимается напряжение для питания нагрузки и обмотка называется вторичной (II). Схематичное устройство простого трансформатора с двумя обмотками показано на рисунке ниже.

1. Принцип работы трансформатора.

Принцип работы трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции .

Если на первичную обмотку подать переменное напряжение U1 , то по виткам обмотки потечет переменный ток Io , который вокруг обмотки и в магнитопроводе создаст переменное магнитное поле . Магнитное поле образует магнитный поток Фo , который проходя по магнитопроводу пересекает витки первичной и вторичной обмоток и индуцирует (наводит) в них переменные ЭДС – е1 и е2 . И если к выводам вторичной обмотки подключить вольтметр, то он покажет наличие выходного напряжения U2 , которое будет приблизительно равно наведенной ЭДС е2 .

При подключении к вторичной обмотке нагрузки, например, лампы накаливания, в первичной обмотке возникает ток I1 , образующий в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф1 изменяющийся с той же частотой, что и ток I1 . Под воздействием переменного магнитного потока в цепи вторичной обмотки возникает ток I2 , создающий в свою очередь противодействующий согласно закону Ленца магнитный поток Ф2 , стремящийся размагнитить порождающий его магнитный поток.

В результате размагничивающего действия потока Ф2 в магнитопроводе устанавливается магнитный поток Фo равный разности потоков Ф1 и Ф2 и являющийся частью потока Ф1 , т.е.

Результирующий магнитный поток Фo обеспечивает передачу магнитной энергии из первичной обмотки во вторичную и наводит во вторичной обмотке электродвижущую силу е2 , под воздействием которой во вторичной цепи течет ток I2 . Именно благодаря наличию магнитного потока Фo и существует ток I2 , который будет тем больше, чем больше Фo . Но и в то же время чем больше ток I2 , тем больше противодействующий поток Ф2 и, следовательно, меньше Фo .

Из сказанного следует, что при определенных значениях магнитного потока Ф1 и сопротивлений вторичной обмотки и нагрузки устанавливаются соответствующие значения ЭДС е2 , тока I2 и потока Ф2 , обеспечивающие равновесие магнитных потоков в магнитопроводе, выражаемое формулой приведенной выше.

Таким образом, разность потоков Ф1 и Ф2 не может быть равна нулю, так как в этом случае отсутствовал бы основной поток Фo , а без него не мог бы существовать поток Ф2 и ток I2 . Следовательно, магнитный поток Ф1 , создаваемый первичным током I1 , всегда больше магнитного потока Ф2 , создаваемого вторичным током I2 .

Величина магнитного потока зависит от создающего его тока и от числа витков обмотки, по которой он проходит.

Напряжение вторичной обмотки зависит от соотношения чисел витков в обмотках . При одинаковом числе витков напряжение на вторичной обмотке будет приблизительно равно напряжению, подаваемому на первичную обмотку, и такой трансформатор называют разделительным .

Если вторичная обмотка содержит больше витков, чем первичная, то развиваемое в ней напряжение будет больше напряжения, подаваемого на первичную обмотку, и такой трансформатор называют повышающим .

Если же вторичная обмотка содержит меньшее число витков, чем первичная, то и напряжение ее будет меньше, чем напряжение подаваемое на первичную обмотку, и такой трансформатор называют понижающим .

Следовательно. Путем подбора числа витков обмоток, при заданном входном напряжении U1 получают желаемое выходное напряжение U2 . Для этого пользуются специальными методиками по расчету параметров трансформаторов, с помощью которых производится расчет обмоток, выбирается сечение проводов, определяются числа витков, а также толщина и тип магнитопровода.

Трансформатор может работать только в цепях переменного тока . Если его первичную обмотку подключить к источнику постоянного тока, то в магнитопроводе образуется магнитный поток постоянный во времени, по величине и направлению. В этом случае в первичной и вторичной обмотках не будет индуцироваться переменное напряжение, а следовательно, не будет передаваться электрическая энергия из первичной цепи во вторичную. Однако если в первичной обмотке трансформатора будет течь пульсирующий ток, то во вторичной обмотке будет индуцироваться переменное напряжение частота которого будет равна частоте пульсации тока в первичной обмотке.

2. Устройство трансформатора.

2.1. Магнитопровод. Магнитные материалы.

Назначение магнитопровода заключается в создании для магнитного потока замкнутого пути, обладающего минимальным магнитным сопротивлением. Поэтому магнитопроводы для трансформаторов изготавливают из материалов, обладающих высокой магнитной проницаемостью в сильных переменных магнитных полях. Материалы должны иметь малые потери на вихревые токи, чтобы не перегревать магнитопровод при достаточно больших значениях магнитной индукции, быть достаточно дешевыми и не требовать сложной механической и термической обработки.

Магнитные материалы , используемые для изготовления магнитопроводов, выпускаются в виде отдельных листов, либо в виде длинных лент определенной толщины и ширины и называются электротехническими сталями .
Листовые стали (ГОСТ 802-58) изготавливаются методом горячей и холодной прокатки, ленточные текстурованные стали (ГОСТ 9925-61) только методом холодной прокатки.

Также применяют железноникелевые сплавы с высокой магнитной проницаемостью, например, пермаллой, перминдюр и др. (ГОСТ 10160-62), и низкочастотные магнитомягкие ферриты.

Для изготовления разнообразных относительно недорогих трансформаторов широко применяются электротехнические стали , имеющие небольшую стоимость и позволяющие трансформатору работать как при постоянном подмагничивании магнитопровода, так и без него. Наибольшее применение нашли холоднокатаные стали, имеющие лучшие характеристики по сравнению со сталями горячей прокатки.

Сплавы с высокой магнитной проницаемостью применяют для изготовления импульсных трансформаторов и трансформаторов, предназначенных для работы при повышенных и высоких частотах 50 – 100 кГц.

Недостатком таких сплавов является их высокая стоимость. Так, например, стоимость пермаллоя в 10 – 20 раз выше стоимости электротехнической стали, а пермендюра – в 150 раз. Однако в ряде случаев их применение позволяет существенно снизить массу, объем и даже общую стоимость трансформатора.

Другим их недостатком является сильное влияние на магнитную проницаемость постоянного подмагничивания, переменных магнитных полей, а также низкая стойкость к механическим воздействиям – удар, давление и т.п.

Из магнитомягких низкочастотных ферритов с высокой начальной проницаемостью изготавливают прессованные магнитопроводы , которые применяют для изготовления импульсных трансформаторов и трансформаторов, работающих на высоких частотах от 50 – 100 кГц. Достоинством ферритов является невысокая стоимость, а недостатком является низкая индукция насыщения (0,4 – 0,5 Т) и сильная температурная и амплитудная нестабильность магнитной проницаемости. Поэтому их применяют лишь при слабых полях.

Выбор магнитных материалов производится исходя из электромагнитных характеристик с учетом условий работы и назначения трансформатора.

2.2. Типы магнитопроводов.

Магнитопроводы трансформаторов разделяются на шихтованные (штампованные) и ленточные (витые), изготавливаемые из листовых материалов и прессованные из ферритов.

Шихтованные магнитопроводы набираются из плоских штампованных пластин соответствующей формы. Причем пластины могут быть изготовлены практически из любых, даже очень хрупких материалов, что является достоинством этих магнитопроводов.

Ленточные магнитопроводы изготавливаются из тонкой ленты, намотанной в виде спирали, витки которой прочно соединены между собой. Достоинством ленточных магнитопроводов является полное использование свойств магнитных материалов, что позволяет уменьшить массу, размеры и стоимость трансформатора.

В зависимости от типа магнитопровода трансформаторы подразделяются на стрежневые , броневые и тороидальные . При этом каждый из этих типов может быть и стрежневым и ленточным.

Стержневые .

В магнитопроводах стержневого типа обмотки располагается на двух стержнях (стержнем называют часть магнитопровода, на которой размещают обмотки). Это усложняет конструкцию трансформатора, но уменьшает толщину намотки, что способствует снижению индуктивности рассеяния, расхода проволоки и увеличивает поверхность охлаждения.

Стержневые магнитопроводы используют в выходных трансформаторах с малым уровнем помех, так как они малочувствительны к воздействию внешних магнитных полей низкой частоты. Это объясняется тем, что под влиянием внешнего магнитного поля в обеих катушках индуцируются напряжения, противоположные по фазе, которые при равенстве витков обмоток компенсируют друг друга. Как правило, стержневыми выполняются трансформаторы большой и средней мощности.

Броневые .

В магнитопроводе броневого типа обмотка располагается на центральном стержне. Это упрощает конструкцию трансформатора, позволяет получить более полное использование окна обмоткой, а также создает некоторую механическую защиту обмотки. Поэтому такие магнитопроводы получили наибольшее применение.

Некоторым недостатком броневых магнитопроводов является их повышенная чувствительность к воздействию магнитных полей низкой частоты, что делает их малопригодными к использованию в качестве выходных трансформаторов с малым уровнем помех. Чаще всего броневыми выполняются трансформаторы средней мощности и микротрансформаторы.

Тороидальные .

Тороидальные или кольцевые трансформаторы позволяют полнее использовать магнитные свойства материала, имеют малые потоки рассеивания и создают очень слабое внешнее магнитное поле, что особенно важно в высокочастотных и импульсных трансформаторах. Но из-за сложности изготовления обмоток не получили широкого применения. Чаще всего их делают из феррита.

Для уменьшения потерь на вихревые токи шихтованные магнитопроводы набираются из штампованных пластин толщиной 0,35 – 0,5 мм, которые с одной стороны покрывают слоем лака толщиной 0,01 мм или оксидной пленкой.

Лента для ленточных магнитопроводов имеет толщину от нескольких сотых до 0,35 мм и также покрывается электроизолирующей и одновременно склеивающейся суспензией или оксидной пленкой. И чем тоньше слой изоляции, тем плотнее происходит заполнение сечения магнитопровода магнитным материалом, тем меньше габаритные размеры трансформатора.

За последнее время наряду с рассмотренными «традиционными» типами магнитопроводов находят применение новые формы, к числу которых следует отнести магнитопроводы «кабельного» типа, «обращенный тор», катушечный и др.

На этом пока закончим. Продолжим во .
Удачи!

Литература:

1. В. А. Волгов – «Детали и узлы радио-электронной аппаратуры», Энергия, Москва 1977 г.
2. В. Н. Ванин – «Трансформаторы тока», Издательство «Энергия» Москва 1966 Ленинград.
3. И. И. Белопольский – «Расчет трансформаторов и дросселей малой моности», М-Л, Госэнергоиздат, 1963 г.
4. Г. Н. Петров – «Трансформаторы. Том 1. Основы теории», Государственное Энергетическое Издательство, Москва 1934 Ленинград.
5. В. Г. Борисов, – «Юный радиолюбитель», Москва, «Радио и связь» 1992 г.

Трансформатором называется статическое электромагнитное устройство, содержащее от двух до нескольких обмоток, расположенных на общем магнитопроводе, и индуктивно связанных, таким образом, между собой. Служит трансформатор для преобразования электрической энергии переменного тока посредством электромагнитной индукции без изменения частоты тока. Используют трансформаторы как для преобразования переменного напряжения, так и для в различных сферах электротехники и электроники.

Справедливости ради отметим, что в некоторых случаях трансформатор может содержать и всего одну обмотку (автотрансформатор), а сердечник может и вовсе отсутствовать (ВЧ – трансформатор), однако в большинстве своем трансформаторы имеют сердечник (магнитопровод) из , и две или более изолированные ленточные или проволочные обмотки, охватываемые общим магнитным потоком, но обо всем по порядку. Рассмотрим, какие же бывают виды трансформаторов, как они устроены и для чего применяются.

Данный вид низкочастотных (50-60 Гц) трансформаторов служит в электрических сетях, а также в установках приема и преобразования электрической энергии. Почему называется силовой? Потому что именно этот тип трансформаторов применяется для подачи и приема электроэнергии на ЛЭП и с ЛЭП, где напряжение может достигать 1150 кВ.

В городских электросетях напряжение достигает 10 кВ. Посредством именно напряжение также и понижается до 0,4 кВ, 380/220 вольт, необходимых потребителям.

Конструктивно типичный силовой трансформатор может содержать две, три или более обмоток, расположенных на броневом сердечнике из электротехнической стали, причем некоторые из обмоток низшего напряжения могут питаться параллельно (трансформатор с расщепленными обмотками).

