Устройства трансформатора: Устройство трансформатора | Полезные статьи

Принцип действия и устройство трансформатора

Трансформатор – это электротехническое устройство, преобразователь электрической энергии одного напряжения в другое.

Принцип действия трансформатора

Принцип его действия основан на взаимной индукции. Обычно устройство состоит из магнитного сердечника и двух обмоток – первичной и вторичной. Первичная обмотка подключается к сети переменного тока, который, протекая по ней, создает в сердечника магнитный поток (обмотка закручивается вокруг сердечника, образуя витки). Магнитный поток, проходя через все витки, создает ЭДС, что приводит к уменьшению или повышению напряжения и преобразованию тока. После того, как к вторичной обмотке будет подключен приемник, то по ней начнет протекать электрический ток с выходным напряжением. Выходное напряжение всегда будет больше или меньше входного, а точная разница зависит от коэффициента трансформации.

Параллельно в первичной обмотке образуется нагрузочный ток, который суммируется с входным и формирует ток первичной обмотки.

Важно, чтобы трансформатор передавал с первичной обмотки на вторичную ток, величина которого совпадает с требованиями приемного устройства.

Устройство трансформаторов

Магнитный сердечник используется для повышения магнитной связи между обмотками двух типов. Обмотки изолируют и друг от друга, и от сердечника. Обмотки бывают высшего и низшего напряжения, но какая будет какой зависит от типа трансформатора. В понижающих трансформаторах первичная обмотка имеет высшее напряжение, а в повышающих – низшее.

Разница между обмотками следующая:

• Первичная обмотка всегда подключается к источнику питания.
• Вторичная обмотка – к приемнику, потребляющему электроэнергию.

Трансформаторы ТМГ 12 и других типов могут использоваться и как понижающие, и как повышающие устройства. Понижающие трансформаторы необходимы для преобразования электрической энергии, поступающей с линий высоковольтных передач или с промышленной сети питания до приемлемых значений, требуемых при эксплуатации оборудования, а повышающие – для передачи электроэнергии на большие расстояния.

Также существуют трансформаторы с тремя обмотками. В таком случае к магнитопроводу крепятся все три обмотки, которые изолированы друг от друга. Одна обмотка подключается к источнику питания, а две другие используются для получения электрического тока разного напряжения, необходимого для питания разных приборов. Самым простым примером такой конструкции можно назвать зарядное устройство, работающее от автомобильного прикуривателя, с двумя портами. Один порт можно выдавать ток 2А, а другой – 5А.

Устройство измерительного трансформатора тока – Группа СВЭЛ

Измерительный трансформатор тока используется в измерительных приборах и защитных релейных устройствах электросетей и энергообъектов. Устройство преобразует ток, обеспечивая безопасность и точность измерений.

Конструкция и принцип действия ИТТ

Трансформатор тока включает в себя две обмотки, размещенные на ферромагнитном сердечнике из электротехнической стали.

Витки первичной — включаются в цепь, по которой протекает первичный ток, к вторичной — подключаются измерительные и защитные приборы. В магнитопроводе образуется переменный магнитный поток, который индуцирует во вторичной обмотке, за счет чего создается вторичный ток, противоположно направленный первичному.

Для правильной передачи фазы тока и максимальной точности замеров выводы первичной и вторичной обмоток ИТТ обозначают «линия» и «измеритель» соответственно.

Иногда аварии вызывают превышение допустимого значения тока на порядок. При этом ИТТ подвергается перегрузке. Из-за этого его мощность становится значительно больше номинальной, сердечник насыщается, а точность измерений уменьшается. Поэтому ГОСТ определил пределы погрешности 10%.

Специфика трансформатора тока

Основные характеристики ИТТ: вторичный и первичный номинальный ток, нагрузка вторичной цепи, класс точности, коэффициент трансформации, угловая и полная погрешности.

Одно и то же устройство можно применять для подключения сразу нескольких приборов. Но чем их больше подсоединено к трансформатору, тем выше сопротивление. Из-за этого снижается ток во вторичной обмотке, что влияет на рабочий режим агрегата.

Благодаря разделению обмоток амперметр не подвергается высокому напряжению, что позволяет монтировать его непосредственно на распределительный щит. Для снижения риска пробоя изоляции, вывод вторичной обмотки необходимо заземлить.

Номинальный вторичный ток не должен превышать 5А. А если трансформатор устанавливается на большом расстоянии от измерительных устройства, ток снижают до 1А, чтобы уменьшить падение напряжения в гибких выводах.

Устройство сварочного трансформатора

Сварочные трансформаторы используются для электродуговой сварки переменным током. Сварочными устройствами постоянного тока называются преобразователями, выпрямителями

или инверторами. Маркировка трансформаторов для ручной сварки плавящимся электродом выглядит следующим образом, ТДМ-316, что означает:

• Т – трансформатор сварочный;
• Д – дуговая электросварка;
• М – механизм регулирования тока сварки;
• 31 – максимальное значение сварочного тока 310 А;
• 6 – номер модели трансформатора.

Устройство сварочного трансформатора включает магнитопровод в виде набранного из пластин стального сердечника, и двух изолированных обмоток. Первичная обмотка подключается к силовой сети (220 или 380В), а вторичная одним концом к держателю сварочного электрода, а другим к свариваемой детали. Вторичная обмотка состоит из двух частей на разных катушках. Одна из них подвижная и выполняет функцию дросселирующего устройства управления сварочным током. Перемещение дроссельной обмотки вдоль магнитопровода осуществляется винтом управления. Величина воздушного зазора между первичной и подвижной частью вторичной обмотки определяет значение сварочного тока. Изменение тока совпадает с изменением воздушного зазора. Т.е. с увеличением зазора ток увеличивается (во многих статьях можно встретить ошибочные данные по направлению изменения тока и зазора). Обычно сварочные трансформаторы имеют диапазоны регулирования от 60 до 400А. Напряжение холостого хода трансформатора составляет 60-65В. При зажигании дуги напряжение падает до рабочего значения 35-40В. Сварочные трансформаторы имеют защиту от короткого замыкания. Внешняя вольтамперная характеристика для дуговой сварки является падающей.

На фото 1 устройство сварочного трансформатора серии ТДМ представлено схематическим изображением:

• Поз. 1 – первичная обмотка трансформатора из изолированного провода.
• Поз. 2 – вторичная обмотка не изолирована, с воздушными каналами для лучшего режима охлаждения.
• Поз. 3 – подвижная составляющая магнитопровода.
• Поз. 4 – система подвеса трансформатора в корпусе агрегата.
• Поз. 5 – система управления воздушным зазором.
• Поз.6 – ходовой винт управления воздушным зазором.
• Поз. 7 – рукоятка привода управляющего винта.

Промышленные сварочные агрегаты представляют собой многопостовые устройства. Для возможности перемещения нижняя рама выполняется в виде шасси с одной или двумя парами колес. Сам трансформатор в корпусе крепиться на аммартизирующей подвеске. Сварочные трансформаторы для сварки постоянным током дооборудуются выпрямляющими (диодными) приставками или инвертором постоянного тока.

Что представляет собой трансформатор масляный, разберем все подробно

Как предупредить выход из строя оборудования, подключаемого к электрической сети? Ответ один – добиться их стабильной работы без скачков напряжения. Сделать это можно используя специальные устройства, одним из которых является трансформатор масляного типа. Этот прибор предназначен для преобразования переменного тока в сетях с напряжением более 6000 В. Он имеет широкую сферу применения, затрагивающую различные сферы промышленности.

Конструктивные особенности трансформатора

В устройстве этого прибора нет ничего сложного. Его основным элементом является ферромагнитный сердечник на который намотаны две обмотки. В некоторых моделях их может быть больше. Но есть и такие, где только одна обмотка. Они получили название автотрансформаторов.

Отличия в конструкции не ограничиваются только числом обмоток. Они касаются и типа сердечника.

Устройство масляного вида

Также в состав устройства трансформатора с масляным охлаждением включены системы:

• Магнитная;
• Охлаждения.

Масляный трансформатор имеет некоторые отличия в устройстве. И самым главным из них являются компактные размеры. Обычно он выпускается таких габаритов, которые позволяют легко размещать прибор в любом помещении и даже использовать его в уличных условиях. Корпус прибора имеет защиту от агрессивного воздействия окружающей среды.

Внутри него располагается гильза для жидкостного термометра. Он используется для контроля за температурой верхних слоев масла.

Балки, на которых крепятся обмотки защищены особым корпусом. На крышке имеются специальные проходные изоляторы. Они предназначены для проведения цепей, связанных с обмоткой и обеспечивают безопасную работу устройства.

Смотрим видео, сфера применения и его конструкция:

Над крышкой корпуса установлен расширитель. Его соединение с баком выполнено при помощи трубопровода с газовым реле. Для вывода наружу вредных газов используется специальная выхлопная труба. Управление работой трансформатора осуществляется при помощи специальной рукоятки, установленной на крышке бака.

Принцип работы

Действие таких приборов основывается на электромагнитной индукции. Оно заключается в следующем. На первичную обмотку прибора из внешней сети подается переменный ток. За счет него создается переменное магнитное поле. Оно, в свою очередь, приводит к образованию тока.

Если сформулировать принцип работы устройства согласно законам физике, то он заключается в создании электродвижущей силы магнитным потоком, который изменяется во времени.

Классификация агрегатов осуществляется по различным признакам. Одним из них является способ изготовления, согласно этому критерию трансформаторы бывают:

• Стержневые;
• Броневые.

Первые имеют конструкцию, в которой обмотка наматывается на сердечник. У броневых она, наоборот, полностью скрыта. Кроме того, имеются отличия и в способе расположения обмотки. Если у стержневых трансформаторов она находится в горизонтальном положении, то у броневых – в вертикальном.