Это удобно для повышения напряжения, получаемого одновременно с нескольких генераторов. Как правило, силовой трансформатор помещен в бак с трансформаторным маслом, а в случае особо мощных экземпляров добавляется система активного охлаждения.

Трансформаторы силовые трехфазные мощностью до 4000 кВА устанавливаются на подстанциях и электростанциях. Более распространены трехфазные, поскольку потери получаются до 15% меньше, чем с тремя однофазными.


Трансформатор сетевой

Сетевые трансформаторы еще в 80-е и 90-е годы можно было встретить практически в любом электроприборе. С помощью именно сетевого трансформатора (обычно однофазного) напряжение бытовой сети 220 вольт с частотой 50 Гц понижается до уровня, требуемого электроприбору, например 5, 12, 24 или 48 вольт.

Часто сетевые трансформаторы выполняются с несколькими вторичными обмотками, чтобы несколько источников напряжения можно было бы использовать для питания различных частей схемы. В частности, трансформаторы ТН (трансформатор накальный) всегда можно было (да и сейчас можно) встретить в схемах, где присутствовали радиолампы.

Современные сетевые трансформаторы конструктивно выполняются на Ш-образных, стержневых или тороидальных сердечниках из набора пластин электротехнической стали, на которые и навиваются обмотки. Тороидальная форма магнитопровода позволяет получить более компактный трансформатор.

Если сравнить трансформаторы равной габаритной мощности на тороидальном и на Ш-образном сердечниках, то тороидальный будет занимать меньше места, к тому же площадь поверхности тороидального магнитопровода полностью охватывается обмотками, нет пустого ярма, как в случае с броневым Ш-образным или стержневым сердечниками. К сетевым можно отнести в частности и сварочные трансформаторы мощностью до 6 кВт. Сетевые трансформаторы, конечно, относятся к низкочастотным трансформаторам.


Одной из разновидностей низкочастотного трансформатора является автотрансформатор, у которого вторичная обмотка является частью первичной или первичная является частью вторичной. То есть в автотрансформаторе обмотки связаны не только магнитно, но и электрически. Несколько выводов делаются от единственной обмотки, и позволяют всего с одной обмотки получить различное напряжение.

Главное преимущество автотрансформатора – меньшая стоимость, поскольку расходуется меньше провода для обмоток, меньше стали для сердечника, в итоге и вес получается меньше, чем у обычного трансформатора. Недостаток – отсутствие гальванической развязки обмоток.

Автотрансформаторы находят применение в устройствах автоматического управления, а также широко используются в высоковольтных электросетях. Трехфазные автотрансформаторы с соединением обмоток в треугольник либо в звезду в электрических сетях весьма востребованы сегодня.

Силовые автотрансформаторы выпускаются на мощности вплоть до сотен мегаватт. Применяют автотрансформаторы и для пуска мощных двигателей переменного тока. Автотрансформаторы особенно целесообразны при невысоких коэффициентах трансформации.

Частным случаем автотрансформатора является лабораторный автотрансформатор (ЛАТР). Он позволяет плавно регулировать напряжение, подаваемое к потребителю. Конструкция ЛАТРа представляет собой с единственной обмоткой, которая имеет неизолированную «дорожку» от витка к витку, то есть имеется возможность подключения к каждому из витков обмотки. Контакт с дорожкой обеспечивается скользящей угольной щеткой, которая управляется поворотной ручкой.

Так можно получить на нагрузке действующее напряжение различной величины. Типичные однофазные ЛАТРы позволяют получать напряжение от 0 до 250 вольт, а трехфазные – от 0 до 450 вольт. ЛАТРы мощностью от 0,5 до 10 кВт очень популярны в лабораториях для целей наладки электрооборудования.


Называется трансформатор, первичная обмотка которого подключается к источнику тока, а вторичная – к защитным или измерительным приборам, имеющим малые внутренние сопротивления. Наиболее распространенным типом трансформатора тока является измерительный трансформатор тока.

Первичная обмотка трансформатора тока (обычно – всего один виток, один провод) включается последовательно в цепь, в которой требуется измерить переменный ток. Получается в результате, что ток вторичной обмотки пропорционален току первичной, при этом вторичная обмотка обязательно должна быть нагружена, ибо иначе напряжение вторичной обмотки может получиться достаточно высоким, чтобы пробить изоляцию. Кроме того, если вторичную обмотку ТТ разомкнуть, то магнитопровод просто выгорит от наведенных некомпенсированных токов.

Конструкция трансформатора тока представляет собой сердечник из шихтованной кремнистой холоднокатаной электротехнической стали, на который намотана одна или несколько изолированных обмоток, являющихся вторичными. Первичная обмотка зачастую – просто шина, либо пропущенный через окно магнитопровода провод с измеряемым током (на этом принципе, кстати, работают ). Главная характеристика трансформатора тока – коэффициент трансформации, например 100/5 А.

Для измерения тока и в схемах релейной защиты трансформаторы тока применяются достаточно широко. Они безопасны, поскольку измеряемая и вторичная цепи гальванически изолированы друг от друга. Обычно промышленные трансформаторы тока выпускаются с двумя или более группами вторичных обмоток, одна из которых подключается к защитным устройствам, другая – к устройству измерения, например к счетчикам.

Почти во всех современных сетевых блоках питания, в разнообразных инверторах, в сварочных аппаратах, и в прочих силовых и маломощных электрических преобразователях применяются импульсные трансформаторы. Сегодня импульсные схемы почти полностью вытеснили тяжелые низкочастотные трансформаторы с сердечниками из шихтованной стали.

Типичный импульсный трансформатор представляет собой трансформатор выполненный на ферритовом сердечнике. Форма сердечника (магнитопровода) может быть совершенно различной: кольцо, стержень, чашка, Ш-образный, П-образный. Преимущество ферритов перед трансформаторной сталью очевидно – трансформаторы на феррите могут работать на частотах до 500 и более кГц.

Поскольку импульсный трансформатор является высокочастотным трансформатором, то и габариты его с ростом частоты значительно снижаются. На обмотки требуется меньше провода, а для получения высокочастотного тока в первичной цепи достаточно полевого, или биполярного транзистора, иногда – нескольких, в зависимости от топологии импульсной схемы питания (прямоходовая – 1, двухтактная – 2, полумостовая – 2, мостовая – 4).

Справедливости ради отметим, что если применяется обратноходовая схема питания, то трансформатор по сути является сдвоенным дросселем, поскольку процессы накопления и отдачи электроэнергии во вторичную цепь разделены во времени, то есть они протекают не одновременно, поэтому при обратноходовой схеме управления это все же дроссель, а не трансформатор.

Импульсные схемы с трансформаторами и дросселями на феррите встречаются сегодня всюду, начиная от балластов энергосберегающих ламп и зарядных устройств различных гаджетов, заканчивая сварочными аппаратами и мощными инверторами.

Для измерения величины и (или) направления тока в импульсных схемах часто применяют импульсные трансформаторы тока, представляющие собой ферритовый сердечник, зачастую – кольцевой (тороидальный), с единственной обмоткой. Через кольцо сердечника продевают провод, ток в котором нужно исследовать, а саму обмотку нагружают на резистор.


Например, кольцо содержит 1000 витков провода, тогда соотношение токов первичной (продетый провод) и вторичной обмотки будет 1000 к 1. Если обмотка кольца нагружена на резистор известного номинала, то измеренное напряжение на нем будет пропорционально току обмотки, а значит измеряемый ток в 1000 раз больше тока через этот резистор.

Промышленностью выпускаются импульсные трансформаторы тока с различными коэффициентами трансформации. Разработчику остается только подключить к такому трансформатору резистор и схему измерения. Если требуется узнать направление тока, а не его величину, то обмотка трансформатора тока нагружается просто двумя встречными стабилитронами.

Связь между электрическими машинами и трансформаторами

В курсы электрических машин, изучаемые на всех электротехнических специальностях учебных заведений, включают всегда и электрические трансформаторы. По существу, электрический трансформатор – не электрическая машина, а электрический аппарат, так как он не имеет движущихся частей, наличие которых является характерным признаком всякой машины как разновидности механизма. По этой причине упомянутые курсы следовало бы, во избежание недоразумений, называть «курсами электрических машин и электрических трансформаторов».

Включение трансформаторов во все курсы электрических машин объясняется двумя причинами. Одна из них – исторического происхождения: те же заводы, которые строили электрические машины переменного тока, строили и трансформаторы, так как лишь наличие трансформаторов давало то преимущество машинам переменного тока над машинами постоянного тока, которое в конечном счете привело к их преобладанию в промышленности. И сейчас нельзя представить себе крупной установки переменного электрического тока без трансформаторов.

Однако, по мере развития производства машин переменного тока и трансформаторов, сделалось необходимым сосредоточение производства трансформаторов на специальных трансформаторостроительных заводах. Дело в том, что, в связи с возможностью передачи электроэнергии переменного тока при помощи трансформаторов на большие расстояния, рост высшего напряжения трансформаторов шел значительно быстрее, чем рост напряжения электрических машин переменного тока.

На нынешней стадии развития электрических машин переменного тока наивысшим рациональным напряжением для них является 36 кВ. В то же время высшее напряжение в реально осуществленных электрических трансформаторах достигло 1150 кВ. Столь высокие напряжения трансформаторов и работа их на воздушные линии электропередачи, подверженные воздействию грозовых разрядов, породили много специфических трансформаторных проблем, чуждых электрическим машинам.

Это привело при производстве к технологическим проблемам, столь отличающимся от технологических проблем электромашиностроения, что выделение трансформаторов в самостоятельное производство стало неизбежным. Таким образом, первая причина – производственная связь, роднившая трансформаторы с электрическими машинами, исчезла.

Вторая причина – принципиального характера, состоящая в том, что в основе применяемых на практике электрических трансформаторов, так же как и электрических машин, лежит , – остается незыблемой связью между ними. При этом, для понимания многих явлений в машинах переменного тока, знание физических процессов, протекающих в трансформаторах, совершенно необходимо и, кроме того, теория большого класса машин переменного тока может быть сведена к теории трансформаторов, благодаря чему облегчается их теоретическое рассмотрение.

В силу этого, в теории машин переменного тока теория трансформаторов занимает прочное место, из чего, однако, не следует, что трансформаторы можно называть электрическими машинами. Кроме того, нужно иметь в виду, что у трансформаторов целевая установка и процесс преобразования энергии другие, чем у электрических машин.

Цель электрической машины состоит в том, чтобы преобразовать механическую энергию в электрическую энергию (генератор) или, обратно, электрическую энергию в механическую энергию (двигатель), между тем, в трансформаторе мы имеем дело с преобразованием электрической энергии переменного тока одного вида в электрическую энергию переменного тока другого вида.

В данной статье мы рассмотри, что такое трансформатор. Виды трансформаторов будут описаны, принцип действия и конструкции тоже не останутся без внимания. Стоит отметить, что это вид статических (неподвижных) машин переменного тока, которые используются для различных целей не только в быту, но и в промышленности. Например, для учета потребляемой электроэнергии. Но обо всем по порядку.

Что это за устройство?

Это электрическая статическая машина, которая используется для преобразования тока или напряжения. Причем можно выделить несколько видов устройств в зависимости от того, от какой сети производится питание. Так, трехфазные имеют три сетевые обмотки, которые включаются по схеме «звезда» или «треугольник». В этом можно провести аналогию с асинхронными электродвигателями. Существуют разнообразные виды силовых трансформаторов, о которых будет рассказано немного ниже.

Но в быту используются устройства, в которых одна сетевая обмотка. К тому же имеется как минимум одна вторичная, которая служит для питания устройств. Например, в ламповой технике применяются у которых несколько вторичных обмоток. Возникала необходимость с одного устройства получать несколько значений напряжения: 6,3 В, 250 В. Кроме того, в быту можно встретить трансформаторы тока. Они установлены в электросчетчиках и служат для работы устройства контроля.

Конструкция

Основу трансформатора выделить сложно, но если опираться на вес, то это, несомненно, сердечник (магнитопровод). Он изготавливается из стальных листов, которые собраны воедино и плотно стянуты друг с другом. Это позволяет получить максимально возможное сечение магнитопровода. Но не только сталь может применяться, нередко изготавливаются сердечники из ферромагнетиков. Это вещество, которое по свойствам очень схоже с металлом, но имеет несколько иную структуру. Существуют определенные виды трансформаторов, фото основных конструкций приведены в статье.

В конструкции присутствует минимум две обмотки. На одну (первичную) производится подача напряжения питания. Со второй, третьей, N-ной, снимается пониженное напряжение с частотой и формой, аналогичной входному. Обмотки силовых состоят из медного провода. Он наматывается на каркасе, расположенном вокруг магнитопровода. При подаче напряжения в первичную цепь появляется переменное которое во вторичной обмотке индуцирует ЭДС. В результате этого на выходе появляется некоторая разность потенциалов.

Силовые трансформаторы

К указанным типам относятся те, которые преобразуют электроэнергию в сети. Это не только устанавливаемый на подстанциях трансформатор. Виды трансформаторов силовых разнообразны, они служат не только для понижения напряжения со 110 кВ, например, до 6 кВ, в случае с подстанцией. К ним можно отнести и устройства, используемые в блоках питания бытовой радиоаппаратуры. По сути, конструкция у всех аналогичная, имеются общие узлы.

Даже виды которых разнообразны, имеют аналогичное строение. Вот только есть мелкие нюансы, например, силовые машины на подстанциях оборудованы системой масляного охлаждения, в то время как сварочные работают без него. Зато у последних имеется регулировка выходного тока. Это необходимо для сварки различных по толщине металлов. Ну а устройства, используемые в быту, и вовсе лишены таких регулировок.

Автотрансформаторы

Автотрансформатор – один из видов, у которого первичная и вторичная обмотки соединены напрямую. Это позволяет получить не только электрическую связь в устройстве, но и электромагнитную. Обычно имеется у автотрансформатора три вывода, а это позволяет получать различные значения напряжения. Отличительная особенность автотрансформаторов – высокий Но есть и один существенный недостаток – первичная и электрически не изолированы друг от друга. Используется по большей части для регулирования мощности потребителя такой трансформатор. Виды трансформаторов для иных целей рассмотрены ниже.

Измерительные

Для использования в электроустановках переменного тока создан специальный вид трансформаторов – измерительный. Благодаря им увеличиваются пределы измерительных устройств. Кроме того, они позволяют без электрического соединения с силовым проводом провести замер протекающего по нему тока. Другими словами, без гальванической связи имеется возможность контроля протекающего тока в цепи. Но можно выделить два типа измерительных устройств – трансформаторы напряжения и тока. Существуют различные виды трансформаторов тока, их отличие в габаритах и области применения.

Трансформаторы тока позволяют осуществить преобразование. При этом большой ток, протекающий в цепи, снижается до безопасного значения. Причем он на выходе безопасен для систем управления или измерения, устройств сигнализации и защиты. Первичная обмотка – это отрезок проводника, вокруг него проведена намотка вторичной. С последней снимается ток в 1 или 5 Ампер. А вот трансформаторы напряжения предназначены для иной цели. Они производят понижение напряжения для измерения характеристик. С их помощью осуществляется защитных устройств от цепи с высоким напряжением.

Импульсные

Этот тип устройств используется для узкоспециализированных целей. Он необходим для преобразования серии импульсных сигналов. Причем длительность одного импульса может достигать нескольких десятков микросекунд. Причем имеется одна небольшая особенность – изменяется только амплитуда сигнала, но не его форма. Между прочим, имеются определенные виды защит также снабжаются схемами, предотвращающими превышение напряжения или тока.

Как правило, импульсные устройства применяются в цепях, в которых протекает сигнал прямоугольной формы. Зачастую такой вид устройств используется в телевизионной технике. Они преобразуют малые по длительности импульсы видеосигнала с очень большой скважностью. Причем на выходе вы получаете сигнал в первозданном виде, но с увеличенной амплитудой.

Заключение

Теперь вы знаете, что такое трансформатор. Виды трансформаторов мы рассмотрели и увидели, что все они обладают небольшими отличиями, несмотря на то, что конструкция во многом схожа. Обратите внимание, что при работе с любыми электрическими устройствами необходимо соблюдать технику безопасности. Кроме того, для обслуживания электросетей переменного тока необходимо иметь группу допуска.

Трансформаторы – это устройства предназначенные для преобразования электроэнергии. Их основная задача – изменение значения переменного напряжения. Трансформаторы используются как в виде самостоятельных приборов, так и в качестве составных элементов других электротехнических устройств.

Достаточно часто трансформаторы используются при передаче электроэнергии на дальние расстояния. Непосредственно на электрогенерирующих предприятиях они позволяют существенно повысить напряжение, которое вырабатывается источником переменного тока.

Повышая напряжение до 1150 кВт, трансформаторы обеспечивают более экономную передачу электроэнергии: значительно снижаются потери электричества в проводах и появляется возможность уменьшить площадь сечения кабелей, используемых в линиях электропередач.

Принцип работы трансформатора основан на эффекте электромагнитной индукции. Классическая конструкция состоит из металлического магнитопровода и электрически не связанных обмоток выполненных из изолированного провода. Та обмотка, на которую подается электроэнергия, называется первичной. Вторая – подсоединённая к устройствам, потребляющим ток, называется вторичной.

После того как трансформатор подсоединяют к источнику переменного тока в его первичная обмотка формирует переменный магнитный поток. По магнитопроводу он передается на витки вторичной обмотки, индуцируя в них переменную ЭДС (электродвижущую силу). При наличии устройства потребления в цепи вторичной обмотки возникает электрический ток.

Соотношение между входным и выходным напряжением трансформатора прямо пропорционально отношению количества витков соответствующих обмоток.

Эта величина называется коэффициентом трансформации: Ктр=W 1 /W 2 =U 1 /U 2 , где:

  • W1, W2 – количество витков первичной и вторичной обмоток соответственно;
  • U1,U2 – входное и выходное напряжения соответственно.

Обмотки могут быть расположены либо в виде отдельных катушек либо одна поверх другой. У маломощных устройств обмотки выполняются из провода с хлопчатобумажной или эмалевой изоляцией. Микро трансформатор имеет обмотки из алюминиевой фольги толщиной не более 20-30 мкм. В качестве изолирующего материала выступает оксидная пленка, полученная естественным окислением фольги.

ВИДЫ И ТИПЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Трансформаторы – это достаточно широко распространенные устройства, поэтому существует множество их разновидностей. По конструктивному исполнению и назначению они делятся на:

Автотрансформаторы.

Они имеют одну обмотку с несколькими отводами. За счет переключения между этими отводами можно получить разные показатели напряжения. К недостаткам следует отнести отсутствие гальванической развязки между входом и выходом.

Импульсные трансформаторы.

Предназначены для преобразования импульсного сигнала незначительной продолжительности (около десятка микросекунд). При этом форма импульса искажается минимально. Обычно используется в цепях обработки видеосигнала.

Разделительный трансформатор.

Конструкция этого устройства предусматривает полное отсутствие электрической связи между первичной и вторичными обмотками, то есть обеспечивает гальваническую развязку между входными и выходными цепями. Используется для повышения электробезопасности и, как правило, имеет коэффициент трансформации равный единице.

Пик-трансформатор.

Используется для управления полупроводниковыми электрическими устройствами типа тиристоров. Преобразует синусоидальное напряжение переменного тока в пикообразные импульсы.

Стоит выделить способ классификации трансформаторов по способу их охлаждения.

Различают сухие устройства с естественным воздушным охлаждением в открытом, защищенном и герметичном исполнении корпуса и с принудительным воздушным охлаждением.

Устройства с жидкостным охлаждением могут использовать различные типы теплообменной жидкости. Чаще всего это масло, однако встречаются модели где в качестве теплообменного вещества используется вода или жидкий диэлектрик.

Кроме того производят трансформаторы с комбинированным охлаждением жидкостно-воздушным. При этом каждый из способов охлаждения может быть как естественным, так и с принудительной циркуляцией.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

К основным техническим характеристиками трансформаторов можно отнести:

  • уровень напряжения: высоковольтный, низковольтный, высоко потенциальный;
  • способ преобразования: повышающий, понижающий;
  • количество фаз: одно- или трехфазный;
  • число обмоток: двух- и многообмоточный;
  • форму магнитопровода: стержневой, тороидальный, броневой.

Один из основных параметров – это номинальная мощность устройства, выраженная в вольт-амперах. Точные граничные показатели могут несколько различаться в зависимости от количества фаз и других характеристик. Однако, как правило, маломощными считаются устройства, преобразовывающие до нескольких десятков вольт-ампер.

Приборами средней мощности считаются устройства от нескольких десятков до нескольких сотен, а трансформаторы большой мощности работают с показателями от нескольких сотен до нескольких тысяч вольт-ампер.

Рабочая частота – различают устройства с пониженной частотой (менее стандартной 50 Гц), промышленной частоты – ровно 50 Гц, повышенной промышленной частоты (от 400 до 2000 Гц) и повышенной частоты (до 1000 Гц).

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Трансформаторы получили широкое распространение, как в промышленности, так и в быту. Одной из основных областей их промышленного применения является передача электроэнергии на дальние расстояния и ее перераспределение.

Не менее известны сварочные (электротермические) трансформаторы. Как видно из названия, данный тип устройств применяется в электросварке и для подачи питания на электротермические установки. Также достаточно широкой областью применения трансформаторов является обеспечение электропитания различного оборудования.

В зависимости от назначения трансформаторы делят на:

Являются наиболее распространенным типом промышленного трансформатора. Применяются для повышения и понижения напряжения. Используется в линиях электропередач. По пути от электрогенерирующих мощностей до потребителя электроэнергия может несколько раз проходить через повышающие силовые трансформаторы, в зависимости от удалённости конкретного потребителя.

Перед подачей непосредственно на приборы потребления (станки, бытовые и осветительные приборы) электроэнергия претерпевает обратные преобразования, проходя через силовые понижающие трансформаторы.

Тока.

Выносные измерительные трансформаторы тока используются для обеспечения работоспособности цепей учета электроэнергии защиты энергетических линий и силовых автотрансформаторов. Они имеют различные размеры и эксплуатационные показатели. Могут размещаться в корпусах небольших приборов или являться отдельными, габаритными устройствами.

В зависимости от выполняемых функций различают следующие виды:

  • измерительные – подающее ток на приборы измерения и контроля;
  • защитные – подключаемые к защитным цепям;
  • промежуточные – используется для повторного преобразования.

Напряжения.

Они применяются для преобразования напряжения до нужных величин. Кроме того, такие устройства используются в цепях гальванической развязки и электро- радио- измерениях.

© 2012-2019 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Среди современных устройств электротехники одним из самых распространенных является трансформатор. Этот агрегат широко используется как в бытовых приборах, так и силовой электронике. Его действие заключается в преобразовании тока. Причем изменять его величину трансформатор может как в большую, так и меньшую сторону.

Определенным устройством обладает разнообразны. Они имеют некоторые конструкционные и функциональные отличия. Чтобы понять, что собой представляет подобное оборудование, а также особенности его эксплуатации, каждый вид следует рассмотреть подробно.

Устройство

Существующие сегодня виды трансформаторов тока обладают определенными общими характеристиками. Прибор имеет в своей системе одну, две и больше обмоток. Они расположены на один сердечник. Представленные сегодня в продаже трансформаторы отличаются способом изготовления. Их надежность зависит от производителя. Рабочие характеристики таких видов оборудования также схожи.

Трансформатор не предназначен для преобразования постоянного тока. В противном случае это приведет к перегреву проводника. Трансформаторы способны работать исключительно с переменным, импульсным и пульсирующим током.

Все разновидности представленного оборудования имеют в своем составе три обязательных компонента. К ним относится магнитопровод, охлаждающая система и обмотка. Первый компонент еще называют сердечником.

Принцип работы

Рассматривая назначение и виды трансформаторов , следует сказать несколько слов об их функциональных качествах. В таком оборудовании присутствует первичная и вторичная обмотка. К первой катушке подводится первоначальное напряжение. Его требуется повысить или понизить.

Вторичные обмотки могут состоять из одной или нескольких катушек. С них передается трансформированное напряжение. В основу работы такого прибора положен закон Фарадея. Магнитный поток, который изменяется во времени через ограниченную контуром площадку, формирует электродвижущие силы. Помимо этого, ток, который изменяется во времени, может индуцировать непостоянное магнитное поле.