Смотрим видео, принцип работы агрегата:

Подразделение агрегатов на виды осуществляется и в зависимости от характеристик. Согласно предназначению, трансформаторы бывают двух видов:

• Тока;
• Напряжения.

В зависимости от применения в электросетях различают одно и трансформатор силовой трехфазный масляный. Но кроме этих отличий существует разница и в сфере применения. Например, в сетях производственных объектов или крупных населенных пунктов используют силовые агрегаты. Они предназначены для понижения напряжения до 220 В. Для защиты техники от скачков в сети применяют бытовые трансформаторы, при проведении сварочных работ – приборы, способные понижать напряжение до нужного для эффективной работы оборудования.

Еще один вид – это масляные трансформаторы ТМГ. Они предназначены для сетей более 6000 В. Они состоят из магнитопровода, собранного из двух стальных листов, обмотки из медного провода и бака.

Кроме того, имеются еще и сухие трансформаторы. В последнее время они находят широкое распространение. Преимущество сухих трансформаторов перед масляными заключаются в их высоком уровне безопасности. Поэтому они очень часто используются в местах с повышенными требованиями, таких как учебные заведения, парковки и другие.

Критерии выбора оборудования

Существует множество различных аспектов, которые должны быть учтены при использовании силового оборудования. Так на выбор модели трансформатора влияют условия его потенциальной эксплуатации и в частности:

• Сфера применения;
• Место установки;
• Суммарная мощность потребителей.

Рассмотрим специфику выбора с учетом каждого из них. Одним из главных параметров является сфера применения. Ориентируясь на нее нужно определиться с такими характеристиками, как:

1. Мощность, она должна соответствовать предполагаемым нагрузкам и позволять агрегату справляться с перегрузками;
2. Возможность эксплуатации прибора при росте нагрузки;
3. Стоимость и срок службы.

Однако выбирая трансформатор нужно уметь правильно определять его основные параметры:

• Первичное и вторичное напряжение;
• Частоту тока;
• Фазность;
• Нагрузку;
• Способ расположения;
• Особенности размещения.

Но кроме всех, перечисленных характеристик должны учитываться и функционал агрегата, а также его непосредственное назначение. Если предполагается подключение трансформатора к цепи измерительных приборов, то используют соответствующий вид устройства. Для защиты от скачков в сети выбирают агрегат, не отличающийся высокой точностью, но обладающий необходимыми функциями. Наибольшей популярностью в последнее время пользуются сухие трансформаторы, они часто используются вместо масляных и имеют большое количество плюсов.

И хотя основным назначением трансформаторов является повышение или понижение тока они находят широкое применение и в схемах питания бытовой техники. В этом случае обычно используются агрегаты, имеющие несколько обмоток.

Что касается масляных трансформаторов, то они находят применение в самых различных сферах деятельности человека.

Учесть все факторы и не ошибиться простому обывателя будет очень сложно. Поэтому лучший вариант – это обращение за помощью к профессионалам. Только они смогут выбрать оптимальную модель трансформатора с учетом особенностей вашего объекта.

Особенности обслуживания и эксплуатации силового оборудования

Чтобы агрегат мог эффективно использоваться на протяжении всего периода работы необходимо регулярно проводить техническое обслуживание трансформатора масляного по КТПН. Согласно нормативным документам плановое ТО подразделяется на:

• Техническое обследование;
• Профилактический осмотр.

Кроме этих видов обслуживания могут проводиться и внеплановые работы. Их необходимость обусловлена обычно выходом из строя отдельных деталей или аварией агрегата. В этом случае осуществляет ремонт масляных трансформаторов.

В процессе технического обслуживания дополнительно проверяют следующие параметры:

• Наличие повышенных вибраций и посторонних шумов, что способствует неправильной работе аппаратуры, установленной на объекте;
• Соответствие количества переключений – данным на счетчиках.

Что касается осмотра составных элементов агрегата, то он выполняется согласно инструкциям по их эксплуатации. Частота проведения ТО устанавливается специальными правилами. Для подстанций, где дежурит персонал осмотр проводится один раз в сутки, для работающих в автономном режиме – 3 раза в течение месяца. Однако сроки могут изменяться в зависимости от местных условий.

Незапланированные осмотры проводятся в случае выявления неисправностей, вызванных резким изменением температуры окружающей среды. В такой ситуации может потребоваться ремонт силовых масляных трансформаторов.

Кроме того, они должны периодически подвергаться профилактическому контролю. При его проведении осуществляется проверка уровня масла, осуществляется замена изношенных уплотнителей, фильтров.

Устройство и назначение трансформатора | RuAut

Трансформатор – электромагнитный преобразователь (статический), имеющий две и более статические обмотки, преобразующие значения переменного тока: частота, напряжение, число фаз и ток. Трансформаторы также используются для того, чтобы преобразовать синусоидальный переменный ток в несинусоидальный.

В современных электрических установках трансформаторы являются наиболее распространенными устройствами. В системе передачи электричества к потребителю от электростанции при помощи линий электропередач основу составляют трансформаторы большой мощности, работающие с напряжением в сотни киловольт. Этими трансформаторами повышается значение напряжения переменного тока до таких показателей, которые необходимы для передачи электричества на дальние расстояния с минимальными потерями.

В местах, где электрическая энергия распределяется между потребителями, используют понижающие трансформаторы. Понижение напряжение происходит до значений приемлемых для потребителей.

Кроме этого, трансформаторы являются составными частями электроприводов и прочих бытовых приборов, в которых трансформаторами преобразовывается напряжение питающей сети до необходимых для электрических приборов значений.

Далее рассмотрим силовые маломощные трансформаторы, используемые в устройствах автоматизации, сигнализации и связи, различных бытовых приборах, измерительной технике при работе с напряжением до 1000 Вольт, и специализированные трансформаторные устройства – ферромагнетики, пик-трансформаторы, удвоители и утроители частот, феррорезонансные стабилизаторы напряжения, импульсные трансформаторы.

В электрических установках в основном применяются силовые трансформаторы, которые преобразуют напряжение переменного тока при постоянной частоте. Силовые трансформаторы широко применяются в энергосистемах во время передачи электричества от электростанции к конечному потребителю, а также в различных приборах и электроустановках для того, чтобы получить напряжение определенной величины.

Силовые трансформаторы малой мощности (несколько киловольт-ампер), широко применяемые в блоках питания средств автоматизации и различных приборов, вычислительной техники и средств связи. Их можно распределить по следующим признакам:

• Число фаз преобразуемого напряжения – одно – и многофазные (как правило трехфазные),
• Число обмоток, определяемых одной фазой преобразуемого напряжения – двух- и многообмоточные,
• Способ охлаждения – сухой (воздушное охлаждение), масляный (происходит погружение в специальный бак, который заполняется трансформаторным маслом).

Основные составляющие части трансформатора – магнитопровод и обмотки. В состав магнитопровода входят стержень и ярм. На стержне располагается обмотка, а ярм собирает магнитопровод в замкнутую систему. Магнитопроводы изготавливаются из электротехнической тонколистовой стали.

По способу изготовления трансформаторные магнитопроводы делятся на ленточные и пластинчатые. Магнитопроводы трансформаторов с одной фазой подразделяются на – тороидальные, броневые и стержневые.

Помимо магнитопровода и обмоток в трансформаторах низкого напряжения имеются так же – клеммная колодка, кожух, крепеж. Металлический кожух соединяется с магнитопроводом и заземляется. Это делается для выполнения требований по электробезопасности. Трансформаторы высокого напряжения изготавливаются с масляным охлаждением – магнитопровод помещается в металлический бак и заливается трансформаторным маслом, охлаждающим магнитопровод трансформатора и его обмотки, увеличивающим прочность изоляции обмоток.

§63. Назначение и принцип действия трансформатора

Может быть, кто-то думает, что трансформатор – это что-то среднее между трансформером и терминатором. Данная статья призвана разрушить подобные представления.

Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.

Трансформатор – статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного электрического тока одного напряжения и определенной частоты в электрический ток другого напряжения и той же частоты.

Работа любого трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции, открытой Фарадеем.

Назначение трансформаторов

Разные виды трансформаторов используются практически во всех схемах питания электрических приборов и при передаче электроэнергии на большие расстояния.

Электростанции вырабатывают ток относительно небольшого напряжения – 220, 380, 660В. Трансформаторы, повышая напряжение до значений порядка тысяч киловольт, позволяют существенно снизить потери при передаче электроэнергии на большие расстояния, а заодно и уменьшить площадь сечения проводов ЛЭП.

Непосредственно перед тем как попасть к потребителю (например, в обычную домашнюю розетку), ток проходит через понижающий трансформатор. Именно так мы получаем привычные нам 220 Вольт.

Самый распространенный вид трансформаторов – силовые трансформаторы. Они предназначены для преобразования напряжения в электрических цепях. Помимо силовых трансформаторов в различных электронных приборах применяются:

• импульсные трансформаторы;
• силовые трансформаторы;
• трансформаторы тока.

Принцип работы трансформатора

Трансформаторы бывают однофазные и многофазные, с одной, двумя или большим количеством обмоток. Рассмотрим схему и принцип работы трансформатора на примере простейшего однофазного трансформатора.

Кстати, в других статьях можно почитать, что такое фаза и ноль в электричестве.

Из чего состоит трансформатор? Во простейшем случае из одного металлического сердечника и двух обмоток. Обмотки электрически не связаны одна с другой и представляют собой изолированные провода.

Одна обмотка (ее называют первичной) подключается к источнику переменного тока. Вторая обмотка, называемая вторичной, подключается к конечному потребителю тока.