На схемах трансформатор изображают как две (или более) катушки. Между первой и вторичными обмотками проходит вертикальная линия. Она изображает сердечник (магнитопровод). При выполнении возложенных на него функций трансформатор обладает малыми потерями энергии. Это сделало представленное оборудование востребованным.

Рабочие режимы

Существующие виды работы трансформатора можно выделить в 3 группы. К ним относится холостой ход, короткое замыкание и рабочий режим. В первом случае выводы вторичной обмотки никуда не подключаются. В этом режиме, если сердечник изготовлен из мягкого магнитного материала, ток покажет потери.

При коротком замыкании выводы катушек вторичной обмотки соединяются между собой. При этом на первичную обмотку будет подаваться незначительное напряжение. Этот режим присутствует в измерительных разновидностях трансформаторов.

При активной нагрузке возникают напряжения на концах всех типов обмотки. Если на вторичной обмотке это значение выше, трансформатор называется повышающим. И наоборот. Степень трансформации определяется при помощи заданного коэффициента.

Классификация

Существует несколько подходов к классификации представленного оборудования. Это позволяет понять его устройство и функции. Существующие виды трансформаторов тока могут классифицироваться по назначению. В этом случае выделяются приборы напряжения, измерительные, лабораторные, защитные, промежуточные типы.

По способу установки также выделяют несколько групп. От этого зависят условия, в которых может эксплуатироваться техника. Трансформаторы могут быть внутренние и наружные, стационарные, шинные или опорные, а также переносные.

Ступеней в системе может быть одна или несколько. По признаку номинального напряжения различают высоковольтные и низковольтные приборы. Если учитывать тип изоляции, можно также выделить несколько групп трансформаторов. Этот показатель зависит от технологии производства. Бывают приборы с компаундной, сухой и масляно-бумажной изоляцией.

Согласно со сферой применения, выделяют силовые, бытовые, сварочные, масляные, автотрансформаторы и т. д.

Силовой трансформатор

Существующие виды силовых трансформаторов относятся к низкочастотным приборам. Их применяют в силовых сетях предприятий, городов, поселков и т. д. Такое оборудование понижает напряжение в сети до требуемого значения 220 В.

Силовые трансформаторы могут иметь от двух и более обмоток. Они устанавливаются на броневом сердечнике. Чаще всего подобный конструкционный элемент изготавливают из электротехнической стали. Такой трансформатор помещается в бак со специальным маслом. Если мощность оборудования высокая, в ней применяется активное охлаждение.

Для электростанций применяются силовые трехфазные трансформаторы. Их мощность составляет до 4 тыс. кВт. Такие разновидности приборов позволяют добиться уменьшения на 15 % энергопотерь по сравнению с тремя однофазными трансформаторами.

Сетевые разновидности

В 80-е года прошлого века самым распространенным был сетевой трансформатор. Виды трансформаторов этого типа дорабатывались. Сегодня их изготавливают на Ш-подобном сердечнике, а также стержневых или тороидальных магнитопроводах. На них и устанавливаются обмотки.

При помощи подобного устройства напряжение, которое поступает из бытовой сети, понижается до требуемого значения (например, 12, 24 В). Самыми компактными считаются трансформаторы с тороидальным сердечником. Его магнитопровод полностью покрывается обмотками. При этом удается избежать появления пустого ярма.

Автотрансформатор

Существующие виды обмоток трансформатора очень разнообразны. Они могут быть регулирующими, основными, вспомогательными. Наиболее оригинальное строение имеет обмотка автотрансформатора. Это низкочастотный прибор. Его вторичная обмотка является составной частью первичной. Они связаны, как и в других видах трансформаторов, магнитно. Однако подобная обмотка сообщается также и электрически.

От одной катушки отходит несколько выводов, позволяя получить напряжение разного значения. Преимуществом такой конструкции является ее низкая стоимость. Провода для монтажа обмотки потребуется меньше. Также получается сэкономить на количестве материала сердечника. Вес автотрансформатора будет меньше, чем у других типов оборудования.

Однако в этом типе приборов отсутствует гальваническая развязка. Это недостаток автотрансформаторов. Такое оборудование применяется в автоматической технике управления, а также на высоковольтных коммуникациях. Сегодня большой популярностью пользуются трехфазные автотрансформаторы. Их соединенная обмотка образует треугольник или звезду.

Трансформатор тока и напряжения

Сегодня также выделяются определенные виды трансформаторов напряжения и тока. Все зависит о того, как функционирует прибор. Если он понижает ток, это, соответственно, трансформатор тока. Для регулировки напряжения также разработана определенная категория приборов.

Первичная обмотка трансформатора тока подключается к электричеству, а вторичная – к измерительным или защитным приборам. Чаще всего применяется первый тип устройств. Катушку с первичной обмоткой подключают в цепь последовательно. В ней измеряется переменный ток.

Сердечник такого оборудования изготавливают из шихтованной электротехнической стали. Ее производят холоднокатаным способом. Первичная обмотка чаще всего представляет собой шину. При работе подобного оборудования важно учитывать коэффициент трансформации.

Для промышленности могут выпускаться подобные приборы с несколькими группами вторичных обмоток. Одну из них соединяют с измерительными приборами (например, счетчикам), а вторую – к защитному оборудованию.

Импульсный трансформатор

Рассматривая, какие виды трансформаторов применяются сегодня, нельзя не сказать несколько слов об импульсных разновидностях представленных приборов. Они практически полностью вытеснили низкочастотные тяжелые трансформаторы. Их сердечник выполняется не из шихтовой стали, а из феррита. Форма магнитопровода может быть самой разной, например, чашка, кольцо, Ш-подобный тип.

Трансформаторы импульсного типа могут функционировать на высоких частотах (500 кГц и более). Благодаря такой особенности габариты подобных изделий значительно уменьшились. Требуется использовать меньше провода для обмотки.

Импульсные трансформаторы и дроссели с ферритовым стержнем сегодня применяются всюду. Их можно встретить в энергосберегающих лампочках, зарядных устройствах, мощных инверторах и т. д. Сфера их применения очень широка.

В некоторых трансформаторах импульсного типа применяется обратная схема питания. В этом случае прибор по своей сути является дросселем сдвоенного типа. При этом процессы приема и передачи электроэнергии протекают не одновременно.

Импульсный трансформатор тока

Чтобы иметь возможность измерять направление и величину тока, для импульсных схем часто применяется особый трансформатор. Виды трансформаторов этой группы имеют ферритовый сердечник. Чаще всего он имеет единственную кольцевую обмотку. Через ее центр продевается провод. В нем и исследуется ток. Обмотку при этом нагружают на резистор.

Измерение производится по несложной схеме. Если нагрузка выполняется на резистор известного номинала, то напряжение при замере на нем будет пропорциональным показателю тока обмотки.

В продаже присутствуют трансформаторы этого типа с различными показателями коэффициента трансформации. Если нужно узнать только направленность тока, прибор нагружается только двумя стабилизаторами, встроенными в схему.

Система защиты

Трансформаторы представляют собой надежное оборудование. Однако из-за различных повреждений может произойти аварийная ситуация. Поэтому применяются различные виды защит трансформатора .

Подобные системы отключают оборудование от сети при наличии повреждений. В зависимости от типа конструкции защита может отсоединить питание только от поврежденной части прибора. При обнаружении поломки система может подавать сигнал. При этом используют различные типы защиты автотрансформаторов.

Дифференциальная защита необходима при нарушениях целостности обмоток, ошиновки и вводов оборудования. Если же повреждения обнаруживаются со стороны происходит токовое отсекание. Это защита мгновенного действия.

Газовая защита применяется при повреждениях внутри бака. При этом может выделяться газ. Также она срабатывает при понижении уровня масла.

Максимальная токовая или направленная защита позволяет уберечь оборудование от сверхтоков. Также в некоторых конструкциях может предусматриваться защита от замыкания на корпус и от перегрузки. Последняя система действует на сигнал, оповещая персонал.

Рассмотрев особенности конструкции и принцип работы, можно понять, что собой представляет трансформатор. Виды трансформаторов , существующие сегодня, отличаются по ряду признаков. Это влияет на их функциональность.

Электромагнитные устройства и электрические машины. Электрические трансформаторы. Информационные электрические машины. Информационные микромашины и синхронные микродвигатели

Раздел второй. Электромагнитные устройства  и электрические машины

   Лекция 1.   Электрические  трансформаторы

§1 Основные сведения о трансформаторах

П1  Принципиальное устройство трансформатора

Трансформатор – это  статический электромагнитный  преобразователь электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока другого напряжения.

Простейший трансформатор представляет собой совокупность двух изолированных  магнитно связанных обмоток. Как правило, магнитная   связь обмоток обеспечивается за счет расположения обмоток на общем ферромагнитном магнитопроводе.  (1) Рисунок 1. Одна из обмоток, включенная в цепь источника электрической энергии, носит название первичной обмотки. Вторая, от  которой энергия отводится к присоединенному приемнику, называется вторичной обмоткой.

Рис.1 Принципиальная схема работы трансформатора

Соответственно первичными или вторичными называются параметры режима, характеризующие работу этих обмоток. (2) Трансформатор с одной парой обмоток называется однофазным трансформатором. В трехфазных цепях широко применяются трехфазные трансформаторы, и первичная,  и вторичная обмотки которых состоят из трех одинаковых частей – фаз.

П2 Принцип действия трансформатора

Принцип действия трансформатора рассмотрим на примере простейшего трансформатора с числом витков первичной обмотки w1 и вторичной w2.

Для простоты картины  магнитное сопротивление магнитопровода  ,будем считать постоянным, а магнитное рассеяние ,и резистивное сопротивление  обмоток нулевыми. Трансформатор с такими свойствами   называется идеальным трансформатором.

Для него  собственные и взаимная индуктивности обмоток будут выражаться формулами :  при максимально возможном, равном единице, коэффициенте магнитной связи (3)

Будем считать что к первичной обмотке электрическая энергия поводится от источника  синусоидального напряжения с неизменным действующим значением U1, а к вторичной обмотке присоединен линейный резистор с сопротивлением .  (Рисунок 1)  

Обозначив индуктивные сопротивления цепи    , и применив радиотехническую разметку выводов ,запишем уравнения по второму закону Кирхгофа для контуров первичной и вторичной обмоток.

Отсюда имеем                         (1) 

Анализируя формулу (1) можно убедиться, что ток первичной обмотки трансформатора зависит не только от параметров обмоток, но и от сопротивления нагрузки. Только в том случае , когда ко  вторичной  обмотке не подключен приемник и тока нет, эквивалентное сопротивление трансформатора равно сопротивлению х1 первичной обмотки.( 4)  Так как ,  обычно, при работе трансформатора  под нагрузкой  r<<x1 , то уменьшение  эквивалентного реактивного сопротивления трансформатора, по сравнению с реактивным сопротивлением его первичной обмотки, вызывает по мере уменьшения сопротивления нагрузки, возрастание первичного тока. В первичном токе появляется резистивная составляющая, увеличивающаяся по мере приближения  к х1.  Ток I1  протекая по первичной обмотке, создает намагничивающую силу F1=w1I1 и соответствующую составляющую  магнитного потока в магнитопроводе трансформатора . Другая составляющая     результирующего магнитного потока    создается намагничивающей силой вторичной обмотки 

ЭДС, индуктируемые в обмотках  трансформатора переменным магнитным потоком , определяются совместным действием токов первичной и вторичной обмоток.

В идеальном трансформаторе напряжение первичной обмотки  U1

полностью уравновешивает  ЭДС Е1  от результирующего магнитного потока  Ф . Если  напряжение первичной обмотки неизменно , то  должна быть неизменной величина результирующего  магнитного потока. Следовательно, при изменении нагрузки трансформатора потоки  должны изменяться так, чтобы их результирующее действие (поток ) оставался неизменным. (5)

Если вторичная обмотка трансформатора разомкнута , то переменный   магнитный поток вызывается  магнитодвижущей силой F0=I0w1,обусловленной током  холостого хода I0 . В обмотках трансформатора  переменным магнитным потоком  индуцируются электродвижущие силы   и , пропорциональные числу витков . Первая из них уравновешивает напряжение источника U1= -E1 , а вторая вызывает напряжение U2 =E2 на зажимах вторичной обмотки. Отсюда следует, что и  напряжения на обмотках идеального  трансформатора пропорциональны числу витков обмоток.

  (6)   В тех случаях, когда напряжение вторичной обмотки больше напряжения первичной, трансформатор называют повышающим. В противоположном случае – понижающим. Отношение напряжения на обмотке высшего напряжения к напряжению на обмотке низшего называют  коэффициентом трансформации.

В предположении линейности магнитных характеристик магнитопровода, с учетом равенств следует, что    результирующая магнитодвижущая сила первичной и вторичной обмоток равна току холостого хода умноженному на число витков первичной обмотки. Это равенство носит название уравнения магнитодвижущих сил.

I1w1 +I2w2=I0 w1        

В номинальном режиме работы  трансформатора I1>>I0 отсюда   (7)

Электрические параметры трансформаторов

Трансформаторы предназначены для изменения напряжения переменного тока, согласования электрических цепей и осуществления связей между отдельными каскадами.

Трансформатор в большинстве случаев состоит из замкнутого магнитопровода (сердечника) с расположенными на нем обмотками. Число обмоток может быть произвольным. Одна из них подключается к источнику переменной ЭДС и называется первичной. Все остальные обмотки называются вторичными.

Трансформатор электрический

Переменный ток, протекая через витки первичной обмотки, наводит в ней и сердечнике переменное магнитное поле. Это магнитное поле пересекает витки вторичных обмоток и индуцирует (наводит) в них переменные ЭДС. Величины индуцированных ЭДС вторичных обмоток прямо пропорциональны числу витков в этих обмотках. Поэтому основным параметром трансформатора является коэффициент трансформации n:

или
  • W1 и U1 – число витков и напряжение первичной обмотки
  • W2 и U2 – число витков и напряжение вторичной обмотки

Если во вторичной обмотке больше витков, чем в первичной, переменное напряжение вторичной обмотки будет больше переменного напряжения первичной обмотки. Такие трансформаторы называются повышающими, если же наоборот – понижающими.

Обозначение силового трансформатора
с экранированной первичной обмоткой

 

 

 

Трансформаторы, предназначенные для питания радиоаппаратуры электрической энергией, называют силовыми. Чтобы уменьшить влияние помех электрической сети на устройство, первичные обмотки часто экранируется от вторичных. В качестве экрана обычно используют один слой тонкого провода или незамкнутый виток из полосы (по высоте катушки) металлической фольги.

Условное графическое обозначение автотрансформатора

 

 

 

На практике применяются также автотрансформаторы, имеющие одну обмотку с отводами. Если автотрансформатор подключен к источнику переменного напряжения крайними выводами, то напряжения, снимаемые с его промежуточных выводов, будут меньше напряжения источника. Если источник подключен между одним крайним и одним промежуточным выводом, то напряжение между крайними выводами автотрансформатора будет больше напряжения источника.

В идеальном трансформаторе (КПД = 100 %) мощность, потребляемая первичной обмоткой, равна сумме мощностей, потребляемых всеми вторичными обмотками. Так как Р = UI, увеличение напряжения во вторичных обмотках сопровождается пропорциональным уменьшением протекающих через них токов.

Условное графическое обозначение
высокочастотного трансформатора

 

 

Входные трансформаторы используются для повышения напряжения на входе первого каскада устройства (например, на входе усилителя низкой частоты), а также для согласования сопротивлений входного каскада и источника переменного напряжения. Выходные трансформаторы служат для получения на выходе напряжения требуемой величины и согласования выходного сопротивления устройства с сопротивлением нагрузки.

Условное графическое обозначение начала обмоток

 

 

Работа некоторых устройств, содержащих трансформаторы, в принципе невозможна, если неправильно подключены концы обмотки. Для исключения этого помечают начало и конец нужных обмоток. На электрических схемах начало обмоток обозначают точками, которые ставят у соответствующего вывода.

Россия Код HS Список из ТРАНСФОРМАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАТИЧЕСКИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРИМЕР

Код HS описание продукта Импорт данных Экспорт данных
  8504ТРАНСФОРМАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ, СТАТИЧЕСКИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ (НАПРИМЕР, ВЫПРЯМИТЕЛИ), КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ И ДРОССЕЛИИмпорт данныхЭкспорт данных
      850410БАЛЛАСТНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ДЛЯ РАЗРЯДНЫХ ЛАМП ИЛИ ТРУБОКИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504102000БАЛЛАСТНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ДЛЯ РАЗРЯДНЫХ ЛАМП ИЛИ ТРУБОК: КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ И ДРОССЕЛИ, СОЕДИНЕННЫЕ ИЛИ НЕ СОЕДИНЕННЫЕ С КОНДЕНСАТОРОМИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504108000БАЛЛАСТНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ДЛЯ РАЗРЯДНЫХ ЛАМП ИЛИ ТРУБОК: ПРОЧИЕИмпорт данныхЭкспорт данных
      850421ТРАНСФОРМАТОРЫ С ЖИДКИМ ДИЭЛЕКТРИКОМ МОЩНОСТЬЮ НЕ БОЛЕЕ 650 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504210000ТРАНСФОРМАТОРЫ С ЖИДКИМ ДИЭЛЕКТРИКОМ МОЩНОСТЬЮ НЕ БОЛЕЕ 650 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
      850422ТРАНСФОРМАТОРЫ С ЖИДКИМ ДИЭЛЕКТРИКОМ МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 650 КВА, НО НЕ БОЛЕЕ 10000 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504221000ТРАНСФОРМАТОРЫ С ЖИДКИМ ДИЭЛЕКТРИКОМ МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 650 КВА, НО НЕ БОЛЕЕ 1600 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504229000ТРАНСФОРМАТОРЫ С ЖИДКИМ ДИЭЛЕКТРИКОМ МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 1600 КВА, НО НЕ БОЛЕЕ 10000 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
      850423ТРАНСФОРМАТОРЫ С ЖИДКИМ ДИЭЛЕКТРИКОМ МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 10000 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
          85042300ТРАНСФОРМАТОРЫ С ЖИДКИМ ДИЭЛЕКТРИКОМ МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 10000 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504230001ТРАНСФОРМАТОРЫ С ЖИДКИМ ДИЭЛЕКТРИКОМ МОЩНОСТЬЮ 148000 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504230009ТТРАНСФОРМАТОРЫ С ЖИДКИМ ДИЭЛЕКТРИКОМ МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 10000 КВА, ПРОЧИЕИмпорт данныхЭкспорт данных
      850431ПРОЧИЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ МОЩНОСТЬЮ НЕ БОЛЕЕ 1 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504312100ТРАНСФОРМАТОРЫ ПРОЧИЕ,МОЩНОСТЬЮ НЕ БОЛЕЕ 1 КВА, ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504312101ТРАНСФОРМАТОРЫ ПРОЧИЕ,МОЩНОСТЬЮ НЕ БОЛЕЕ 1 КВА, ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ, ДЛЯ ГРАЖДАНСКИХ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ Импорт данныхЭкспорт данных
          8504312109ТРАНСФОРМАТОРЫ ПРОЧИЕ,МОЩНОСТЬЮ НЕ БОЛЕЕ 1 КВА, ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ, ПРОЧИЕИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504312900ТРАНСФОРМАТОРЫ ПРОЧИЕ,МОЩНОСТЬЮ НЕ БОЛЕЕ 1 КВА, ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504312901ТРАНСФОРМАТОРЫ ПРОЧИЕ, МОЩНОСТЬЮ НЕ БОЛЕЕ 1 КВА, ДЛЯ ГРАЖДАНСКИХ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ Импорт данныхЭкспорт данных
          8504312909ТРАНСФОРМАТОРЫ ПРОЧИЕ,МОЩНОСТЬЮ НЕ БОЛЕЕ 1 КВА, ПРОЧИЕИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504318001ТРАНСФОРМАТОРЫ СИЛОВЫЕ И СПЛИТТРАНСФОРМАТОРЫ ДЛЯ ТЕЛЕВИЗОРОВ, МОЩНОСТЬЮ НЕ БОЛЕЕ 1 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504318002ТРАНСФОРМАТОРЫ МОЩНОСТЬЮ НЕ БОЛЕЕ 1 КВА, ПРОЧИЕ, ДЛЯ ГРАЖДАНСКИХ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ Импорт данныхЭкспорт данных
          8504318008ТРАНСФОРМАТОРЫ МОЩНОСТЬЮ НЕ БОЛЕЕ 1 КВА, ПРОЧИЕИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504318009ТРАНСФОРМАТОРЫ МОЩНОСТЬЮ НЕ БОЛЕЕ 1 КВА, ПРОЧИЕИмпорт данныхЭкспорт данных
      850432ТРАНСФОРМАТОРЫ ПРОЧИЕ МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 1 КВА, НО НЕ БОЛЕЕ 16 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504320000ТРАНСФОРМАТОРЫ ПРОЧИЕ МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 1 КВА, НО НЕ БОЛЕЕ 16 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504320001ТРАНСФОРМАТОРЫ ПРОЧИЕ МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 1 КВА, НО НЕ БОЛЕЕ 16 КВА, ДЛЯ ГРАЖДАНСКИХ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ Импорт данныхЭкспорт данных
          8504320002ТРАНСФОРМАТОРЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ, ПРОЧИЕ, МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 1 КВА, НО НЕ БОЛЕЕ 16 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504320009ТРАНСФОРМАТОРЫ ПРОЧИЕ МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 1 КВА, НО НЕ БОЛЕЕ 16 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
      850433ТРАНСФОРМАТОРЫ МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 16 КВА, НО НЕ БОЛЕЕ 500 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504330000ТРАНСФОРМАТОРЫ МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 16 КВА, НО НЕ БОЛЕЕ 500 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504330001ТРАНСФОРМАТОРЫ МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 16 КВА, НО НЕ БОЛЕЕ 500 КВА, ДЛЯ ГРАЖДАНСКИХ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ Импорт данныхЭкспорт данных
          8504330009ТРАНСФОРМАТОРЫ МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 16 КВА, НО НЕ БОЛЕЕ 500 КВА, ПРОЧИЕИмпорт данныхЭкспорт данных
      850434ТРАНСФОРМАТОРЫ ПРОЧИЕ МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 5ОО КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504340000ТРАНСФОРМАТОРЫ ПРОЧИЕ МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 5ОО КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
      850440ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СТАТИЧЕСКИЕИмпорт данныхЭкспорт данных
          85044030ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СТАТИЧЕСКИЕ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ С ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ АППАРАТУРОЙ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМИ МАШИНАМИ И ИХ БЛОКАМИИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504403001ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СТАТИЧЕСКИЕ: ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ С ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ АППАРАТУРОЙ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМИ МАШИНАМИ И ИХ БЛОКАМИ: ДЛЯ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504403002ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СТАТИЧЕСКИЕ: ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ С ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ АППАРАТУРОЙ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМИ МАШИНАМИ И ИХ БЛОКАМИ: ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ СБОРКИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИНИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504403009ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СТАТИЧЕСКИЕ: ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ С ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ АППАРАТУРОЙ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМИ МАШИНАМИ И ИХ БЛОКАМИ: ПРОЧИЕИмпорт данныхЭкспорт данных
          85044055УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРОВИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504405500ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СТАТИЧЕСКИЕ, УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРОВИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504405501ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СТАТИЧЕСКИЕ, УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРОВ, ДЛЯ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504405509ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СТАТИЧЕСКИЕ, УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРОВ, ПРОЧИЕИмпорт данныхЭкспорт данных
          85044082ПРОЧИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СТАТИЧЕСКИЕ: ВЫПРЯМИТЕЛИИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504408200ПРОЧИЕ ВЫПРЯМИТЕЛИИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504408201ПРОЧИЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ ДЛЯ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504408202БЛОКИ ПИТАНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ С ТЕЛЕВИЗИОННЫМИ ПРИЕМНИКАМИ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ СБОРКИ ТЕЛЕВИЗОРОВИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504408205БЛОКИ ПИТАНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ С ТЕЛЕВИЗИОННЫМИ ПРИЕМНИКАМИ, ПРОЧИЕИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504408208ПРОЧИЕ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504408209ПРОЧИЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ, ПРОЧИЕИмпорт данныхЭкспорт данных
          85044084ИНВЕРТОРЫ, МОЩНОСТЬЮ НЕ БОЛЕЕ 7,5 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504408400ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СТАТИЧЕСКИЕ, ИНВЕРТОРЫ, МОЩНОСТЬЮ НЕ БОЛЕЕ 7.5 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504408401ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СТАТИЧЕСКИЕ, ИНВЕРТОРЫ, МОЩНОСТЬЮ НЕ БОЛЕЕ 7.5 КВА, ДЛЯ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504408409ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СТАТИЧЕСКИЕ, ИНВЕРТОРЫ, МОЩНОСТЬЮ НЕ БОЛЕЕ 7.5 КВА, ПРОЧИЕИмпорт данныхЭкспорт данных
          85044088ИНВЕРТОРЫ, МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 7,5 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504408800ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СТАТИЧЕСКИЕ, ИНВЕРТОРЫ, МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 7.5 КВАИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504408801ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СТАТИЧЕСКИЕ, ИНВЕРТОРЫ, МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 7.5 КВА, ДЛЯ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504408802ИНВЕРТ.МОЩН>7.5 КВА,С ВХ.НАПР.ПОСТ.ТОКА>=2КВ И Импорт данныхЭкспорт данных
          8504408808ПРОЧИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СТАТИЧЕСКИЕ, ИНВЕРТОРЫ, МОЩНОСТЬЮ БОЛЕЕ 7.5 КВА, ПРОЧИЕИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504409000ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СТАТИЧЕСКИЕ, ПРОЧИЕИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504409001ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СТАТИЧЕСКИЕ, ПРОЧИЕ, ДЛЯ ГРАЖДАНСКИХ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ Импорт данныхЭкспорт данных
          8504409002ПРЕОБРАЗОВ.СТАТИЧ,ПРОЧ.С ВХ.НАПР.ПОСТ.ТОКА 3кВ ИЛИ ВХ.НАПР.ПЕРЕМ.ТОКА1659В/50Гц,СОДЕРЖ.2 ВЫХ.КАН.С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ ЧАСТОТОЙ ОТ 0 ДО 190Гц,НАПР. 2340 В И ВЫХ.МОЩН.1200КВТ В КАЖДОМ Импорт данныхЭкспорт данных
          8504409008ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СТАТИЧЕСКИЕ, ПРОЧИЕИмпорт данныхЭкспорт данных
      850450ПРОЧИЕ КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ И ДРОССЕЛИИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504502000КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ И ДРОССЕЛИ ПРОЧИЕ:ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ С ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ АППАРАТУРОЙ И ДЛЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН И ИХ БЛОКОВИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504509500КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ И ДРОССЕЛИ ПРОЧИЕ: ПРОЧИЕИмпорт данныхЭкспорт данных
      850490ЧАСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ, СТАТИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, КАТУШЕК ИНДУКТИВНОСТИ И ДРОССЕЛЕЙИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504900500ЭЛЕКТРОННЫЕ МОДУЛИ МАШИН ПОДСУБПОЗИЦИИ 8504503000Импорт данныхЭкспорт данных
          8504901100СЕРДЕЧНИКИ ФЕРРИТНЫЕ ДЛЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ, КАТУШЕК ИНДУКТИВНОСТИ И ДРОССЕЛЕЙИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504901800ПРОЧИЕ ЧАСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ, КАТУШЕК ИНДУКТИВНОСТИ И ДРОССЕЛЕЙИмпорт данныхЭкспорт данных
          8504909100ЭЛЕКТРОННЫЕ МОДУЛИ МАШИН ПОДСУБПОЗИЦИИ 850440300Импорт данныхЭкспорт данных
          8504909900ПРОЧИЕ ЧАСТИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СТАТИЧЕСКИХИмпорт данныхЭкспорт данных