Когда трансформатор подключен к источнику переменного тока, в витках его первичной обмотки течет переменный ток величиной I1. При этом образуется магнитный поток Ф, который пронизывает обе обмотки и индуцирует в них ЭДС.

Бывает, что вторичная обмотка не находится под нагрузкой. Такой режимы работы трансформатора называется режимом холостого хода. Соответственно, если вторичная обмотка подключена к какому-либо потребителю, по ней течет ток I2, возникающий под действием ЭДС.

Величина ЭДС, возникающей в обмотках, напрямую зависит от числа витков каждой обмотки. Отношение ЭДС, индуцированных в первичной и вторичной обмотках, называется коэффициентом трансформации и равно отношению количества витков соответствующих обмоток.

Путем подбора числа витков на обмотках можно увеличивать или уменьшать напряжение на потребителе тока с вторичной обмотки.

§63. Назначение и принцип действия трансформатора

Назначение трансформатора.

Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты.

Трансформаторы позволяют значительно повысить напряжение, вырабатываемое источниками переменного тока, установленными на электрических станциях, и осуществить передачу электроэнергии на дальние расстояния при высоких напряжениях (110, 220, 500, 750 и 1150 кВ). Благодаря этому сильно уменьшаются потери энергии в проводах и обеспечивается возможность значительного уменьшения площади сечения проводов линий электропередачи.

В местах потребления электроэнергии высокое напряжение, подаваемое от высоковольтных линий электропередачи, снова понижается трансформаторами до сравнительно небольших значений (127, 220, 380 и 660 В), при которых работают электрические потребители, установленные на фабриках, заводах, в депо и жилых домах. На э. п. с. переменного тока трансформаторы применяют для уменьшения напряжения, подаваемого из контактной сети к тяговым двигателям и вспомогательным цепям.

Кроме трансформаторов, применяемых в системах передачи и распределения электроэнергии, промышленностью выпускаются трансформаторы: тяговые (для э. п. с), для выпрямительных установок, лабораторные с регулированием напряжения, для питания радиоаппаратуры и др. Все эти трансформаторы называют силовыми.

Трансформаторы используют также для включения электроизмерительных приборов в цепи высокого напряжения (их называют измерительными), для электросварки и других целей. Трансформаторы бывают однофазные и трехфазные, двух- и многообмоточные.

Принцип действия трансформатора.

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. Простейший трансформатор состоит из стального магнитопровода 2 (рис. 212) и двух расположенных на нем обмоток 1 и 3.

Рис. 212. Схема включения однофазного трансформатора

Обмотки выполнены из изолированного провода и электрически не связаны. К одной из обмоток подается электрическая энергия от источника переменного тока. Эту обмотку называют первичной. К другой обмотке, называемой вторичной, подключают потребители (непосредственно или через выпрямитель).

При подключении трансформатора к источнику переменного тока (электрической сети) в витках его первичной обмотки протекает переменный ток i1, образуя переменный магнитный поток Ф. Этот поток проходит по магнитопроводу трансформатора и, пронизывая витки первичной и вторичной обмоток, индуцирует в них переменные э. д. с. е1 и е2. Если к вторичной обмотке присоединен какой-либо приемник, то под действием э. д. с. е2 по ее цепи проходит ток i2.

Э. д. с, индуцированная в каждом витке первичной и вторичной обмоток трансформатора, согласно закону электромагнитной индукции зависит от магнитного потока, пронизывающего виток, и скорости его изменения. Магнитный поток каждого трансформатора является определенной величиной, зависящей от напряжения и частоты изменения переменного тока в источнике, к которому подключен трансформатор. Постоянна также и скорость изменения магнитного потока, она определяется частотой изменения переменного тока.

Следовательно, в каждом витке первичной и вторичной обмоток индуцируется одинаковая э. д.с. В результате этого отношение действующих значений э. д. с. Е1 и E2, индуцированных в первичной и вторичной обмотках трансформатора, будет равно отношению чисел витков N1 и N2 этих обмоток, т. е.

E1/E2 = N1/ N2.

Отношение э. д. с. Евн обмотки высшего напряжения к э. д. с. Eнн обмотки низшего напряжения (или отношение чисел их витков) называется коэффициентом трансформации,

n = Евн / Eнн = Kвн / Kнн.

Коэффициент трансформации всегда больше единицы. Если пренебречь падениями напряжения в первичной и вторичной обмотках трансформатора (в трансформаторах средней и большой мощности они не превышают обычно 2—5 % номинальных значений напряжений U1 и U2), то можно считать, что отношение напряжения U1 первичной обмотки к напряжению U2 вторичной обмотки приблизительно равно отношению чисел их витков, т. е.

U1/U2 ≈ N1/ N2

Таким образом, подбирая требуемое соотношение между числами витков первичной и вторичной обмоток, можно увеличивать или уменьшать напряжение на приемнике, подключенном к вторичной обмотке. Если необходимо на вторичной обмотке получить напряжение большее, чем подается на первичную, то применяют повышающие трансформаторы, у которых число витков во вторичной обмотке больше, чем в первичной.

В понижающих трансформаторах, наоборот, число витков вторичной обмотки меньше, чем в первичной.

Трансформатор не может осуществить преобразование напряжения постоянного тока. При подключении его первичной обмотки к сети постоянного тока в трансформаторе создается постоянный по величине и направлению магнитный поток, который не может индуцировать э. д. с. в первичной и вторичной обмотках. Поэтому не будет происходить передачи электрической энергии из первичной обмотки во вторичную.

При подключении первичной обмотки трансформатора к сети переменного тока через эту обмотку проходит некоторый ток, называемый током холостого хода. При включении нагрузки по вторичной обмотке трансформатора начинает проходить ток, при этом увеличивается и ток, проходящий по первичной обмотке.

Чем больше нагрузка трансформатора, т. е. электрическая мощность и ток i2, отдаваемые его вторичной обмоткой подключенным к ней приемникам, тем больше электрическая мощность и ток i1, поступающие из сети в первичную обмотку.

Ввиду того что потери мощности в трансформаторе обычно малы, можно приближенно принять, что мощности в первичной и вторичной обмотках одинаковы. В этом случае можно считать, что токи в обмотках трансформатора приблизительно обратно пропорциональны напряжениям: I1/I2 ≠ U2/U1 или что токи в обмотках трансформатора обратно пропорциональны числам витков первичной и вторичной обмоток: I1/I2 ≠ N2/N1.

Это означает, что в повышающем трансформаторе ток во вторичной обмотке меньше, чем в первичной (во столько раз, во сколько напряжение U2 больше напряжения U1), а в понижающем ток во вторичной обмотке больше, чем в первичной.

Поэтому в трансформаторах обмотки высшего напряжения выполняются из более тонких проводов, чем обмотки низшего напряжения.

Идеальный трансформатор

Идеальный трансформатор – трансформатор, в котором отсутствуют потери энергии. В таком трансформаторе энергия тока в первичной обмотке полностью преобразуется сначала в энергию магнитного поля, а далее – в энергию вторичной обмотки.

Конечно, такого трансформатора не существует в природе. Тем не менее, в случае, когда теплопотерями можно пренебречь, в расчетах удобно пользоваться формулой для идеального трансформатора, согласно которой мощности тока в первичной и вторичной обмотках равны.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Потери энергии в трансформаторе

Коэффициент полезного действия трансформаторов достаточно высок. Тем не менее, в обмотке и сердечнике происходят потери энергии, приводящие к тому, что температура при работе трансформатора повышается. Для трансформаторов небольшой мощности это не представляет проблемы, и все тепло уходит в окружающую среду – используется естественное воздушное охлаждение. Такие трансформаторы называют сухими.

В более мощных трансформаторах воздушного охлаждения оказывается недостаточно, и применяется охлаждение маслом. В этом случае трансформатор помещается в бак с минеральным маслом, через которое тепло передается стенкам бака и рассеивается в окружающую среду. В трансформаторах высоких мощностей дополнительно применяются выхлопные трубы – если масло закипает, образовавшимся газам нужен выход.

Конечно, трансформаторы не так просты, как может показаться на первый взгляд — ведь мы рассмотрели принцип действия трансформатора кратко. Контрольная по электротехнике с задачами на расчет трансформатора внезапно может стать настоящей проблемой. Специальный студенческий сервис всегда готов оказать помощь в решении любых проблем с учебой! Обращайтесь в Zaochnik и учитесь легко!

Что такое силовой трансформатор

На замкнутый сердечник (магнитопровод), набранный из стальных листов, надевают две или больше, обмоток, одна из которых соединяется с источником переменного тока. Другая (или другие) обмотка соединяется с потребителем электрического тока – нагрузкой. Переменный ток, проходящий по первичной обмотке, создает в стальном сердечнике магнитный поток, который наводит в каждом витке обмотки – катушки переменное напряжение. Напряжения всех витков складываются в выходное напряжение трансформатора. Форма сердечника – магнитопровода, может быть Ш – образной, О – образной и тороидальной, в виде тора. Таким образом в силовом трансформаторе электрическая мощность из первичной обмотки передается во вторичную обмотку через магнитный поток в магнитопроводе.

Будет интересно➡ Что такое разделительные трансформаторы

Потребителей электрической энергии очень много: электрическое освещение, электронагреватели, радио и теле аппаратура, электродвигатели и многое другое. И все эти приборы требуют различные напряжения (переменные и постоянные) и разные мощности. Проблема эта легко решается с помощью трансформатора. Из бытовой сети с переменным напряжением 220 вольт можно получить переменное напряжение любой величины и , если необходимо, преобразовать его в постоянное напряжение.