Что такое электрические трансформаторы? | Triad Magnetics

Трансформаторы – это электрические устройства, способные изменять уровень напряжения переменного тока (AC) в цепи. Они работают только с цепями переменного тока, а не с цепями постоянного тока (DC). Основные компоненты трансформатора – это две отдельные катушки с проволокой, намотанные на один сердечник. Катушка, подключенная к входному источнику или источнику напряжения, является первичной катушкой, катушка, подключенная к выходу или выходу напряжения, является вторичной катушкой, а сердечник представляет собой электромагнитное устройство, которое препятствует (ограничивает) или усиливает (увеличивает) поток напряжения в соответствии с требованиями к выходу. .

Более глубокое исследование того, как работают трансформаторы, их различные типы и общие области применения, помогает лучше понять важную функцию, которую они выполняют, обеспечивая полезную мощность для работы компьютеров, бытовой техники, осветительных приборов и многих других электрические и электронные устройства.


Как работают трансформаторы и их различные типы

Трансформаторы не вырабатывают электроэнергию. Вместо этого они передают его из одной цепи переменного тока в другую.Этот процесс передачи начинается, когда электрический ток входит в трансформатор. Ток поступает через соединение с первичной обмоткой (также называемой обмоткой, потому что она наматывается на часть сердечника). Эта обмотка вокруг сердечника преобразует электрическую энергию в магнитное поле, которое затем течет через сердечник в обмотки вторичной катушки. Вторичная катушка превращает электромагнитный поток обратно в электрическую энергию с необходимым выходным напряжением.

Как указано выше, основной трансформатор состоит из четырех основных компонентов:

  • Входные соединения: Также называемое первичной стороной, входное соединение – это место, где мощность поступает на трансформатор.
  • Выходные соединения: Выходное соединение – или вторичная сторона – трансформатора передает преобразованную мощность (повышенную или пониженную) вне трансформатора на нагрузку.
  • Обмотки трансформатора: В большинстве случаев первичная и вторичная обмотки представляют собой не отдельные катушки, а несколько катушек, связанных с их основным входным или выходным источником для уменьшения магнитного потока (мера силы электрического поля через заданную поверхность). Величина увеличения или уменьшения напряжения зависит от соотношения витков первичной и вторичной обмоток или количества витков каждой катушки вокруг сердечника.Например, трансформатор с соотношением витков 3: 1 преобразует 3 вольта в 1 вольт в понижающем трансформаторе, а коэффициент 3: 5 преобразует 3 вольта в 5 вольт в повышающем трансформаторе.
  • Сердечники трансформатора: Сердечник трансформатора усиливает магнитную связь между первичной и вторичной цепями. Он обеспечивает контролируемый путь магнитного потока через трансформатор от первичной обмотки ко вторичной обмотке. Сердечники – это не сплошной стальной стержень. Вместо этого они состоят из множества тонких ламинированных листов стали.Эта конструкция помогает ограничить или исключить накопление тепла внутри трансформатора. В трансформаторах используются два типа сердечников – сердечник и корпус, которые отличаются друг от друга расположением первичной и вторичной катушек. Обмотки наматываются вокруг сердечника в варианте с сердечником, в то время как в варианте с оболочкой сердечник окружает обмотки.

Доступно множество различных типов трансформаторов, и Triad Magnetics предлагает широкий ассортимент этих стандартных продуктов для самых разных применений.Различные категории трансформаторов включают:

Силовые трансформаторы

Силовые трансформаторы увеличивают или уменьшают линейное напряжение и, если это необходимо для работы интегральной схемы или других специализированных схем, могут помочь с преобразованием напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока. Эти трансформаторы работают на одной из трех частот, измеряемых в герцах (Гц), или на количестве циклов в секунду. Хотя некоторые импульсные силовые трансформаторы работают на частотах 2.Стандартные линейные силовые трансформаторы с частотой 5 мегагерц и выше работают на частотах 50, 60 и 400 Гц.

Поскольку частота остается постоянной от источника к выходу в силовом трансформаторе, герц является важным измерением, которое влияет на размер сердечника и количество тепла, выделяемого трансформатором. Это измерение, наряду с первичным напряжением, вторичным среднеквадратичным напряжением и током, монтажными характеристиками и, иногда, пробивным напряжением между первичными и вторичными частями, необходимо учитывать при проектировании или покупке силового трансформатора.

Разделительные трансформаторы и автотрансформаторы

Изолирующие трансформаторы и автотрансформаторы – это два противоположных типа силовых трансформаторов.

Изолирующие трансформаторы состоят из первичной и вторичной обмоток, которые не соединены, поскольку они намотаны независимо друг от друга. Такая конструкция позволяет этим устройствам изолировать части схемы, предотвращая сотрясение.

С другой стороны, автотрансформаторы используют часть первичной обмотки как часть вторичной обмотки, что создает прямое соединение между двумя линиями с помощью медного провода.Эти устройства используют меньше меди в катушках, что делает их менее дорогими и более компактными. Их основное применение – это приборы американского производства, предназначенные для зарубежных рынков, где линейное напряжение составляет 230 В, а устройство должно работать при 115 В.

Аудио трансформаторы

Аудиотрансформатор выполняет другую функцию, чем силовой или изолирующий трансформатор. Аудио преобразователи преобразуют электрические сигналы, несущие звук. Катушки в аудиопреобразователях имеют различные уровни импеданса (сопротивление электрической цепи, измеряемое в омах) в диапазоне частот от 20 Гц до 100 000 Гц.Различные уровни импеданса в аудиокомпонентах возникают из-за изменений материала сердечника или коэффициента трансформации трансформатора и влияют на качество звука.

Импульсные трансформаторы

Этот тип трансформатора обрабатывает импульсы электрических токов очень высокой частоты без искажения сигнала. Разработка импульсного трансформатора для одновременного повышения или понижения импульса связана с соотношением витков катушек. Этот тип трансформатора может передавать импульс переменного тока от одной цепи к другой, одновременно блокируя сигналы постоянного тока.


Применение и использование трансформаторов

Силовые трансформаторы и изолированные трансформаторы присутствуют на различных этапах распределения энергии, от электростанции до розеток в доме или офисе. Повышающие трансформаторы преобразуют мощность электростанции в более высокое напряжение для улучшения передачи, в то время как понижающие трансформаторы на подстанциях и барабанах трансформаторов снижают напряжение для общего использования. Хотя это их наиболее распространенный вариант использования, существует бесчисленное множество других электрических и электронных применений трансформаторов, в том числе:

  • Настенные трансформаторы (т.е., зарядка электронных устройств)
  • Электростанции и возобновляемые источники энергии
  • Средства автоматизации и управления промышленными процессами
  • Системы освещения
  • Мелкая бытовая техника (например, компьютеры, телевизоры, тостеры, микроволновые печи)
  • Крупная бытовая техника (например, стиральные машины, сушилки, копировальные аппараты)
  • Усилители звука и динамики
  • Медицинские приборы (включая оборудование для МРТ и компьютерной томографии, кислородные насосы и контроллеры капельницы)

Выбор наиболее оптимального типа трансформатора зависит от характеристик конкретного приложения.Некоторые из характеристик, которые следует учитывать, включают:

  • входное напряжение (т.е. первичное напряжение),
  • выходное напряжение (т.е. вторичное напряжение),
  • выходной ток,
  • уровень мощности и
  • Размер трансформатора
  • (от рисового зерна до большого полуприцепа).

Contact Triad Magnetics сегодня для ваших нужд трансформатора

Трансформаторы

различных типов и форм позволяют безопасно использовать широкий спектр электрических и электронных устройств.Это простое устройство с относительно простой функцией, но они являются важным элементом электроснабжения домов и рабочих мест.

Компания Triad Magnetics поставляет разнообразные трансформаторы для широкого спектра применений. Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о широком ассортименте трансформаторов, которые у нас есть, или запросите смету на трансформатор, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям, у одного из наших экспертов.

Сухие трансформаторы среднего напряжения и настольные трансформаторы

Трансформаторы Padmount

Мы предлагаем замену аварийного трансформатора для трансформаторов среднего размера.Мы осуществляем быструю доставку со склада и стремимся отвечать на запросы на обслуживание в течение 24 часов, экономя ваше время и деньги. Наша группа быстрого реагирования может помочь вам восстановить питание и быстро вернуться к работе.

ELSCO поддерживает самый надежный инвентарь маслонаполненных трансформаторов, устанавливаемых на контактных площадках, для ваших коммунальных, университетских, больничных, промышленных или коммерческих энергетических нужд. Наши трансформаторы, устанавливаемые на площадку, обеспечивают надежную и экономичную выходную мощность практически для любого применения, благодаря наличию на складе и возможности сборки на заказ.

Что такое трансформатор Padmount?

Напольный трансформатор – это защищенный от взлома распределительный трансформатор с запираемыми передними дверцами, который устанавливается на бетонную площадку. Они имеют жидкостное охлаждение. Они идеально подходят для общественных мест, таких как торговые центры, рестораны и других местах с интенсивным пешеходным движением, где электрическое оборудование необходимо хранить в безопасности. Их часто устанавливают на открытом воздухе в любых погодных условиях.

Padmount Transformers We Stock

У нас есть трансформаторы для настенного монтажа мощностью от 500 до 2500 кВА, с первичным напряжением 4160, 12470, 13200 и 13800 вольт.Если вы не уверены, какой размер трансформатора вам нужен, мы можем вместе с вами рассчитать номинал, который будет работать лучше всего. У нас есть трехфазные блоки, но мы можем изготовить однофазный трансформатор на заказ по мере необходимости.

Наши новые устройства, имеющиеся на складе, могут иметь алюминиевые или медные обмотки в зависимости от того, что доступно в данный момент. Новые блоки, изготавливаемые на заказ, могут быть спроектированы и изготовлены с алюминиевыми или медными обмотками и изолированы минеральным маслом или жидкостью на основе натуральных эфиров. Все наши трансформаторы производятся вручную в США.

Системы крепления

ELSCO могут быть оснащены множеством аксессуаров, таких как датчики температуры и уровня жидкости, манометр вакуума, предохранительный клапан, сливной клапан и пробоотборник, предохранители, выключатель нагрузки и молниеотводы.

Преимущества трансформатора Padmount

Трансформаторы

Padmount отлично подходят, когда требуется подземное обслуживание, или когда устройство будет установлено на открытом воздухе и подвергаться воздействию погодных условий. Обычно они закрываются и запираются в стандартном стальном шкафу NEMA.

Наши трансформаторы – это экономичное решение для удовлетворения ваших потребностей в энергии. Перечень новых трансформаторов ELSCO превосходит все национальные стандарты энергоэффективности, включая NEMA, ANSI и IEEE, а также рекомендуемые рейтинги ENERGY STAR и Министерства энергетики (DOE), поэтому вы можете обеспечить большую мощность при меньших затратах.

ELSCO использует материалы высочайшего качества и инженерный опыт, чтобы предоставить правильный блок для ваших потребностей в энергии. Если вам нужен трансформатор с уникальными характеристиками или характеристиками, мы можем работать с вами, чтобы изменить имеющуюся на складе единицу или изготовить новую систему на заказ.

Мы также можем построить блок padmount в соответствии со спецификацией. Независимо от того, нужна ли вам одна установка или 100 единиц, вы можете получить индивидуальную подгонку для любого приложения, от больниц, университетов и офисных зданий до производственных предприятий и торговых точек.

Применение трансформатора Padmount

Современные объекты, от школ до фабрик, должны обеспечивать надежное питание для растущего разнообразия технологий, включая датчики с поддержкой облачных вычислений и интеллектуальное оборудование. В ELSCO мы имеем опыт разработки и производства трансформаторов для удовлетворения этих современных потребностей в электроэнергии.Мы предлагаем индивидуальные энергетические решения для:

Мы знаем, сколько энергии потребуется для такого рода объектов, и будем работать с вами, чтобы вы могли сделать наиболее обоснованную и экономичную покупку.

Подробнее о трансформаторах Padmount

Свяжитесь с ELSCO для получения информации о Padmount Transformers

Мы производим и поставляем силовые трансформаторы промышленным и коммерческим потребителям в США с 1912 года.

Каждый из наших ключевых членов команды имеет более чем 22-летний опыт работы в отрасли, и они поделятся этим опытом, работая с вами над выполнением вашего заказа.

ELSCO – также лучший вариант, если вам нужен трансформатор прямо сейчас. Благодаря нашей быстрой доставке трансформатор для подвесного монтажа может быть доставлен к вам в течение 24–48 часов с момента заказа, если это необходимо.

Что делают электрические трансформаторы?

Вы можете подумать, что электричество довольно стандартно, но его напряжение и частота варьируются в зависимости от страны и региона в одной стране. По сути, электрические трансформаторы используются для изменения напряжения электричества, чтобы оно подходило для различных устройств и мест.

Где используются трансформаторы?

Вы можете увидеть электрические трансформаторы на верхушках полюсов питания или в электрических приборах. Электрические трансформаторы могут быть размером с ноготь и использоваться в таких элементах, как микрофоны, или они могут быть огромными и тяжелыми устройствами, которые используются в электрических сетях. В электросетях очень высокое напряжение, поэтому электричество может перемещаться на большие расстояния, но его необходимо снизить, чтобы электричество можно было использовать в наших домах. Напряжение понижается через трансформатор, а затем подается в местные провода на подстанции, где оно может понижаться снова и снова, чтобы мы могли его использовать.

В качестве примера, мощность от сети может иметь напряжение до 765 000 вольт, которое понижается до 7200 вольт через подстанцию. Тогда местный силовой трансформатор может понизить напряжение до 220-240 вольт, прежде чем его отправят в ваш дом. Более крупные приборы, такие как водонагреватели и кондиционеры, могут использовать это электричество 220–240 вольт, но другие, такие как компьютеры и телевизоры, могут нуждаться в еще более низком напряжении 110–120 вольт.

Как они работают?

Трансформаторы обычно имеют две катушки с проводом, и в одной из них больше катушек, чем в другой.Когда электричество в одной из обмоток передается на катушку с меньшим количеством обмоток, электричество снижается. И если электричество в катушке с меньшим количеством витков в проводе передается в катушку с большим количеством витков в проводе, напряжение возрастает. Одна катушка подключена к входной цепи, а другая – к выходной цепи.

Однако существует также тип трансформатора, известный как автотрансформатор, который имеет только одну катушку. Обе цепи подключены к нему в разных точках, так что в одной цепи больше катушки и больше витков в проводе, чем в другой.Эти автотрансформаторы часто предпочтительнее, потому что они легче, меньше по размеру и имеют лучшую устойчивость к перегрузкам и стабильность напряжения.

Электрические трансформаторы: типы, применение и применение

Трансформаторы – это больше, чем просто внеземные роботы, они также являются очень полезными устройствами для передачи энергии между цепями, и существуют различные типы электрических трансформаторов. При использовании индуктивно связанных электрических проводников в качестве основного средства передачи изменение тока в первой цепи переносится на вторую цепь, которая впоследствии принимает новый заряд.Каждый конец схемы несет заряд внутри обмотки – первичной или вторичной – которая состоит из электропроводящего провода, намотанного вокруг противоположных концов сердечника трансформатора, который имеет высокую магнитную проницаемость, что делает возможной передачу.

В идеальной ситуации изменение напряжения пропорционально, когда вторая цепь получает напряжение в зависимости от количества витков в первичной обмотке. Таким образом, напряжение регулируется путем изменения количества витков в первичной обмотке, чтобы оно было больше или меньше количества витков во вторичной обмотке, что либо увеличивает, либо уменьшает количество получаемой электроэнергии.

Трансформаторы необходимы, когда речь идет о национальной энергосистеме, и отвечают за передачу большого количества энергии высокого напряжения на большие расстояния. Это не означает, что все трансформаторы большие – они бывают разных размеров – и некоторые, конечно, не рассчитаны на высокие уровни выходной мощности. В зависимости от предполагаемой функции и необходимой мощности трансформаторы могут быть размером с ноготь или весить несколько сотен тонн.

Различные типы трансформаторов

Ниже мы перечисляем некоторые из распространенных типов трансформаторов.

Автотрансформаторы

Автотрансформаторы отличаются от традиционных трансформаторов, поскольку у автотрансформаторов общая обмотка. На каждом конце сердечника трансформатора есть оконечные зажимы для обмотки, но есть также вторая обмотка, которая подключается в ключевой промежуточной точке, образуя третью клемму. Первый и второй выводы проводят первичное напряжение, а третий вывод работает вместе с первым или вторым выводом, обеспечивая вторичную форму напряжения.Первый и второй выводы имеют много совпадающих витков в обмотке. Напряжение одинаково для каждого витка на первом и втором выводе. Адаптируемый автотрансформатор – еще один вариант для этого процесса. Открывая часть второй обмотки и используя скользящую щетку в качестве второго вывода, можно изменять количество витков, таким образом изменяя напряжение (см. Изображение справа).

Полифазные трансформаторы

Этот тип трансформатора обычно ассоциируется с трехфазной электрической мощностью, которая является распространенным методом передачи большого количества энергии высокого напряжения, например, по национальной электросети.В этой системе по трем отдельным проводам проходят переменные токи одинаковой частоты, но они достигают пика в разное время, что приводит к непрерывному потоку мощности. Иногда эти «трехфазные» системы имеют нейтральный провод, в зависимости от области применения. В других случаях все три фазы можно объединить в один многофазный трансформатор. Это потребует унификации и соединения магнитных цепей, чтобы обеспечить трехфазную передачу. Схема намотки может меняться, как и фазы многофазного трансформатора.

Трансформатор утечки

Трансформаторы утечки имеют неплотную связь между первичной и вторичной обмотками, что приводит к значительному увеличению величины утечки индуктивности. Все токи поддерживаются на низком уровне с помощью трансформаторов утечки, что помогает предотвратить перегрузку. Они используются в таких применениях, как дуговая сварка и некоторые высоковольтные лампы, а также в приложениях с очень низким напряжением, которые можно найти в некоторых детских игрушках.

Резонансный трансформатор

Как тип трансформатора утечки, резонансные трансформаторы зависят от слабого соединения первичной и вторичной обмоток, а также от внешних конденсаторов для работы в сочетании со второй обмоткой.Они могут эффективно передавать высокие напряжения и полезны при восстановлении данных с определенных уровней частот радиоволн.

Преобразователь аудиосигнала

Первоначально применяемые в ранних телефонных системах, аудиопреобразователи помогают изолировать потенциальные помехи и отправлять один сигнал через несколько электрических цепей. В современных телефонных системах по-прежнему используются аудиопреобразователи, но они также встречаются в аудиосистемах, где передают аналоговые сигналы между системами. Поскольку эти трансформаторы могут выполнять несколько функций, таких как предотвращение помех, разделение сигнала или объединение сигналов, они используются во многих приложениях.Усилители, громкоговорители и микрофоны – все зависит от аудиопреобразователей для правильной работы.

Прочие электротехнические изделия

Прочие “виды” статей

Больше от компании Electric & Power Generation

Что внутри трансформатора? [ПОДРОБНО]

Трансформатор – это электрическое устройство, которое передает электрическую энергию из одной цепи в другую за счет электромагнитной индукции. Чаще всего он используется для повышения или понижения уровней напряжения и является ключевым компонентом электрической сети.Иногда его также можно использовать для временного электроснабжения строительных площадок через временные опоры электропередач. Он бывает всех размеров и форм, но основная работа и конструкция остаются более или менее одинаковыми.

Основные компоненты:
1. Ламинированный сердечник
2. Обмотки
3. Изоляционные материалы
4. Трансформаторное масло
5. Устройство РПН
6. Маслорасширитель
7. Сапун
8. Охлаждающие трубки
9. Бухгольца Реле
10. Взрывоотводчик

Чтобы лучше изучить структуру трансформатора, вы можете изучить трехмерную модель электрического трансформатора здесь.

Трансформатор – это электрическое устройство, которое передает электрическую энергию от одной цепи к другой за счет электромагнитной индукции.

Нажмите, чтобы твитнуть

Сердечник

Сердечник используется для поддержки обмоток трансформатора. Он также обеспечивает путь с низким сопротивлением для потока магнитного потока. Он состоит из ламинированного сердечника из мягкого железа, чтобы уменьшить потери на вихревые токи и потери на гистерезис. Состав сердечника трансформатора зависит от таких факторов, как напряжение, ток и частота.Сердечник трансформатора изготовлен из холоднокатаной стали с ориентированной зернистостью или сокращенно CRGO.

Обмотки

На сердечник трансформатора намотаны две изолированные друг от друга обмотки. Обмотка состоит из нескольких витков медных катушек, связанных вместе, и каждый пучок соединен последовательно, образуя обмотку.
a) Обмотки высокого напряжения состоят из медной катушки. Количество витков в нем кратно количеству витков в обмотках низкого напряжения.У него медные катушки тоньше, чем у обмоток низкого напряжения.
b) Обмотка низкого напряжения имеет меньшее количество витков, чем обмотка высокого напряжения. Он состоит из толстых медных проводников. Это связано с тем, что ток в обмотках низкого напряжения выше, чем в обмотках высокого напряжения. Трансформатор может питаться от обмоток низкого или высокого напряжения в зависимости от требований.