Коэффициент полезного действия трансформатора довольно велик, от 0,9 до 0,98 и зависит от потерь в магнитопроводе и от магнитных полей рассеяния. От величины электрической мощности Р зависит площадь поперечного сечения магнитопровода S. По значению площади S определяется, при расчетах трансформатора, количество витков w на 1 вольт:

w = 50 / S.

Мощность трансформатора Рс выбирается из требуемой величины нагрузки Рн плюс величина потерь в сердечнике.

При расчете трансформатора с определенной степенью точности можно считать, что мощность нагрузки во вторичной обмотке Pн = Uн * Iн и мощность потребляемая из сети в первичной обмотке Pc = Uc * Ic приблизительно равны. Если потерями в сердечнике пренебречь, то получается равенство: k = Uс / Uн = Iн / Iс.

Трансформаторы и их применение/

Устройство сварочного трансформатора, виды трансформаторов

Сварочный трансформатор — это устройство, предназначенное для преобразования тока из электросети в ток, пригодный для сварки. Он понижает напряжение сети до нескольких вольт, а ток, соответственно, возрастает и может достигать тысячи ампер и больше. В этой статье мы рассмотрим устройство сварочного трансформатора и выявим разновидности таких агрегатов.

• Конструкция сварочного трансформатора
• Классификация сварочных трансформаторов

Конструкция сварочного трансформатора

В основе устройства лежит понижающий трансформатор, запитываемый от внешнего источника электроэнергии. Кроме него, конструкция подразумевает наличие дополнительных приспособлений для получения необходимых характеристик тока, управления током и защиты устройства от коротких замыканий. Как правило, в цепь включается отдельная дроссельная катушка.

Принцип работы сварочного трансформатора — преобразование внешнего напряжения (220 или 380В) в более низкое — в режиме холостого хода оно составляет около шестидесяти вольт.

Примерная схема агрегата с дросселем такова: первичная и вторичная катушки намотаны на одном металлическом сердечнике. Дроссель подключается после вторичной обмотки устройства, при этом его исполнение позволяет регулировать характеристики тока за счет изменения воздушного зазора — для этого предусмотрен регулировочный винт. Регулировка тока возможна и с использованием других способов, как правило, используется движение подвижных обмоток (неподвижной в таких конструкциях является первичная обмотка, подключенная к электрической сети) и регулировочного винта.

Возникновение электрической дуги (начало процесса сварки) ведет к снижению значения тока, что снижает ЭДС самоиндукции дросселя и приводит к возникновению рабочего напряжения, обеспечивающего устойчивое горение дуги. Это напряжение ниже, чем напряжение холостого хода.

В целом схема сварочного трансформатора подразумевает наличие следующих элементов:

• Центральная часть конструкции – магнитопровод (сердечник), изготавливаемый обыкновенно из нескольких стальных пластин, гальванически разъединенных друг с другом. Самодельные сердечники для сварки изготавливаются из электротехнической стали, берущейся из «донорской» техники.
• На сердечнике размещены обмотки из изолированного провода соответствующей длины и сечения, число витков напрямую влияет на характеристики устройства. Первичная обмотка в такой конструкции всегда одна.
• Для регулировки тока используются различные решения – подвижные обмотки и т.д.
• Для защиты агрегата от повреждений он помещается в корпус;
• Дополнительные элементы, такие, как вентиляция, колеса и ручки для удобной транспортировки тяжелых агрегатов.

к меню ↑

Классификация сварочных трансформаторов

Агрегаты для сварки можно классифицировать следующими способами:

• По фазности: однофазные, трехфазные;
• По конструкции: с регулировкой напряжения переключением обмоток, посредством дросселя насыщения или посредством магнитного рассеяния;
• По количество обслуживаемых мест.

Помимо этого, конструкции различаются такими характеристиками, как коэффициент мощности, вторичное и первичное напряжение, мощность и пределы регулирования тока. Существует достаточно большое количество моделей агрегатов для сварки, что позволяет подбирать оптимальный вариант под любые задачи.

Устройства с регулировкой посредством магнитного рассеивания состоят из двух частей – понижающего блока и регулирующего напряжение дросселя.

Устройства с увеличенным магнитным рассеиванием несколько более сложны по конструкции – в них входят несколько подвижных обмоток, конденсатор или импульсный стабилизатор и некоторые другие элементы.

Стоит упомянуть и о сравнительно новом типе агрегатов для сварки – тиристорных моделях. В них включается силовой блок и тиристорный фазорегулятор, позволяющий достичь меньшего веса по сравнению с другими видами конструкций.

Заключение

Мы рассмотрели устройство агрегатов для сварки и различные варианты их конструкции. Как видите, схема сварочного трансформатора не очень сложная, и такой агрегат легко изготовить даже самостоятельно, а различные варианты изготовления таких агрегатов позволяют подобрать оптимальный метод под каждую ситуацию и каждый сварочный процесс. Надеемся, эта информация будет полезной для вас.

Похожие статьи

Как работают электрические трансформаторы?

Как работают электрические трансформаторы? – Объясните этот материал Реклама

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 23 августа 2021 г.

Мощные линии электропередач, которые пересекаются наша сельская местность или невидимые под городскими улицами несут электричество при очень высоких напряжениях от питания растения в наши дома. Нет ничего необычного в том, что линия электропередач оценивается от 300 000 до 750 000 вольт, а некоторые линии работают при еще более высоких напряжениях.[1] Но приборы в наших домах используют напряжение в тысячи раз меньшее — обычно от 110 до 250 вольт. Если вы попытались запитать тостер или телевизор от опоры электропередач, это бы мгновенно взорваться! (Даже не думай пытаться, потому что электричество в воздушных линиях почти наверняка вас убьет. ) быть каким-то способом уменьшить электроэнергию высокого напряжения от электростанций до электричество более низкого напряжения, используемое фабриками, офисами и домами. Часть оборудования, которая делает это, гудит электромагнитными волнами. энергия, как она идет, называется трансформатором.Давайте подробнее рассмотрим, как это работает!

Фото: Взрыв из прошлого: трансформатор странной формы на плотине Чикамауга недалеко от Чаттануги, штат Теннесси. Снято в 1942 году Альфредом Т. Палмером, Управление военного управления, любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Почему мы используем высокое напряжение?

Ваш первый вопрос, вероятно, таков: если наши дома и офисы с помощью копировальных аппаратов, компьютеры, стиральные машины и электробритвы напряжением 110–250 вольт, почему электростанции просто не передают электричество при таком напряжении? Почему они используют такие высокие напряжения? К Объясните это, нам нужно немного знать о том, как распространяется электричество.

Как электричество течет по металлу провод, электроны, которые несут его энергию покачиваться сквозь металлическую конструкцию, ударяясь и разбиваясь о обычно тратит энергию, как неуправляемый школьники бегут по коридору. Вот почему провода нагреваются, когда через них проходит электричество (что очень полезно в электрических тостерах и других приборы, использующие нагревательные элементы). Оказывается, что чем выше напряжение электричества, которое вы используете, и чем ниже ток, тем меньше энергии тратится впустую.Таким образом, электричество, которое приходит от электростанций передается по проводам под чрезвычайно высоким напряжением к экономить энергию.

Фото: Спуск: Эта старая подстанция (понижающий электрический трансформатор) снабжает энергией маленькую английскую деревушку, где я живу. Его высота составляет около 1,5 м (5 футов), и его работа заключается в преобразовании нескольких тысяч вольт входящего электричества в сотни вольт, которые мы используем в наших домах.

Но есть и другая причина. Промышленные предприятия имеют огромный завод машины, которые намного больше и более энергоемки, чем все, что вы иметь дома.Энергия, используемая прибором, напрямую связана (пропорциональна) к напряжению, которое он использует. Таким образом, вместо того, чтобы работать от 110–250 вольт, энергоемкие машины могут использовать 10 000–30 000 вольт. Небольшим фабрикам и механическим цехам может потребоваться питания 400 вольт или около того. Другими словами, разное электричество. пользователям нужны разные напряжения. Имеет смысл грузить высоковольтные электричество от электростанции, а затем преобразовать его в более низкие напряжения, когда он достигает различных пунктов назначения. (Даже при этом централизованные электростанции еще очень неэффективны.Около двух третей энергии, поступающей на электростанцию, в виде сырого топлива, тратится на самом заводе и по дороге домой.)

На фото: Изготовление больших электрических трансформаторов на заводе Westinghouse во время Второй мировой войны. Фото Альфреда Т. Палмера, Управление военного управления, предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Рекламные ссылки

Как работает трансформатор?

Трансформатор основан на очень простом факте об электричестве: когда По проводнику течет переменный электрический ток, который создает магнитное поле. поле (невидимый образец магнетизма) или «магнитный поток» все вокруг него.Сила магнетизма (которая имеет скорее техническое название плотности магнитного потока) непосредственно связанный с величина электрического тока. Таким образом, чем больше ток, тем сильнее магнитное поле. А теперь еще один интересный факт о электричество тоже. Когда магнитное поле колеблется вокруг куска провода, он генерирует электрический ток в проводе. Итак, если мы положим второй виток провода рядом с первым, и отправить колеблющийся электрический ток в первую катушку, мы создадим электрическую ток во втором проводе.Ток в первой катушке обычно называется первичным током и током во втором проводе это (сюрприз, сюрприз) вторичный ток. Что мы сделали вот пропускают электрический ток через пустое пространство от одного витка провод к другому. Это называется электромагнитным индукции, потому что ток в первой катушке вызывает (или «индуцирует») ток во второй катушке. Мы можем более эффективно передавать электрическую энергию от одной катушки к другой. другой, обернув их вокруг прутка из мягкого железа (иногда называемого сердечником):

Чтобы сделать катушку из проволоки, мы просто скручиваем проволоку в петли или («повороты», как любят их называть физики).Если вторая катушка имеет то же число витков, что и первая катушка, электрический ток в вторая катушка будет практически такого же размера, как и в первой катушка. Но (и вот в чем умная часть), если у нас будет больше или меньше ходов во второй катушке мы можем сделать вторичный ток и напряжение больше или меньше первичного тока и напряжения.

Важно отметить, что этот трюк работает, только если электрический ток каким-то образом колеблется. Другими словами, у вас есть использовать тип постоянно реверсивного электричества, называемого переменным тока (AC) с трансформатором.Трансформаторы не работают с постоянным током (DC), где постоянный ток постоянно течет в одном и том же месте. направление.

Понижающие трансформаторы

Если в первой катушке больше витков, чем во второй, вторичная напряжение меньше, чем первичное напряжение:

Это называется понижающим трансформатор. Если вторая катушка имеет половину столько витков, сколько в первой катушке, вторичное напряжение будет вдвое меньше размер первичного напряжения; если во второй катушке в 10 раз меньше оборотов, он имеет одну десятую напряжения.Всего:

Вторичное напряжение ÷ Первичное напряжение = количество витков вторичной обмотки ÷ количество витков в начальной школе

Ток трансформируется наоборот — увеличивается в размерах — в понижающий трансформатор:

Вторичный ток ÷ Первичный ток = Количество витков в первичный ÷ Количество витков во вторичном

Итак, понижающий трансформатор со 100 витками в первичной и 10 катушки во вторичной обмотке уменьшат напряжение в 10 раз, но умножьте ток на коэффициент 10 одновременно. Сила в электрический ток равен произведению силы тока на напряжение (Вт = вольт х ампер – это один из способов запомнить это), чтобы вы могли видеть мощность в вторичная катушка теоретически такая же, как мощность в первичная катушка. (В действительности происходит некоторая потеря мощности между первичный и вторичный, потому что часть «магнитного потока» просачивается сердечника, часть энергии теряется из-за нагрева сердечника и т. д.)

Повышающие трансформаторы

Перевернув ситуацию, мы можем сделать шаг вперед трансформатор, повышающий низкое напряжение в высокое:

На этот раз у нас больше витков на вторичке катушка, чем первичная.Это все еще правда, что:

Вторичное напряжение ÷ Первичное напряжение = Количество витков в вторичная ÷ количество витков в первичной

и

Вторичный ток ÷ Первичный ток = Количество витков в первичный ÷ Количество витков во вторичном

В повышающем трансформаторе во вторичной обмотке используется больше витков, чем в первичный, чтобы получить большее вторичное напряжение и меньшее вторичное Текущий.

Рассматривая как понижающие, так и повышающие трансформаторы, можно увидеть, что общее правило катушка с наибольшим количеством витков имеет самое высокое напряжение, а катушка с наименьшим количеством витков имеет самый высокий ток.

Трансформаторы в вашем доме

Фото: Типовые бытовые трансформаторы. Против часовой стрелки сверху слева: трансформатор модема, белый трансформатор в iPod. зарядное устройство и зарядное устройство для мобильного телефона.

Как мы уже видели, в городах много огромных трансформеров. и городов, где высоковольтная электроэнергия от входящих линий электропередач преобразуется в низковольтные. Но трансформеров много. ваш дом также. Крупные электроприборы, такие как стиральные и посудомоечные машины, используют относительно высокое напряжение. 110–240 вольт, но электронные устройства, такие как портативные компьютеры и зарядные устройства для MP3-плееров и мобильных телефонов, потребляют относительно мало напряжения: ноутбуку требуется около 15 вольт, зарядному устройству iPod требуется 12 вольт. вольт, а мобильному телефону обычно требуется менее 6 вольт, когда вы зарядить его аккумулятор.Таким образом, электронные устройства, подобные этим, имеют небольшие встроенные в них трансформаторы (часто монтируются в конце силовой свинец) для преобразования внутренней сети 110–240 вольт. питания в меньшее напряжение, которое они могут использовать. Если вы когда-нибудь задумывались, почему такие вещи, как мобильные телефоны, имеют эти большие толстые шнуры питания, это потому, что они содержат трансформаторы!

Фотографии: электрическая зубная щетка стоит на зарядном устройстве. Аккумулятор в щетке заряжается индукционно: между пластиковой щеткой и пластиковым зарядным устройством в основании нет прямого электрического контакта.Индукционное зарядное устройство представляет собой особый вид трансформатора, разделенного на две части: одну в основании и одну в щетке. Невидимое магнитное поле связывает две части трансформатора вместе.

Индукционные зарядные устройства

Многие бытовые трансформаторы (например, те, что используются в iPod и мобильных телефонов) предназначены для подзарядки аккумуляторов. Вы можете увидеть, как именно они работают: электричество течет в трансформатор от электрической розетки на вашей стене, получает преобразуется в более низкое напряжение и течет в батарею в вашем Айпад или телефон.Но что происходит с чем-то вроде электрической зубной щетки, у которой нет кабель питания? Он заряжается немного другим типом трансформатор, одна из катушек которого находится в основании щетки, а другой в зарядном устройстве, на котором стоит щетка. Вы можете узнать как работают такие трансформаторы в нашей статье про индукционные зарядные устройства.

Трансформаторы на практике

Если у вас дома есть такие трансформаторные зарядные устройства (обычные или индукционные), вы заметите, что они нагреваются после того, как поработают какое-то время.Поскольку все трансформаторы производят определенное количество отработанного тепла, ни один из них не является абсолютно эффективным: вторичная обмотка производит меньше электроэнергии, чем мы подаем в первичную, и большая часть разницы приходится на отработанное тепло. На небольшом домашнем зарядном устройстве для мобильного телефона потери тепла довольно минимальны (меньше, чем у старомодной лампы накаливания), и обычно не о чем беспокоиться. Но чем больше трансформатор, тем больше ток, который он пропускает, и тем больше тепла он производит.Для трансформатора подстанции, такого как тот, что на нашей фотографии вверху, шириной примерно с небольшой автомобиль, отработанное тепло может быть очень значительным: оно может повредить изоляцию трансформатора, серьезно сократить срок его службы и сделать его гораздо менее надежным ( не будем забывать, что сотни или даже тысячи людей могут зависеть от мощности одного трансформатора, который должен надежно работать не только изо дня в день, но и из года в год). Поэтому вероятное повышение температуры трансформатора во время работы является очень важным фактором при его конструкции.Типичная «нагрузка» (насколько интенсивно он используется), сезонный диапазон наружных (окружающих) температур и даже высота над уровнем моря (которая снижает плотность воздуха и, следовательно, насколько эффективно он что-то охлаждает) — все это необходимо принять во внимание, чтобы выяснить, насколько эффективно будет работать наружный трансформатор.

На практике большинство крупных трансформаторов имеют встроенные системы охлаждения, в которых используется воздух, жидкость (масло или вода) или и то, и другое для отвода отработанного тепла. Обычно основная часть трансформатора (сердечник, первичная и вторичная обмотки) погружается в масляный бак с теплообменником, насос и охлаждающие ребра.Горячее масло перекачивается из верхней части трансформатора через теплообменник (который охлаждает его) и обратно в нижнюю часть, готовое к повторению цикла. Иногда масло перемещается по контуру охлаждения только за счет конвекции без использования отдельного насоса. Некоторые трансформаторы имеют электрические вентиляторы, которые продувают воздух мимо охлаждающих ребер теплообменника для более эффективного отвода тепла.

Работа: Большие трансформаторы имеют встроенную систему охлаждения. В этом случае сердечник и катушка трансформатора (красные) находятся внутри большого масляного бака (серого).Горячее масло, отбираемое из верхней части резервуара, циркулирует через один или несколько теплообменников, которые рассеивают отработанное тепло с помощью охлаждающих ребер (зеленые), прежде чем масло возвращается в тот же резервуар внизу. Иллюстрация из патента США 4,413,674: Структура охлаждения трансформатора, автор Randall N. Avery et al., Westinghouse Electric Corp., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Что такое твердотельные трансформаторы?

Из вышеизложенного вы поняли, что трансформаторы могут быть очень большими, очень неуклюжими, а иногда и очень неэффективными.Начиная с середины 20 века, всевозможные ловкие электрические трюки, которые раньше выполнялись большими (а иногда и механическими) вместо этого компоненты были сделаны в электронном виде с использованием так называемой «твердотельной» технологии. Так, например, поменяны местами переключающее и усилительное реле. для транзисторов, в то время как магнитные жесткие диски все чаще заменяются флэш-памятью (в таких вещах, как твердотельные накопители, твердотельные накопители и USB-накопители).

В течение последних нескольких десятилетий инженеры-электронщики работали над созданием так называемых твердотельных трансформаторов (ТПТ). По сути, это компактные, мощные, высокочастотные полупроводниковые схемы, повышающие или понижающие напряжения с большей надежностью и эффективность по сравнению с традиционными трансформаторами; они также гораздо более управляемы, так что больше реагировать на изменения спроса и предложения. «Умные сети» (будущие системы электропередачи, питаемые от прерывистых источников энергии). возобновляемые источники энергии, такие как ветряные турбины и солнечные фермы), поэтому будут основным приложением. Несмотря на огромный интерес, SST технология остается относительно малоиспользуемой до сих пор, но она, вероятно, будет самая захватывающая область проектирования трансформаторов в будущем.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

Книги

Для читателей постарше

• Трансформаторы Дизайн и применение Роберта М. Дель Веккио и др. CRC Press, 2018. Подробное руководство по силовым трансформаторам.
• Справочник по проектированию трансформаторов и индукторов полковника Уильяма Т. Маклаймана. CRC Press, 2011. Подробное практическое руководство по проектированию электрических машин с использованием индуктивности.
• Электрические трансформаторы и силовое оборудование Энтони Дж. Пансини. Fairmont Press, 1999. Объясняет теорию, конструкцию, установку и техническое обслуживание трансформаторов и различных типов трансформаторов, прежде чем перейти к соответствующим силовым устройствам, таким как автоматические выключатели, предохранители и защитные реле.
• «Трансформаторы и моторы» Джорджа Патрика Шульца. Newnes, 1997. Эта книга имеет гораздо более практический, практический характер, чем некоторые другие книги, перечисленные здесь; он предназначен больше для электриков и людей, которым приходится работать с трансформаторами, чем для тех, кто хочет их проектировать.

Более общие книги для младших читателей

• DK Свидетель: Электричество Стива Паркера. Дорлинг Киндерсли, 2005 г. Исторический взгляд на электричество и то, как люди применяют его на практике.
• Сила и энергия Криса Вудфорда. Facts on File, 2004. В одной из моих собственных книг описывается, как люди использовали энергию (включая электричество) на протяжении всей истории.

Патенты

Имеются сотни патентов на электрические трансформаторы различных типов.Вот несколько особенно интересных (ранних) из базы данных Бюро патентов и товарных знаков США:

• Патент США 351,589: Система распределения электроэнергии Люсьена Голара и Джона Гиббса, 26 октября 1886 г. Голар и Гиббс описывают, как можно использовать трансформаторы для повышения и понижения напряжения для эффективного распределения электроэнергии – основы современного электроснабжения. системы во всем мире.
• Патент США 433702: Электрический трансформатор или индукционное устройство Николы Теслы, 5 августа 1890 г.Тесла описывает фазосдвигающий трансформатор (тот, который может создавать разность фаз между первичным и вторичным токами).
• Патент США 497,113: Трансформаторный двигатель Отто Титуса Блати, 9 мая 1893 г. Комбинированный трансформатор и двигатель, произведенные одним из изобретателей трансформатора.
• Патент США 1422653: Электрический трансформатор для регулирования или изменения напряжения подаваемого от него тока Эдмунд Берри, 11 июля 1922 г. Трансформатор с циферблатом, позволяющим регулировать выходное напряжение.

Новостные статьи

• Трансформеры: супергерои электрических изобретений Вацлава Смила. IEEE Спектр. 25 июля 2017 г. На планете миллиарды трансформеров — в вашем смартфоне, ноутбуке, зубной щетке и где угодно; не пора ли нам ценить их немного больше? Включает горшечную историю.
Интеллектуальные трансформаторы
• сделают электросети чище и гибче, Субхашиш Бхаттачарья, IEEE Spectrum, 29 июня 2017 г. Взгляд в будущее, основанное на твердотельных трансформаторах.
• Упражнение по замене трансформеров Crucial (не голливудского типа) Мэтью Л. Уолда. Нью-Йорк Таймс. 14 марта 2012 г. Если трансформаторы являются важной частью энергосистемы, как их можно удалить во время технического обслуживания или отказа компонентов?
• Next for the Grid: Solid State Transformers, Майкл Канеллос, Green Tech Media, 15 марта 2011 г. Обзор того, как твердотельные трансформаторы могут революционизировать наши электрические сети.

Каталожные номера

1. ↑   Напряжение передачи варьируется от страны к стране в зависимости от расстояния, на которое необходимо передать электроэнергию, но обычно составляет примерно 45 000–750 000 вольт. (45–750 кВ).Однако некоторые междугородние линии работают при напряжении более 1 миллиона вольт (1 000 000 вольт или 1000 кв). См. «Технологии защиты систем передачи переменного тока сверхвысокого напряжения» Bin Li et al. Эльзевир, 2020, стр. 1–5. Высоковольтные линии относятся к классу 45–300 кВ; диапазон сверхвысоких напряжений от 300 кВ до 750 кВ; и сверхвысокие напряжения, как правило, выше 800 кВ, в соответствии с «Воздушные линии электропередач: планирование, проектирование, строительство» Фридриха Кисслинга и др. , Спрингер, 2003/2014, стр. 6.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторское право на текст © Chris Woodford 2007, 2021. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней своим друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис.(2007/2021) Электрические трансформаторы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/transformers. html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте…

Bob’s Devices CineMag Sky 20 MC Step Up Transformer (1:10/1:20 RCA)

Описание

Доступен как переключаемый или непереключаемый.

Усильте свой картридж MC с помощью повышающего преобразователя MC Phono Step-Up Transformer с естественным звучанием от Bob’s Devices!

Повышающие трансформаторы Bob’s Devices MC изготавливаются вручную по заказу и готовы к отправке примерно через 1-2 недели!

Будет ли это работать с моим картриджем MC? Мы можем ответить на это! Просто дайте нам знать, какой картридж и фонокорректор у вас есть, а мы сделаем все остальное! Напишите или позвоните нам сегодня по адресу: sales@elusivedisc.ком или 800-782-3472.

Созданный вручную повышающий трансформатор CineMag Sky 20 MC (SUT) состоит из новых трансформаторов CineMag SKY (синяя версия) и позолоченной фурнитуры в отполированном вручную корпусе из литого алюминия с черным порошковым покрытием. Все надписи выгравированы лазером и включены представляет собой переключаемую конструкцию премиум-класса, контактные переключатели C&K Brand Silver с высокого на низкий коэффициент усиления, роскошные позолоченные разъемы RCA и заземление / подъем.

Рекомендуемый коэффициент повышения, основанный на внутреннем импедансе и выходном напряжении картриджа

Напряжение (мВ)	0.1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,35	0,4	0,45	0,5	0,55	0,6	0,65	0,7
Внутренний импеданс (Ом)
5	40	40	40 30	30	20	20	20	15	15	15 10	15 10	10	10
10	40	40	30	20	20	20	20 15	15	15	15 10	10	10	10
15	40	40 30	30 20	20	20	20	15	15	15	15 10	10	10	10
20	40	30	30 20	20	20	20 15	15	15	15	15 10	10	10	10
25		30	30 20	20	20	15	15	15	15	10	10	10	10
30		30	30 20	20	20 15	15	15	15	15 10	10	10	10	10
35		30	30 20	20 15	20 15	15	15	15	15 10	10	10	10	10
40		30	30 20	20 15	20 15	15	15	15 10	15 10	10	10	10	10
45			30 20	20 15	15	15	15	15 10	15 10	10	10	10	10

Эта диаграмма (основанная на использовании входов MM с настройкой импеданса 47 кОм на фонокорректоре) не является точной для картриджей Denon.

Примечание: Если указаны 2 цифры, можно использовать любую из них.

Зачем покупать повышающий трансформатор вместо фонокорректора с высоким коэффициентом усиления? Потому что, за некоторыми исключениями, трансформеры предлагают лучший звук, обеспечивая больше драматизма, больше цвета и, особенно, большее ощущение и воздействие. — Арт Дадли, Stereophile.com, февраль 2017 г.

CineMag Sky SUT отличается недавно разработанными сверхвысококачественными пластинами, меньшей индуктивностью и превосходным звуком! Трансформаторы для CineMag Sky SUT были специально разработаны и протестированы с несколькими маломощными картриджами с подвижной катушкой.Это очень сложные трансформаторы для изготовления и требуют точного производственного процесса, который может сделать только Дэвид Герен из CineMag. В отличие от 1131, SKY имеет специально разработанные пластины, а индуктивность SKY еще ниже. Кроме того, пропускная способность продлевается немного дальше.

Эти специально разработанные трансформаторы предназначены для подключения картриджа с подвижной катушкой (на проигрывателе) к предусилителю фонокорректора, входу фонокорректора ресивера или входу фонокорректора вашего предусилителя.SKY 20 можно переключать на 1:10 (20 дБ) или 1:20 (26 дБ).

Самое главное, конечно, вот в чем: если у вас есть Ortofon SPU или аналогичный маломощный MC-картридж, и вы ищете гигантского убийцу повышающего трансформатора, это может быть продукт, которого вы ждали. за. Bob’s Devices Sky 40 не заставит серьезных фонофилов забыть о Hommage T1 — или Audio Note AN-S8, или Western Electric 618B, или любом другом трансформаторе, который может претендовать на звание лучшего — но это даст любителям с менее экстравагантными средствами шанс получить еще больше удовольствия от своих любимых пластинок.— Арт Дадли, Stereophile.com, февраль 2017 г.

Слушая Cinemag Sky 30, я отчетливо осознавал, что это устройство не является эмоциональным инструментом. Это, скорее, прозрачный, аналитический и музыкальный инструмент, раскрывающий огромное количество информации в деталях записи. Cinemag Sky 30 необычайно хорош в раскрытии звуковой сцены и размещении инструментов в этом пространстве с четким ощущением воздуха вокруг них. Изображение, поиск деталей, интимность, разрешение — все качества, которыми Cinemag Sky 30 обладает в пиках.Имея несколько версий (Sky 20 и 30), он предлагает универсальность для использования со многими различными картриджами и фонокорректорами… Я очень рекомендую Bob’s Devices Cinemag Sky 30, если у вас есть бюджет, чтобы разместить его в рамках ваших общих финансовых ассигнований. — Эбен Филд, Wallofsound.ca, ноябрь 2015 г.

Строительные технологии

Все соединения спаяны сопротивлением с использованием системы American Beauty, которая позволяет избежать теплового повреждения тонкой изоляции тонких проводов трансформаторов. Испытательное оборудование имеет очень низкий ток, чтобы избежать насыщения сердечники трансформатора. Вы можете рассчитывать на первоклассный современный продукт.

Этот блок включает в себя заземляющий штырь, который можно использовать для соединения заземления проигрывателя и предусилителя. Он также включает в себя переключатель заземления «подъем». Во всех режимах корпуса трансформаторов и экран Фарадея внутри трансформаторов соединены к винту заземления. В режиме «земля» минусовые стороны фоносистемы (минусовые стороны) подключаются к заземляющему наконечнику.Эта конфигурация хорошо работает для тех систем, где заземление проигрывателя подключено к отрицательным выводам, идущим от звукоснимателя или где отрицательные входы предусилителя внутренне соединены с землей. В режиме «лифт» ни один из проводников в гнездах RCA не подключен к корпусу, земле или экрану и отсутствует электрическая связь между каналами. Эта конструкция обеспечивает большую гибкость для смягчения контуров заземления независимо от конфигурации другого оборудования.

Характеристики

• Переключение на 1:10 (20 дБ) или 1:20 (26 дБ)
• Входные/выходные разъемы RCA

Специальное примечание: CineMag Sky 20 SUT доступен по специальному заказу с фиксированным соотношением (1:10 или 1:20) без переключателя по той же цене. Дополнительные разъемы XLR доступны на более крупном индивидуальном шасси без лазерной гравировки за дополнительные 350 долларов. Пожалуйста, свяжитесь с нами по адресу [email protected] или 800-782-3472.Пожалуйста, подождите 1-2 недели для выполнения заказа.

Что такое трансформатор и как он работает?

Трансформатор тока представляет собой устройство, которое «преобразовывает» или «понижает» входной ток на «первичной обмотке» в переменный ток равной пропорции на его «вторичной обмотке» или на выходе. Таким образом, трансформаторы тока могут преобразовывать потенциально опасный ток в более управляемый и простой в работе. Поскольку выходной ток пропорционален входному, он идеально подходит для контроля мощности, управления устройствами и т. д.потому что мы можем узнать, каков фактический ток на первичном проводнике, измерив соответствующий ток на вторичном выходе.

Трансформаторы тока True являются пассивными устройствами, что означает, что они не требуют внешнего питания. Скорее, они используют электромагнитные принципы для работы. Более конкретно, они обычно содержат многослойный сердечник из магнитного материала с малыми потерями. Далее на ламинированный сердечник наматывается проволока. Количество обмоток или «витков» обратно пропорционально требуемому току во вторичной обмотке, что выражается в следующем уравнении:

(Вторичный ток) = (Первичный ток) * (Число витков первичного проводника / Число витков вторичного проводника) .Мы сокращаем это как Is = Ip * (Np/Ns)

В большинстве случаев с трансформаторами тока для контроля мощности количество витков первичного проводника = 1, то есть проводник просто проходит через центральное отверстие трансформатора, поэтому в этой ситуации мы получаем:

Is = Ip * (1 / Ns) или Is = Ip / Ns .

Самый распространенный «настоящий» трансформатор тока, используемый для контроля и управления питанием, имеет выходной ток переменного тока 5 А, но также существуют и токи переменного тока 1 А.Сказав это, многие датчики тока, используемые сегодня, используют большое количество обмоток, что приводит к очень низкому выходному току. Многие отрасли предпочитают этот тип продукции, потому что с ним легче работать. Вместо этого они часто добавляют «нагрузочный» резистор во вторичную обмотку для создания напряжения. Напряжение определяется следующим уравнением:

Напряжение = Ток * Сопротивление, сокращенно В = I * R

Используя эту формулу, давайте придумаем гипотетический датчик тока.Допустим, мы хотим произвести 333 мВ, когда 1000 ампер «ощущаются» на первичном проводнике, который в нашем сценарии будет шиной, проходящей через центр. Если датчик тока имеет 7500 витков, мы ожидаем 1000/7500 ампер или 133 мА тока, если не существует нагрузочного резистора. Но в нашем случае нам нужно 333 мВ на выходе, поэтому мы можем разделить 333 мВ / 133 мА (или 0,333 В / 0,133 А), и мы обнаружим, что необходимый нагрузочный резистор должен быть 2,5 Ом. После такой нагрузки мы можем игнорировать выходную силу тока (в конце концов, она довольно мала) и рассматривать это устройство как «выходное напряжение».Поскольку выходной ток представляет собой переменный ток (AC), выходное напряжение также является переменным, сокращенно Vac.

Трансформаторы тока с выходом 1 А или 5 А нельзя оставлять разомкнутыми или эксплуатировать без нагрузки, когда ток течет по первичному проводнику. Вместо этого следует закоротить вторичные клеммы, чтобы избежать риска поражения электрическим током. Именно для этой цели существует устройство, называемое закорачивающим блоком. При установке трансформатора тока на 1 А или 5 А необходимо сначала закоротить вторичные клеммы (как правило, с помощью упомянутой закорачивающей колодки), а после того, как вторичные клеммы будут подключены к своей нагрузке, короткое замыкание (закорачивающая колодка) будет удалено.

Датчики тока

с выходным сигналом 333 мВ не подвержены этому риску, поскольку выходной ток чрезвычайно низок.

Датчики тока, которые изменяют тип выхода, называются датчиками тока. Гипотетический датчик тока, описанный ранее, правильнее всего было бы назвать преобразователем тока, однако его часто называют просто трансформатором тока, поскольку он работает по тем же основным принципам, что и трансформатор тока.

Батареи, цепи и трансформаторы – У.S. Управление энергетической информации (EIA)

Батареи производят электричество

Электрохимическая батарея производит электричество с помощью двух разных металлов в химическом веществе, называемом электролитом . Один конец батареи прикреплен к одному из металлов, а другой конец прикреплен к другому металлу. Химическая реакция между металлами и электролитом освобождает больше электронов в одном металле, чем в другом.

Источник: Адаптировано из проекта развития национального энергетического образования (общественное достояние)

Металл, который высвобождает больше электронов, развивает положительный заряд, а другой металл развивает отрицательный заряд. Если электрический проводник или провод соединяет один конец батареи с другим, электроны текут по проводу, чтобы сбалансировать электрический заряд.

Электрическая нагрузка — это устройство, которое использует электричество для выполнения работы или выполнения работы. Если вдоль провода разместить электрическую нагрузку, например лампочку накаливания, электричество может совершать работу, проходя по проводу и лампочке. Электроны текут от отрицательного конца батареи через провод и лампочку и обратно к положительному концу батареи.

Электричество ходит по цепям

Электричество должно иметь полный путь или электрическую цепь , прежде чем электроны смогут двигаться. Выключатель или кнопка включения на всех электрических устройствах замыкает (включает) или размыкает (выключает) электрическую цепь в устройстве. Включение или выключение света открывает цепь, и электроны не могут течь через свет. Включение света замыкает цепь, которая позволяет электричеству течь от одного электрического провода через лампочку, а затем по другому проводу.

Лампа накаливания излучает свет, когда электричество проходит через крошечный провод в лампочке, который сильно нагревается и светится. Лампа накаливания перегорает, когда крошечный провод внутри лампочки разрывается, что размыкает цепь.

Источник: Адаптировано из проекта развития национального энергетического образования (общественное достояние)

Трансформаторы помогают эффективно передавать электричество на большие расстояния

Чтобы решить проблему передачи электроэнергии на большие расстояния, Уильям Стэнли разработал устройство, названное трансформатором .Трансформатор изменяет напряжение электричества в проводнике или линии электропередач. Высоковольтные линии электропередач, такие как те, что висят между высокими металлическими башнями, передают электричество на большие расстояния туда, где оно необходимо. Электричество с более высоким напряжением более эффективно и дешевле для передачи электроэнергии на большие расстояния. Электричество с более низким напряжением безопаснее для использования в домах и на предприятиях. Трансформаторы увеличивают (повышают) или снижают (понижают) напряжение по мере того, как электричество поступает от электростанций в дома и на предприятия.

Последнее рассмотрение: 13 декабря 2021 г.

Противопожарная защита трансформатора | NFPA

В то время как супергерои и большие кассовые сборы могут думать о роботах, когда мы говорим о трансформаторах, на самом деле они являются гораздо более важным устройством, необходимым для передачи, распределения и использования электроэнергии переменного тока.

Что такое трансформаторы и для чего они?

В общих чертах трансформатор — это устройство, которое передает электрическую энергию из одной цепи переменного тока в другую, повышая или понижая напряжение.Это делается по нескольким причинам, но две основные цели заключаются в снижении напряжения обычных цепей питания для работы низковольтных устройств и повышении напряжения от электрогенераторов, чтобы можно было передавать электроэнергию на большие расстояния. Они используются в течение длительного времени и являются важной частью нашей электрической инфраструктуры. Самые обычные трансформаторы, которые люди часто видят, расположены на телефонных столбах.

Чем опасны трансформаторы?

Трансформаторы часто заливают маслом для изоляции, предотвращения образования электрической дуги и в качестве охлаждающей жидкости.Это масло похоже на минеральное масло и очень легко воспламеняется. Когда трансформатор выходит из строя, это может привести к сильному пожару и сильному взрыву (не стесняйтесь посмотреть одно из множества онлайн-видео о взрывающихся трансформаторах). Трансформаторы могут вмещать от нескольких галлонов до тысяч галлонов. Трансформаторы могут быть установлены в помещении или на открытом воздухе, но внутренние трансформаторы обычно не заполнены маслом, в то время как наружные трансформаторы часто заполнены.

Методы защиты трансформаторов с масляной изоляцией

Одними из основных соображений, касающихся противопожарной защиты трансформатора, являются противопожарные стены и перегородки, системы противопожарной защиты на водной основе, изоляция, дренаж и молниезащита.

Противопожарная стена и перегородка

В идеале мы хотим предотвратить возгорание трансформаторов, но в случае, если один из них загорится или взорвется, мы хотим ограничить ущерб и потенциальное распространение огня. Это можно сделать несколькими способами, наиболее распространенными из которых являются физическое разделение и противопожарные стены. NFPA 850, Рекомендуемая практика противопожарной защиты для электростанций и высоковольтных преобразовательных станций постоянного тока , рекомендует, чтобы трансформаторы с маслом более 500 галлонов (1900 л) были защищены противопожарной стеной, рассчитанной на 2 часа, которая выдвигается на 1 фут. (300 мм) по вертикали и 2 фута (600 мм) по горизонтали за пределами трансформатора.Вместо противопожарной стены рекомендуется физическое разделение на расстоянии от 5 до 25 футов (от 1,5 до 15 м) в зависимости от емкости масла трансформатора.

Системы противопожарной защиты

Стандарт

NFPA 15, для стационарных систем распыления воды для противопожарной защиты, содержит требования о том, как следует защищать трансформаторы с помощью системы распыления воды. Если требуется  0,25 гал/мин/фут ² [10,2 (л/мин)/м ² ] воды, которая должна сбрасываться на корпус самого трансформатора и 0.15 галлонов в минуту/фут ² [6,1 (л/мин)/м ² ] на окружающее пространство для защиты от внешнего воздействия. Подача воды для такой системы должна соответствовать расчетной скорости потока системы, а также 250 галлонов в минуту (946 л/мин) для шланга в течение 1 часа.

Еще одним важным элементом защиты является сдерживающая яма и дренажная система, помогающие удерживать пролитое трансформаторное масло или стоки из стационарной системы распыления воды. Если обозначена зона сдерживания, то противопожарная стена должна доходить как минимум до края этой зоны.

Поскольку молния является потенциальным источником воспламенения при пожаре трансформатора, необходимо также предусмотреть молниезащиту. Для получения дополнительной информации о том, как работает молниезащита, см. NFPA 780, Стандарт по установке систем молниезащиты .

Отказы трансформаторов могут быть чрезвычайно опасными, но при соблюдении правильных мер предосторожности пожары можно контролировать, чтобы ограничить ущерб окружающим компонентам, свести к минимуму время простоя предприятия и повысить выживаемость персонала предприятия.Планирование и проектирование безопасной установки трансформатора требует гораздо большего, но здесь рассматриваются основные концепции и идеи. Для получения дополнительной информации о рекомендациях по противопожарной защите для электростанций ознакомьтесь с NFPA 850, Рекомендуемая практика противопожарной защиты для электростанций и высоковольтных преобразовательных станций постоянного тока.

Почему предпочитают изолирующий трансформатор для чувствительного электронного оборудования?

Изолирующие трансформаторы

, как следует из названия, являются наиболее часто используемыми трансформаторами, которые изолируют цепь от переменного тока.Они могут использоваться для повышения и понижения напряжения в различных отраслях промышленности. Состоящие из двух отдельных обмоток с магнитным экраном между ними, эти трансформаторы изолируют различные участки электрических систем, чтобы предотвратить протекание тока, скачки мощности и нестабильность основного питания. Трансформаторы с гальванической развязкой спроектированы таким образом, чтобы блокировать передачу сигналов постоянного тока, но пропускают сигналы переменного тока из одной цепи в другую. Они могут быть настроены в соответствии с нагрузкой в ​​электрической системе с высоким сопротивлением изоляции, обеспечивая при этом электромагнитное и электростатическое экранирование.Это все? Нет, есть несколько вещей, которые вам нужно знать об этих трансформаторах. Прочтите этот пост, чтобы узнать больше

Причины для приобретения изолирующих трансформаторов

Как упоминалось ранее, эти трансформаторы представляют собой более интеллектуальные, простые и эффективные устройства, предназначенные для электрической изоляции двух цепей. Есть несколько других интересных функций/преимуществ, которые способствуют их огромной популярности и широкому признанию в различных отраслях.Некоторые из них перечислены ниже:

• Обеспечивают снижение скачков напряжения. Это позволяет электрическому оборудованию работать бесперебойно без риска повреждения из-за внезапных колебаний тока.
• Гарантируют оптимальную безопасность электрооборудования, так как предотвращают попадание в сеть всплесков и гармоник.
• Эти трансформаторы изолируют оборудование от шумной линии электропередачи и блокируют помехи, вызванные контурами заземления.
• Изолирующие трансформаторы сводят к минимуму электрические и электромагнитные помехи от других источников питания

Они чрезвычайно долговечны и содержат превосходные клеммы для проводов и соединений, гарантирующие безотказную работу в течение многих лет.

Где используются изолирующие трансформаторы?

Развязывающие трансформаторы, специально разработанные для обеспечения отделения оборудования от источника питания, находят свое применение в широком спектре промышленных, коммерческих и жилых объектов. Вот некоторые из основных ролей изолирующих трансформаторов:

• Создание локальной заземленной нейтрали
• Снижение гармонических токов
• Управление аномально высоким или низким напряжением сети
• Устранение контуров заземления

Таким образом, изолирующие трансформаторы используются в различных электронных устройствах, которые не могут напрямую работать с переменным током.Их можно настроить в соответствии с потребностями заказчика в схемах для приложений в:

• Компьютеры
• Измерительные устройства
• Электрические элементы управления
• Медицинское оборудование
• Промышленные электрические системы
• Коммерческое оборудование (аудио, радио и ЭЛТ)
• Лабораторное оборудование
• адаптеры питания для портативных компьютеров, сотовых телефонов
• Аналитические приборы
• Коммуникационное оборудование
• Станки с ЧПУ

Изолирующий трансформатор снижает потенциальный риск поражения электрическим током, поэтому зарекомендовал себя как отличный вариант для чувствительного электрооборудования. Хотели бы вы настроить эти трансформаторы так, чтобы они наилучшим образом соответствовали вашим электрическим схемам и системам? Сделайте это у производителя, который является специалистом в этой области. Custom Coils является одним из уважаемых производителей изолирующих трансформаторов, которые стремятся обеспечить полное проектирование, производство и доставку нестандартных изолирующих трансформаторов в соответствии с правильными спецификациями в кратчайшие сроки.

Почему предпочитают изолирующий трансформатор для чувствительного электронного оборудования? Последнее изменение: 23 июля 2019 г., автор: gt stepp

О gt stepp

GT Stepp – инженер-электрик с более чем 20-летним опытом работы, специалист в области исследований, оценки, тестирования и поддержки различных технологий.Посвященный успеху; включая сильные аналитические, организационные и технические навыки. В настоящее время работает менеджером по продажам и операциям в Custom Coils, разрабатывая стратегии продаж и маркетинга, которые увеличивают продажи, чтобы сделать Custom Coils более узнаваемыми и уважаемыми на рынке.

Краткая история трансформеров (не роботизированных)

Мне всегда не нравились преувеличенные заявления о неизбежных научных и технических прорывах, таких как недорогой термоядерный синтез, дешевые сверхзвуковые путешествия и терраформирование других планет.Но мне нравятся простые устройства, которые так много делают в фундаментальной работе современной цивилизации, особенно те, которые делают это скромно или даже незаметно.

Ни одно устройство не подходит под это описание лучше, чем трансформатор. Люди, не являющиеся инженерами, могут смутно осознавать, что такие устройства существуют, но они понятия не имеют, как они работают и насколько незаменимы в повседневной жизни. (Трансформатор – это устройство, которое передает электричество между двумя цепями при изменении напряжения, то есть «давления» мощности электрического тока.)

Теоретическая основа была заложена в начале 1830-х годов с независимым открытием электромагнитной индукции Майклом Фарадеем и Джозефом Генри. Они показали, что изменяющееся магнитное поле может индуцировать ток более высокого напряжения (так называемый «повышающий») или более низкого («понижающий»). Но потребовалось еще полвека, прежде чем Люсьен Голар, Джон Диксон Гиббс, Чарльз Браш и Себастьян Зиани де Ферранти смогли разработать первые полезные прототипы трансформаторов. Затем трио венгерских инженеров — Отто Блати, Микса Дери и Карой Циперновски — улучшили конструкцию, создав тороидальный трансформатор (в форме пончика), который они представили в 1885 году.

Уже на следующий год троица американских инженеров — Уильям Стэнли, Альберт Шмид и Оливер Б. Шалленбергер, работавшие на Джорджа Вестингауза, представила улучшенную конструкцию. Устройство вскоре приняло форму классического трансформатора Стэнли, который сохранился до сих пор: центральный железный сердечник, сделанный из тонких пластин из кремнистой стали, одна часть имеет форму буквы «Е», а другая — буквы «I», чтобы упростить его. чтобы вставить намотанные медные катушки на место.

В своем обращении к Американскому институту инженеров-электриков в 1912 году Стэнли справедливо восхищался тем, как устройство обеспечило «такое полное и простое решение сложной проблемы.Это так посрамляет все механические попытки регулирования. Он с такой легкостью, уверенностью и экономией справляется с огромными нагрузками энергии, которые мгновенно отдаются ему или отнимаются у него. Он такой надежный, сильный и уверенный. В этой смеси стали и меди экстраординарные силы так хорошо уравновешены, что о них почти не подозревают».

Крупнейшие современные воплощения этой прочной конструкции сделали возможным доставку электричества на большие расстояния. В 2018 году компания «Сименс» поставила первый из семи рекордных трансформаторов на 1100 киловольт, которые обеспечат электроснабжение нескольких китайских провинций, подключенных к высоковольтной линии постоянного тока протяженностью почти 3300 километров.

Огромное количество трансформаторов превзошло все, что Стэнли мог себе представить, благодаря взрыву портативных электронных устройств, которые необходимо заряжать.