Устройство РПН

Выходное напряжение может изменяться в зависимости от входного напряжения и нагрузки.В условиях нагрузки напряжение на выходной клемме падает, а в режиме без нагрузки выходное напряжение увеличивается. Для уравновешивания колебаний напряжения используются переключатели ответвлений. Переключатели ответвлений могут быть либо на устройстве РПН, либо на переключателях ответвлений без нагрузки. В переключателях ответвлений под нагрузкой можно изменять ответвления без отключения трансформатора от источника питания, а в переключателях РПН это делается после отключения трансформатора. Также доступны автоматические переключатели ответвлений.

Трансформаторное масло

Трансформаторное масло выполняет две важные функции: изоляцию, а также охлаждение сердечника и узла катушки.Сердечник и обмотки трансформатора должны быть полностью погружены в масло. Обычно в качестве трансформаторного масла используются углеводородные минеральные масла. Загрязнение масла является серьезной проблемой, поскольку оно лишает его диэлектрических свойств и делает его бесполезным в качестве изоляционной среды.

Втулки

Существует множество методов классификации типов втулок. Эти классификации основаны на практических соображениях, которые станут очевидными из следующего обсуждения в трех широких областях.Вводы
можно классифицировать по:
1. Изолирующая среда на концах
2. Конструкция
3. Изоляция внутри ввода
По конструкции вводы бывают двух типов – сплошного или объемного типа и емкостного или конденсаторного типа.

В зависимости от внутренней изоляции ввода они классифицируются как: вводы с воздушной изоляцией, вводы с масляной или маслонаполненной изоляцией, вводы с масляной пропиткой с бумажной изоляцией, вводы со смолой или пропиткой с бумажной изоляцией, литая изоляция. Вводы, вводы с газовой изоляцией.

Масляный бак

Эта часть трансформатора содержит узел сердечника и обмотки, которые погружены в изоляционное масло.

Дополнительная литература

Видео

Прочтите наши другие интересные статьи по электротехнике здесь

Как работают электрические трансформаторы – Drax

Безопасное и эффективное получение электричества от генераторов, через линии электропередач и по всей стране в наши устройства – это аккуратное уравновешивание.Одним из важных аспектов этого является напряжение.

Электрическая подстанция с трансформаторами.

Линии электропередачи National Grid работают при напряжении 400 000 вольт (v) и 275 000 v, но если электричество попадет в дома с таким напряжением, это быстро повредит все, что питается. Вместо этого региональные дистрибьюторы поставляют в дома электроэнергию при гораздо более низком уровне 230 В.

Достижение безопасного для использования уровня напряжения требует его повышения или понижения с помощью трансформаторов – огромных элементов электросетевого оборудования, в которых используется простая идея, чтобы оказать большое влияние.

Зачем нужны трансформаторы

Напряжение похоже на давление воды. Наличие высоковольтных линий электропередачи означает, что заряженные электроны, из которых состоит электричество, очень эффективно перемещаются по системе, при этом меньше энергии теряется в виде тепла на этом пути. Однако то же самое «давление» слишком велико для простой зарядки телефона. Скорее всего, это приведет к перегрузке схем устройства и оставит пользователя тлеющим беспорядком.

Вот где вступают трансформаторы.В Великобритании электричество производится с различным напряжением в зависимости от типа генерации. Чтобы отправить его туда, где есть потребность, не теряя слишком много энергии в виде тепла в пути, трансформатор, подключенный к большим генераторам энергии, таким как электростанция на биомассе Drax или морская ветряная электростанция Beatrice, увеличивает напряжение до 400000 В или 275000 В. Напряжение зависит от того, к какой части национальной системы электропередачи подключена электростанция.

Когда электричество поступает по опорам в определенный регион Великобритании, другой трансформатор понижает напряжение до 132 000 В для региональной распределительной системы.Впоследствии другой снижает его до 11000 В в городах и деревнях, прежде чем конечный трансформатор снизит напряжение до безопасных 230 В для использования в домах и на предприятиях.

Поддержание высокого напряжения полезно для предотвращения потерь энергии на тепло, но оно также имеет еще одно важное значение для электричества по всей стране.

Поддержание высокого напряжения для отключения тока

Если напряжение – это давление воды, то ток – это фактические частицы воды, движущиеся по трубам.С точки зрения электричества ток – это заряженные электроны, которые на самом деле приводят в действие наши светильники и устройства.

Когда эти электроны перемещаются по кабелям электросети, они сталкиваются с сопротивлением (представьте себе частичную закупорку в водопроводной трубе), что приводит к потере некоторой электрической энергии на тепло. Получение нужного количества электроэнергии, необходимой по всей стране, означает минимальные потери энергии. Если ток ниже, меньше заряженных электронов сталкивается с сопротивлением в любой точке системы и теряется меньше электроэнергии.

Удобно для сети, повышение напряжения электричества вызывает уменьшение тока и наоборот. Как на самом деле это делают трансформаторы, зависит от катушек.

Трансформатор на электростанции Круачан

Напряжение обмотки вверх и вниз

Трансформаторы

работают по принципу электромагнитной индукции, что впервые понял британский ученый Майкл Фарадей в 1831 году. Он заметил, что когда магнит перемещается через катушку из медных проводов, по этим проводам течет ток.Это тот же принцип, который позволяет вращающимся турбинам сегодня вырабатывать электроэнергию.

Майкл Фарадей

Аналогичным образом, когда ток течет через медную катушку, намотанную вокруг железного сердечника, сердечник становится магнитным.

Фарадей экспериментировал с протеканием токов через несколько медных катушек, но именно ученый и ирландский священник отец Николас Каллан в 1836 году открыл основной принцип работы многих современных трансформаторов в мире. Он обнаружил, что если два отдельных набора медных проводов намотаны вокруг каждого конца железного сердечника и через один из них (первичную обмотку) пропускается электрический ток, то создается магнитное поле, которое заставляет электрический ток течь во вторичной обмотке. .

Однако все меняется в зависимости от того, сколько раз каждый провод наматывается на сердечник. Если во вторичной обмотке больше витков, чем в первичной, то при наведении тока напряжение увеличивается. Когда во вторичной обмотке меньше витков, чем в первичной, напряжение уменьшается.

Индукционная катушка Каллана (1845)

Более того, отец Каллан обнаружил, что увеличение или уменьшение напряжения прямо пропорционально количеству витков в обмотках.Итак, теоретически, если электрический ток с напряжением 5 В проходит через первичную обмотку с 10 витками и создает ток во вторичной обмотке с 20 витками, напряжение также удваивается, в данном случае до 10 В.

Изобретение отца Каллана известно как индукционная катушка, в которой два набора обмоток имеют общий длинный и толстый железный стержень. С тех пор преобразователь постоянно подвергался доработке, оптимизации и специализации для различных вариантов использования. Однако основной принцип использования электромагнитной индукции для увеличения и уменьшения напряжения остается прежним.

От домов до электростанций

Одним из наиболее распространенных типов трансформаторов являются распределительные трансформаторы, которые часто устанавливаются на опорах электроснабжения возле домов. Эти трансформаторы выполняют последний этап перехода от местных распределительных систем до 230 В, когда электричество поступает в дома и на предприятия.

В них часто используется железный сердечник, имеющий форму полого квадрата с обмотками, намотанными вокруг обоих концов. Когда ток проходит через сердечник и намагничивает его, он заставляет его расширяться и сжиматься в процессе, известном как магнитострикция, который иногда вызывает достаточно вибрации, чтобы произвести слышимый гул.

Трансформатор перемещается из Лонганнета на электростанцию ​​Круачан в 2019 году.

В трансформаторах этого типа безопасно переносить ток по воздуху между двумя обмотками, но при использовании более высоких напряжений, например, на электростанции Круачан – крупнейшем гидроаккумулирующем сооружении в Шотландии – требуются другие подходы. Трансформаторы для больших электростанций погружены в специальное изоляционное масло внутри металлического контейнера. Масло обеспечивает электрическую изоляцию для предотвращения коротких замыканий, а также охлаждает сердечник и обмотки, предотвращая повреждение и выход из строя.

Даже когда основные источники электроэнергии в Великобритании изменятся с угольных и атомных электростанций на ветряные электростанции и солнечные панели, трансформаторы останутся важной частью энергосистемы, чтобы быстро доставить нужное количество энергии туда, где она нам нужна.

Электрический трансформатор

: (Работа + использование + факты)

Трансформаторы – одна из самых важных электрических машин, с которыми вы, возможно, знакомы. Их можно наблюдать на столбах, которые распределяют электричество по домам и зданиям во многих странах.Но в развитых странах и густонаселенных городах их очень сложно найти на местных столбах, потому что они закопаны в землю. Давайте узнаем об этих удивительных машинах.

Что такое трансформаторы?

Трансформаторы – это электрические машины, которые используются для изменения напряжения переменного тока, как в ваших розетках, с одного уровня на другой. Например, если в линии электропередач 220 вольт (переменного тока), и его необходимо преобразовать в 110 вольт (переменного тока), тогда будет использоваться трансформатор.Трансформаторы также можно использовать для повышения уровня напряжения (например, с 110 до 220 вольт).

Как работают трансформаторы?

Трансформаторы работают на переменном токе (AC), потому что они работают по закону электромагнитной индукции. При электромагнитной индукции, когда магнитное поле изменяется вокруг электрического проводника (провода), в этом проводнике будет возникать электрический ток. Все трансформаторы работают по этому принципу.

Трансформатор в основном состоит из трех основных компонентов; Сердечник, первичная обмотка и вторичная обмотка.Сердечник изготовлен из материала, усиливающего магнитное поле. Первичная и вторичная обмотки – это катушки с проволокой, намотанные на сердечник. Эти две обмотки не соединены вместе; только на сердечник намотал отдельно.

Когда переменный ток подается на первичную обмотку, он действует как электромагнит с изменяющимся магнитным полем. Изменяющееся магнитное поле будет проходить через сердечник и вторичную обмотку. Из-за изменения магнитного поля во вторичной обмотке будет возникать переменный ток.

Для получения дополнительной информации о магнетизме, а также о напряжении, токе и сопротивлении щелкните здесь.

Итак, какое напряжение будет выдаваться во вторичной обмотке? Узнайте, прочитав коэффициент трансформации трансформаторов.

Коэффициент трансформации трансформаторов

Производство напряжения во вторичной обмотке зависит от коэффициента, называемого передаточным числом трансформатора. Соотношение витков зависит от количества витков провода, намотанного на первичную и вторичную обмотки.

Например: , если на первичной обмотке 10 витков провода, а на вторичной – 40 витков.Тогда коэффициент трансформации трансформатора будет 40 разделен на 10 (40/10), что будет равно 4. Теперь умножьте это отношение на напряжение (AC), которое подается на первичную обмотку. Например, если приложенное напряжение к первичной обмотке составляет 55 вольт, то напряжение на вторичной обмотке будет 55 × 4 = 220 вольт.

Вышеупомянутый трансформатор увеличивает уровень напряжения с 55 до 220 вольт, поэтому он называется повышающим трансформатором. Когда трансформатор понижает напряжение, предположим, с 220 вольт до 110 вольт, он будет называться понижающим трансформатором.

Применение

Трансформаторы сыграли жизненно важную роль в передаче электроэнергии на большие расстояния. До трансформатора передача электроэнергии на сотни километров была очень сложной и вызвала большие потери электроэнергии. Убыток вызван нагревом проводов, по которым проходит электричество. Потому что, когда ток проходит через проводник, он выделяет тепло из-за сопротивления, присутствующего в проводниках. Увеличивая электрическое напряжение, можно уменьшить силу тока, что еще больше снижает потери электроэнергии и нагрев проводников.

Сегодня энергетические компании увеличивают напряжение (переменного тока) на проводниках для передачи электроэнергии на большие расстояния. Когда электричество достигает своих потребителей, например, вашего дома, его напряжение понижается (то есть 220 или 110 вольт), чтобы вы могли его использовать. Вообще-то трансформаторов в пути много, но основное назначение то же самое.

Вот еще несколько распространенных применений трансформаторов:

  • Они используются во многих бытовых приборах для снижения напряжения до 12 или даже ниже, чтобы преобразовать его в постоянный ток, чтобы прибор мог его использовать.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *