Виды трансформаторов и их применение: Трансформаторы, их виды и применения.

Виды трансформаторов и их применение

В электротехнике постоянно требуется преобразование тока из одного состояния в другое. В этих процессах активно участвуют различные виды трансформаторов, представляющие собой электромагнитные статические устройства, без каких-либо подвижных частей. В основе их действия лежит электромагнитная индукция, посредством которой переменный ток одного напряжения преобразуется в переменный ток другого напряжения. При этом частота остается неизменной, а потери мощности совсем незначительные.

Содержание

Общее устройство и принцип работы

Каждый трансформатор оборудуется двумя или более обмотками, индуктивно связанными между собой. Они могут быть проволочными или ленточными, покрытыми изоляционным слоем. Обмотки наматываются на сердечник, он же магнитопровод, выполненный из мягких ферромагнитных материалов. При наличии одной обмотки, такое устройство называется автотрансформатором.

Принцип действия трансформатора довольно простой и понятный. На первичную обмотку устройства подается переменное напряжение, что приводит к течению в ней переменного тока. Этот переменный ток, в свою очередь, вызывает создание в магнитопроводе переменного магнитного потока. Под его воздействием в первичной и вторичной обмотках происходит наведение переменной электродвижущей силы (ЭДС). Когда вторичная обмотка замыкается на нагрузку, по ней также начинает течь переменный ток. Этот ток во вторичной системе отличается собственными параметрами. У него индивидуальные показатели тока и напряжения, количество фаз, частота и форма кривой напряжения.

Энергетические системы, осуществляющие передачу и распределение электроэнергии, пользуются силовыми трансформаторами. С помощью этих устройств изменяются величины переменного тока и напряжения. Однако частота, количество фаз, кривая тока или напряжения, остаются в неизменном виде.

В конструкцию простейшего силового трансформатора входит магнитопровод, изготавливаемый из ферромагнитных материалов, преимущественно из листовой электротехнической стали. На стержнях магнитопровода – сердечника располагаются первичная и вторичная обмотки. Первичная обмотка соединяется с источником переменного тока, а вторичная подключается к потребителю.

В силовых трансформаторах при протекании через витки обмотки также создается переменный магнитный поток, возникающий в магнитопроводе. Под его влиянием в обеих обмотках индуктируется ЭДС. Выходное напряжение может быть выше или ниже первоначального, в зависимости от того, какой тип трансформатора используется – повышающий или понижающий. Значение ЭДС в каждой обмотке различается в соответствии с количеством витков. Таким образом, если создать определенное соотношение витков в обмотках, можно создать трансформатор с требуемым отношением входного и выходного напряжений.

Типы трансформаторов

В соответствии со своими параметрами и характеристиками, все трансформаторы разделяются на следующие виды:

• По количеству фаз могут быть одно- или трехфазными.
• В соответствии с числом обмоток, трансформаторы бывают двух- или трехобмоточными, а также двух- или трехобмоточными с расщепленной обмоткой.
• По типу изоляции – сухие (С) и масляные (М) или с негорючим заполнением (Н).
• По видам охлаждения – с естественным масляным охлаждением (М), с масляным охлаждением и воздушным дутьем (Д), принудительная циркуляция масляного охлаждения (Ц), сухие трансформаторы с воздушным охлаждением (С). Кроме того, существуют устройства без расширителей, для защиты которых используется азотная подушка.

Условные обозначения трансформаторов

Каждый трансформатор имеет собственные условные обозначения, расшифровывающие основные технические характеристики и параметры устройства.

Буквенные символы обозначают следующее:

• А – конструкция автотрансформатора.
• О – однофазная модификация.
• Т – трехфазное устройство, с наличием или отсутствием расщепления обмоток.

В соответствии с системой охлаждения, трансформаторы маркируются следующим образом:

• Сухого типа: «С» — с естественным воздушным охлаждением, открытого исполнения; «СЗ» — то же самое, защищенного исполнения; «СГ» — то же самое, герметичного исполнения; «СД» — воздушное охлаждение с дутьем.
• Масляное охлаждение: «М» — естественное; «МЗ» — естественное, с защитной азотной подушкой без расширителя; «Д» — дутье и естественная циркуляция масла; «ДЦ» — дутье и принудительная циркуляция масла; «Ц» — масляно-водяное охлаждение и принудительная циркуляция масла.
• С использованием негорючего жидкого диэлектрика: «Н» и «НД» — естественное охлаждение и с применением дутья.

Существует множество других буквенных и цифровых обозначений. Правильно расшифровать их помогут специальные справочники и таблицы.

Масляные трансформаторы

Данный тип трансформаторов считается наиболее экономичным. Они лучше всего подходят для наружной установки. Внутри помещений они могут устанавливаться на уровне первого этажа, в специальных камерах с двумя наружными дверьми.

Эксплуатация масляных трансформаторов отличается специфическими особенностями. Они должны обязательно оборудоваться маслоприемными устройствами в виде ям или приямков, способных к сбору примерно 20-30% общего количества масла, залитого в трансформатор. Глубина таких ям должна быть не менее 1 м. Следует помнить, что масляные установки запрещается размещать в подвалах и на вторых этажах зданий.

Устройства с негорючим диэлектриком

Мощность таких установок составляет до 2500 кВА. Трансформаторы этого типа применяются в тех случаях, когда технические условия не допускают использования других устройств. Чаще всего это связано с условиями окружающей среды и недопустимостью открытой установки масляных трансформаторов.

Применение устройств с негорючим диэлектриком имеет серьезные ограничения в связи с высокой токсичностью совтола, используемого для охлаждения. Данная жидкость, обладая противопожарными и взрывобезопасными свойствами, может нанести серьезный вред человеческому организму, привести к раздражению носовых и глазных слизистых оболочек.

Основное преимущество этих устройств заключается в возможности их ввода в эксплуатацию без проведения предварительной ревизии. В процессе дальнейшей работы они не требуют обслуживания и ремонта.

Сухие трансформаторы

Максимальная мощность этих устройств также находится в пределах 2500 кВА. Они применяются в тех местах, где условия среды делают масляные трансформаторы пожароопасными, а трансформаторы с негорючей жидкостью – токсичными. Установка сухих трансформаторов производится в административные, общественные и другие здания, где возможно значительное скопление людей.

Рассматривая основные виды трансформаторов, следует отметить, что устройства сухого типа с небольшой мощностью могут размещаться внутри помещений и других закрытых местах. Это связано с тем, что им не требуются маслосборники и охлаждающая жидкость. Серьезным недостатком сухих трансформаторов считается наличие повышенного шума во время работы. Этот фактор нужно обязательно принимать во внимание при выборе места установки данных устройств.

Что такое трансформатор: виды, назначение, особенности применения

Что такое трансформатор? Существует достаточно четкое определение данного понятия, в которое включены главные технические характеристики. В ходе изучения профильной темы становится понятно, что трансформатор — это оборудование или агрегат энергостистемы. Без него невозможно организовать передачу энергии на большие дистанции, а еще сложнее в эпицентре организовать распределение импульса между приемниками, устройствами. А устройства могут быть усилительными, выпрямительными, сигнализационными. По стандарту, в комплектации трансформатора имеется более двух обмоток, задача которых преобразовывать переменный токопоток одного напряжения последовательно в переменный ток другого по наличию напряжения.

И такое преобразование стало возможным из-за магнитного поля трансформатора. И в каких технических условиях выполняется преобразование энергии, попробуем разобраться в статье.

Самая важная конструктивная особенность установки трансформатора состоит в его комплектовании из одной или нескольких катушек, но чаще всего их называют ленточными обмотками. Обычно они изготавливаются из специального ферромагнитного материала и наматываются на магнитопровод или сердечник. При этом обязательно применяются изоляционные материалы. И все эти элементы «объединяются» магнитным потоком.

В каких основных сферах деятельности используют трансформаторы: назовем главные области применения.

Главная задача трансформатора – это преобразовывать переменное напряжение. Фактически, это расширяет диапазон применения агрегата и его используют в следующих областях:

• Электроэнергетика
• Электроника
• Радиотехника.

Знатоки физики в ответе на данный вопрос могут разойтись во мнении, придерживаясь разных точек зрения, доказывая больший и меньший вклад европейских или отечественных ученых в создание трансформатора. Обязательно, многие упомянут Майкла Фарадея, которому приписывают открытие и трактовку электромагнитной индукции, которая проявляется при функционировании электротрансформатора. Еще в 1831 году Фарадею и Генри удалось создать прибор, имеющий схожие свойства с трансформатором, но при этом он еще не был способен менять ток и напряжение, иными словами в функционале отсутствовала возможность трансформировать переменный импульс тока.

Но самое главное, не надо забывать о важной исторической дате — 30 ноября 1876 года. Этот день считается Днем рождения трансформатора. А оформил патент на прогрессивное изобретение Павел Николаевич Яблочков. В 19 веке оборудование было простым, основывалось на простых конструктивных особенностях, когда использовался специальный стержень, а на него накладывались специальные обмотки. Трансформатор Яблочкова имел незамкнутый сердечник, а вот агрегаты с замкнутым сердечником появились чуть позже. А как же в современном мире? Как выполняется расшифровка работы трансформатора?

Взаимная индукция. Именно этот физический принцип лег в основу действия трансформатора. Он проявляется в слаженной работе первичной обмотки, которая по стандартной схеме подключена к источнику переменного тока агрегата. В системе беспрерывно протекает переменный ток, который провоцирует формирование магнитопотока в трансформаторе. Далее по цепочке действий уже начинает функционировать появившийся в системе магнитный поток. Он пронизывает витки вторичной внутренней обмотки, описываемого в статье агрегата, как следствие, начинает индуктировать, то есть вызывать электродвижущую силу. В технической литературе данная сила чаще всего обозначается аббревиатурой – ЭДС. А если представить наглядную ситуацию, что вторичная, имеющаяся в наличии, обмотка уже имеет контакт с каким-либо приемником энергии, например, светильником, лампой накаливания, то начинается подача тока к имеющемуся источнику.

Таким образом, обобщая выше обозначенное, можно утверждать, что электроэнергия происходит процесс трансформации в агрегате, стартуя из первичной сети во вторичную. В системе присутствует напряжение, которое импонирует приемнику энергии и специально рассчитано для эксплуатации в данной системе.

И если подробно разбирать вопрос, что такое трансформатор, то обязательно надо упомянуть наличие в агрегате стального магнитопровода, при помощи которого улучшается связь между первичной и вторичной обмотками. При этом все названные элементы изолированы друг от друга.

Первичная обмотка является частью сети источника электрической энергии, включенной в созданную систему.

Вторичная обмотка – это часть системы, от которой продуцируемая энергия передается к приемнику.

От разницы напряжения в первичных и, соответственно, вторичных обмоток всецело зависит классификация, по которой трансформаторы подразделяются на понижающие и повышающие. Соответственно, если первичная обмотка «слабее» вторичной, то тогда агрегат выполняет функцию повышения, наоборот, когда первичный элемент доминирует, то трансформатор работает на понижение импульса.

ВАЖНО ПОНИМАТЬ! Любой трансформатор способен выполнять попеременно и первую, и вторую функцию по понижению или повышению напряжения. И от того как они налажены, определяется сфера их применения. Обычно, повышающие трансформаторы нужны в таких системах, где электроэнергия раздается на большие расстояния, обслуживает достаточно широкое количество разнообразных объектов.

А понижающие трансформаторы нужны на этапе, когда идет распределение импульса между потребителями.

Еще определяют следующие виды узкоспециализированных обмоток, также обозначенных в теле данной статьи.

Во-первых, обмотка высшего напряжения. Она имеет общепринятое обозначение ВН, да и название говорит само за себя, то есть данной обмотке свойственно высшее напряжение.

Во-вторых, на противовес существует и обмотка низшего напряжения. По аналогии она также обозначается аббревиатурой – НН, и отличается тем, что обмотка функционирует в состоянии низкого напряжения.

А изучая техническую литературу, также можете задаться вопросом, из чего состоит трансформатор трехобмоточный. Оказывается, что у такой категории агрегатов имеются обмотки не только с достаточно высоким и, соответственно, низким напряжением, но и средним. Уточним обозначение аббревиатурой данной обмотки – СН. И это означает, что магнитопровод трехобмоточного трансформатора состоит из трех изолированных обязательно друг от друга обмоток. От одной из них трансформатор «питается», вместе с этим продуцирует два вида напряжения, которые способны электроэнергией две различные группы приемников.

Как выглядит обмотка трансформатора. Определим ее основные технические особенности

Обычно обмотка трансформатора имеет форму цилиндра. Основной материл изготовления – круглый медный изолированный провод или же медная шина прямоугольного сечения. Второй вариант используется, если оборудование рассчитано на работу с большим током.

И вот к избранному магнитопроводу цилиндрической формы плотно примыкает обмотка низкого, как положено по инструкции, напряжения. Изоляция обязательно используется. Ею является специальная прослойка, которая отделяет основной стержень от обмотки НН. Аналогичная изолирующая прокладка укладывается и между обмотками низкого, а также высокого напряжения.

Режимы работы трансформатора и его номинальные данные. Какую информацию надо знать об оборудовании

Каждый трансформатор имеет свой «паспорт». Он представлен в виде металлической таблички, прикрепленной на корпусе агрегата. Данный щиток монтирован на видном месте, поэтому не надо будет тратить время на его поиск. Вся информация нанесена методом гравировки, травлением или выбиванием, чтобы важная информация сохранилась на века. А что можно узнать по паспарту трансформатор тока? Во-первых, первоначально можно обратить внимание на марку завода-производителя, дату выпуска, чтобы оценить степень износа оборудования и его гарантийное использование. Во-вторых, всегда набивается заводской номер, как главный символ регистрации продукта и доказательство его оригинальности.

Чаще всего потребителей на информационном щитке интересуют три важных параметра:

• Тип и обозначение трансформатора.
• Номинальная мощность и напряжение.
• Число фаз.

Таким образом, монтированный на корпусе металлический щиток дает подробную информацию об оборудовании, просто ее надо профессионально считывать и применять трансформатор напряжения по назначению, учитывая все особенности вновь создаваемого энергетического проекта.

Для многих специалистов важно знать мощность каждой обмотки (а эта информация также указывается на щитке), чтобы выполнить правильно подключение и осознать потенциал оборудования. На период монтажа часто используется информация с «металлического паспорта», потому что там обязательно обозначена схема соединения обмоток или катушек трансформатора, напряжение короткого замыкания, выраженного в процентах. Кому-то важно бывает уточнить род установки, а она может быть внутренней или наружной. И все это обозначается на шильдике оборудования. Рекомендуется на него обращать внимание при выборе товара и его дальнейшем монтаже.

Когда пришло понимание основных комплектующих агрегата, стоит найти ответ вопрос, на каких базовых принципах работают трансформаторы в электротехнике. Их не так много, обычно, они сводятся к двум основным правилам.

ПРИНЦИП ПЕРВЫЙ. Электрический ток агрегата меняется в установленном временном промежутке и способствует изменению магнитного поля, то есть состояние трансформатора можно охарактеризовать, как электромагнетизм.

ПРИНЦИП ВТОРОЙ. В агрегате происходит изменение магнитопотока. И как только он проходит через обмотку, в системе формируется электродвижущая сила или сокращенно ЭДС. В физическом плане в трансформаторе происходит электромагнитная индукция, о которой уже несколько раз упоминалось в этой статье.

1. Силовые. Их основное назначение – понижать напряжение в магистрали, на выход выдавать привычные многим показатели в 220 В. Обычно к ним относят трехфазные и многофазные трансформаторы.
2. Трансформаторы тока. Название четко определяет функционал агрегата, отвечающий за регулировку тока в сети.
3. Трансформаторы напряжения. У оборудования аналогичная задача, да только этот тип отвечает за появляющееся в сети напряжение, контроль его положенных показателей.
4. Сварочные. Основная сфера применения – строительные и ремонтные работы, когда появляется необходимость разделять сварочные и силовые сети и подавать нужную степень напряжения, чтобы безопасно работать со сварочным оборудованием.
5. Импульсные или сигнальные трансформаторы предназначены для передачи, формирования, предполагаемого преобразования и запоминания импульсных сигналов.
6. Согласующие сигнальные агрегаты. Режим трансформатора предусматривает согласование различных полных сопротивлений электрических цепей при преобразовании и передаче электрических сигналов.

По наличию фаз в устройстве трансформатора и принципов их работы определяют в технической литературе виды и назначение того или иного агрегата. А именно: однофазные, трехфазные.

Что такое вихревые токи, названные в честь французского ученого Фуко и чем они опасны для любых видов трансформаторов

Основным материалом, применимым в конструкции трансформаторов, является металл, а значит, надо учитывать его физические и химические свойства. Отмечено учеными, что при электромагнитной индукции в металлической, а значит, проводящей среде, меняется магнитный поток, и появляются вихревые токи Фуко. Они являются следствием нагревания металла. А к чему они приводят? – К потере энергии в магнитопроводе, что кончено же, снижает потенциал трансформатора. Потери объясняются параметрами и материалом сердечника.

Таким образом, трансформаторы относят к статическим электромагнитным устройствам, без которых трудно представить преобразование энергии, адаптацию импульсов к тому или иному источнику или оборудованию. При работе надо всегда учитывать тип и назначение агрегата, правильно оценивать информацию с «паспорта» изделия.

Типы электрических трансформаторов и их применение

Содержание

Что такое трансформатор?

Чтобы узнать больше об этом, обратитесь к предыдущему сообщению о трансформаторе, конструкции, работе, типах применения и ограничениях.

Типы электрических трансформаторов

Существует различных типов трансформаторов в зависимости от их использования, дизайна, конструкции и т. д. Мы обсудим некоторые из этих типов в этой статье ниже;

Основано на ядре;

Классификация трансформатора на основе материала, используемого для его сердечника,

В этом типе трансформатора в качестве сердечника используется пластик или воздух. Обмотки либо намотаны вокруг пластикового сердечника, либо физического сердечника нет. Воздух имеет очень низкую магнитную проницаемость. Таким образом, между катушками нет потокосцепления, поскольку они связаны через воздух между ними.

Отсутствие ферромагнитного сердечника (например, железного сердечника) снижает потери в сердечнике, так как эти потери увеличиваются с увеличением частоты. Ферромагнитный материал также вызывает искажение высокочастотного сигнала. Таким образом, трансформатор с воздушным сердечником подходит для радиочастотного тока. Еще одним положительным моментом трансформаторов с воздушным сердечником является то, что они легкие и подходят для мобильных электронных устройств, таких как радиопередатчики и т. д.

Как следует из названия, сердечник этих трансформаторов изготовлен из ферромагнитного материала. Ферромагнитный сердечник используется в трансформаторе для увеличения его магнитного поля. Сила магнитного поля зависит от магнитной проницаемости используемого материала. Железо является распространенным ферромагнитным материалом, используемым в таких трансформаторах.

Трансформаторы с железным сердечником используются для тяжелых нагрузок с низкой частотой, таких как источники питания. Железный сердечник включает в себя зависящие от частоты потери в сердечнике, такие как потери на вихревые токи и потери на гистерезис.

Они используются для увеличения или уменьшения уровня напряжения переменного тока.

• Связанный пост: КПД трансформатора, КПД в течение всего дня и условия для максимальной эффективности

На основе преобразования напряжения:

Трансформаторы также классифицируются на основе преобразования уровня переменного напряжения.

Повышающий трансформатор

В таком трансформаторе напряжение вторичной обмотки больше, чем первичной обмотки. Это связано с тем, что количество витков в первичной обмотке меньше, чем количество витков во вторичной обмотке.

Выходное напряжение трансформатора зависит от коэффициента трансформации, который определяется выражением;

Коэффициент поворота = N _s /N _p

Коэффициент поворота повышающего трансформатора больше 1.

Как мы знаем, входная и выходная мощность трансформатора остается неизменной. Это означает, что повышающий трансформатор увеличивает напряжение, но также уменьшает ток от первичной обмотки к вторичной. Таким образом, он поддерживает постоянную мощность.

Повышающий трансформатор в основном используется при передаче электроэнергии на большие расстояния для снижения потерь в линии (I ² R). Потери в линии зависят от тока, поэтому уменьшение тока (при повышении напряжения) с помощью повышающего трансформатора уменьшает потери и обеспечивает эффективную передачу мощности.

В микроволновой печи также используется повышающий трансформатор для повышения напряжения в домашнем хозяйстве (110/220) до 2000 вольт.

• Сообщение по теме: Как узнать мощность однофазного и трехфазного трансформатора в кВА?

Понижающий трансформатор

Понижающий трансформатор снижает напряжение переменного тока, т. е. выходное напряжение ниже входного. Количество витков в первичной обмотке больше, чем количество витков во вторичной обмотке.

Коэффициент трансформации понижающего трансформатора меньше 1.

Наиболее распространенные понижающие трансформаторы используются для снижения напряжения 11 кВ от линий электропередач до стандартного потребительского напряжения, используемого для бытовых приборов.

Каждое зарядное устройство для мобильных телефонов использует понижающий трансформатор для снижения напряжения домашней сети для выпрямления.

• Запись по теме: Почему мощность трансформатора измеряется в кВА, а не в кВт?

В зависимости от использования:

Существует четыре типа трансформаторов в зависимости от их использования.

Силовой трансформатор

Эти трансформаторы используются при передаче электроэнергии путем повышения и понижения напряжения на электростанции для эффективной передачи.

Как известно, потери в линии (I ² R) зависят от тока. Чтобы уменьшить линейный ток, мы увеличиваем линейное напряжение с помощью повышающего силового трансформатора.

Их рабочее напряжение очень высокое, свыше 33 кВ при номинальной мощности более 200 МВА. Они огромны по размеру и работают на максимальной нагрузке со 100% КПД.

Похожие сообщения:

• Использование и применение трансформатора
• Соединения трансформаторов с открытым треугольником

Распределительный трансформатор

Эти трансформаторы используются для распределения электроэнергии в бытовых или коммерческих целях. Они понижают высокое линейное напряжение (> 11 кВ) до стандартного внутреннего напряжения (120/240 вольт).

Они меньше по размеру по сравнению с силовым трансформатором и просты в установке. Они имеют низкое напряжение и номинальную мощность, обычно ниже 200 МВА. Их КПД остается ниже 70%, поскольку они никогда не работают с полной нагрузкой.

• Похожие сообщения:
  • Разница между силовыми и распределительными трансформаторами?
  • Разница между однофазным и трехфазным трансформатором
  • Разница между идеальным и реальным или практическим трансформатором

Изолирующий трансформатор :

Эти типы трансформаторов используются для электрической изоляции устройства от сети питания с целью предотвращения поражения электрическим током.

Один конец первичной обмотки изолирующего трансформатора заземлен. В случае, если кто-то коснется оголенного проводника на вторичной стороне, тока не будет. Цепь неполная, потому что земля будет иметь тот же потенциал, что и этот человек.

Трансформаторы с коэффициентом трансформации 1:1 в основном используются в качестве разделительных трансформаторов, но они могут быть выполнены как повышающие или понижающие трансформаторы.

Они изготовлены из специального изоляционного материала между обмотками, который может выдерживать высокие напряжения переменного тока, а благодаря своей емкостной связи полностью блокирует любую составляющую постоянного тока.

Между обмотками имеется экран Фарадея с заземлением, подавляющий любые шумы и помехи.

Они используются для измерения безопасности, чтобы предотвратить поражение электрическим током или соединение двух цепей, которые не должны быть соединены электрически.

• Запись по теме: Защита и неисправности силового трансформатора

Измерительные трансформаторы:

Такой тип трансформатора используется для измерения высокого напряжения и силы тока.

Эти трансформаторы понижают напряжение и ток до безопасного диапазона, который легко измерить с помощью обычных измерительных приборов.

Существует два типа измерительных трансформаторов: Трансформатор тока и Трансформатор напряжения .

Трансформатор тока

Трансформатор тока, ТТ используется для измерения очень больших токов. . Прочтите подробный пост о трансформаторах тока (ТТ) — типы, характеристики и области применения

Трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения также известен как трансформатор напряжения. Он используется для измерения высоких напряжений. Для этого первичная обмотка трансформатора подключается к линиям высокого напряжения. На вторичной стороне подключены все измерительные приборы и приборы, такие как счетчики, для измерения и анализа уровня напряжения.

Первичная обмотка заземлена или заземлена там, где трансформатор напряжения повышает значение напряжения до безопасного уровня.

Ниже приведены различные типы трансформаторов напряжения

• Электромагнитный : Трансформатор с проволочной обмоткой
• Конденсаторный трансформатор напряжения (CVT) : используется конденсаторный делитель напряжения
• Оптический трансформатор : основан на электрических свойствах оптических материалов.

Приборный трансформатор изолирует цепь измерения от цепи высокой мощности, чтобы снизить риск поражения электрическим током.

• Сообщение по теме: Потери в трансформаторе — типы потерь энергии в трансформаторе

На основе обмоток;

Трансформаторы делятся на типы в зависимости от конструкции их обмоток.

Трансформатор такого типа имеет две отдельные обмотки для каждой фазы, т. е. первичную и вторичную обмотки.

Первичная обмотка питается от входа переменного тока, а вторичная подключается к нагрузке.

Эти две обмотки электрически изолированы, но магнитно связаны.

ЭДС, индуцируемая во вторичной обмотке, возникает из-за изменяющегося магнитного потока, вызванного переменным током в первичной обмотке, также известной как взаимная индукция. Таким образом, выходное напряжение чисто из-за индукции.

Выходное напряжение зависит от коэффициента трансформации обеих обмоток и может увеличивать или уменьшать входное напряжение.

• Запись по теме: Уравнение ЭДС трансформатора

Автотрансформатор:

Автотрансформатор имеет только одну обмотку на фазу, которая разделена на две части: первичную и вторичную обмотки.

Обмотка автотрансформатора имеет 3 точки отвода, две из них фиксированные, а третья точка отвода переменная.

Переменную точку отвода можно перемещать, чтобы увеличить или уменьшить количество вторичных витков. Таким образом увеличивая или уменьшая выходное напряжение.

Может использоваться в любой конфигурации для увеличения или уменьшения входного тока и напряжения.

Выходное напряжение может уменьшаться (понижаться), если питание подключено к фиксированным клеммам. В обратной конфигурации, то есть, если источник питания подключен к регулируемой точке ответвления, выходное напряжение будет превышать входное (повышение).

Вторичная обмотка электрически соединена с первичной, поэтому отсутствует электрическая изоляция, но уменьшается магнитный поток рассеяния.

ЭДС в обмотке также наводится за счет самоиндукции. Таким образом, выходное напряжение является результатом проводимости и индукции.

• Связанная статья: Техническое обслуживание трансформатора — техническое обслуживание, диагностика и мониторинг силовых трансформаторов

В зависимости от используемой изоляции;

Трансформатор сухого типа:

Этот тип трансформатора не содержит системы жидкостного охлаждения. Обмотки покрыты эпоксидной смолой для защиты от влаги. Таким образом, единственной охлаждающей средой является воздух.

Поскольку воздух не является хорошим изолятором, в сухом трансформаторе используются большие катушки и материал обмотки для компенсации высоких температур и номинальных значений. Вот почему трансформаторы сухого типа не доступны с номиналом выше 33 кВ.

Из-за плохой системы охлаждения они склонны к перегреву, что сокращает срок их службы.

Кроме того, для обеспечения циркуляции воздуха требуется регулярный осмотр для поддержания его рабочего состояния.

Они используются внутри помещений, потому что они менее опасны для возгорания. Их легко установить.

• Запись по теме: Производительность трансформатора и электрические параметры

Масляный трансформатор :

В трансформаторах такого типа для охлаждения используется горючее масло. Масла обеспечивают лучшее охлаждение, чем трансформаторы сухого типа, поэтому они используются для трансформаторов с высокими характеристиками в суровых условиях окружающей среды.

Недостатком этого типа трансформаторов является то, что они большие по размеру из-за масляного бака и датчиков, необходимых для контроля влажности и т. д. Он содержит легковоспламеняющееся масло, поэтому они не подходят для внутренней среды.

• Связанный пост: Изоляционные материалы трансформаторов масляного и сухого типа T/F

В зависимости от фазы

Однофазный трансформатор:

Однофазный трансформатор представляет собой двухобмоточный трансформатор, имеющий одну первичную обмотку и одну вторичную обмотку. Трансформатор используется для однофазных приложений, таких как микроволновая печь, зарядное устройство для мобильного телефона и т. д.

Они имеют две входные клеммы, соединенные с первичной обмоткой, и две выходные клеммы, соединенные со вторичной обмоткой.

• Связанная статья: Система противопожарной защиты трансформаторов — причины, типы и требования

Трехфазный трансформатор:

Трехфазный трансформатор имеет 6 обмоток, из которых 3 первичные и 3 вторичные для каждой фазы. Он имеет 12 клемм, равномерно распределенных по обеим сторонам (по 2 на каждую фазу) с учетом соединения по схеме «звезда-треугольник». Вы можете использовать 3 однофазных трансформатора вместе вместо 3-фазного трансформатора.

Используются для передачи и распределения электроэнергии в жилых и коммерческих целях.

• Сообщение по теме: Преимущества и недостатки трехфазного трансформатора по сравнению с однофазным трансформатором.

В зависимости от конструкции сердечника:

В зависимости от конструкции сердечника трансформаторы делятся на два типа;

Трансформатор с сердечником:

Такой сердечник трансформатора имеет две ветви, каждая из которых содержит отдельные обмотки, то есть первичную и вторичную обмотки. Обмотки покрывают большую часть площади и окружают сердечник. Сердцевина состоит из L-образных пластин почти квадратной формы.

Их техническое обслуживание удобнее по сравнению с корпусными из-за отдельных обмоток.

• Связанная запись: Фазировка трансформатора: точечная запись и точечное обозначение

Трансформатор корпусного типа:

Его сердечник состоит из пластин E и I прямоугольной формы с 3 ответвлениями. Обе обмотки располагаются вокруг центрального стержня друг над другом. Сердечник оболочкового типа покрывает большую часть площади и окружает обмотки.

Трансформатор типа «ягода»

На самом деле это трансформатор типа оболочки, но название связано с его конструкцией и цилиндрической формой. Трансформатор типа Берри имеет более двух независимых магнитопроводов, т.е. имеет распределенные магнитопроводы. Конструкция сердечника трансформатора ягодного типа похожа на спицы волдыря. Магнитопровод и цилиндрические обмотки показаны на рис. ниже.

Похожие сообщения:

• Типы резисторов
• Типы конденсаторов
• Типы катушек индуктивности
• Типы диодов
• Типы переключателей
• Типы предохранителей

URL-адрес скопирован

30 Типы трансформаторов и их применение

Введение Типы трансформаторов:

Различные типы трансформаторов участвуют в передаче и распределении энергии от генерирующей станции к потребителю. Это оборудование для преобразования энергии, работающее по электромагнитному принципу Фарадея. Они магнитно связаны и электрически изолированы.

Состоит из обмотки, магнитопровода, трансформатора тока, устройств защиты, масла и т.д. когда бродишь по обочине, то видишь небольшую коробочку, соединяющуюся с проводом и кабелями.

Однако типы трансформаторов различаются в зависимости от конструкции сердечника, установки, уровня напряжения, прибора, защиты и использования.

Для облегчения понимания различных типов трансформаторов мы используем некоторые обозначения, такие как

Формула трансформатора

Различные типы трансформаторов:

1. Силовой трансформатор
2. Распределительный трансформатор
3. Трансформатор управления
4. Преобразователь Трансформатор
5. Осветительный трансформатор
6. Заземляющий трансформатор
7. Повышающий трансформатор
8. Понижающий трансформатор
9. Изолирующий трансформатор
10. Сварочный трансформатор
11. Трансформатор тока
12. Трансформатор напряжения
13. Трансформатор напряжения емкостный
14. Нагрузочный трансформатор
15. Вспомогательный трансформатор блока
16. Суммирующий трансформатор тока
17. Однофазный трансформатор и Трехфазный трансформатор
18. Промежуточный трансформатор тока
19. Внутренний трансформатор и наружный трансформатор
20. Трансформатор с воздушным сердечником
21. Трансформатор с железным сердечником
22. Трансформатор с ферритовым сердечником
23. Автотрансформатор
24. Вращающийся трансформатор
25. Аудиотрансформатор
26. ВЧ-трансформатор
27. Сухой трансформатор
28. Трансформатор с сердечником
29. Трансформатор кожухового типа
30. Трансформатор ягодного типа

 

Повышающий трансформатор:

Рис. 1.1 Типы повышающих трансформаторов

Как сказано в слове, напряжение трансформатора будет повышаться. Первичное напряжение всегда меньше вторичного напряжения трансформатора.

Обычно V2>V1 и I1>I2, например тип трансформатора, используемого для синхронизации сети, измерения тока в линии высокого напряжения и т. д.

См. также: Калькулятор коэффициента трансформации трансформатора с формулой

См. рис. 1.1 Количество витков в первичной обмотке меньше, чем количество витков во вторичной обмотке трансформатора

Противоположной функцией повышающего трансформатора является понижающий трансформатор. Первичное напряжение трансформатора очень велико, и его выходное напряжение будет уменьшено по отношению к входному напряжению.

Как правило, V1 > V2 и I2 > I1

Кроме того, с помощью механизма РПН можно изменить уровень напряжения на определенный процент от входного напряжения.

Силовой трансформатор:

Рис. 1.3 Силовой трансформатор

Как правило, электроэнергия вырабатывается на генерирующей станции; Здесь силовые трансформаторы используются для передачи энергии от генерирующей станции к распределительной станции. В основном они изменяют уровень напряжения либо в сторону повышения, либо в сторону понижения.

Соответствует уровню напряжения между сетью и генератором. Также нельзя использовать прямое напряжение от силового трансформатора. Уровень напряжения силового трансформатора будет составлять от 6,6 кВ до 1200 кВ.

Силовой трансформатор производит вместе с механизмом переключателя ответвлений под нагрузкой, который используется для регулировки входного напряжения на обмотке.

Пример: Крупнейший в Индии силовой трансформатор мощностью 630 МВА расположен в штате Керала.

Распределительный трансформатор:

Рис. 1.4 Распределительный трансформатор Изображение

Выход силового трансформатора будет подключен к распределительному трансформатору. Они в основном используются в бытовых целях, таких как снабжение людей, насосная станция, снабжение коммерческих зданий и т. д.

Напряжение распределительного трансформатора будет от 1,1кВ до 110В. Они в основном используются в качестве преобразователя ступенчатой ​​​​загрузки. Распределительный трансформатор изготавливается вместе с механизмом смены нагрузки.

Пример: Придорожный трансформатор 11кВ/430В.

Типы изоляции трансформатора:

Рис. 1.5 Изолирующий трансформатор

Количество витков в первичной обмотке равно количеству витков во вторичной обмотке. Как правило, V1=V2 или 1:1, на этом трансформаторе не происходит увеличения или уменьшения напряжения.

Такой тип трансформатора в основном используется при проверке приборов для защиты от замыкания фазы на землю. Стоимость разделительного трансформатора выше, чем у того же повышающего трансформатора или трансформатора ступенчатой ​​загрузки.

Трансформатор управления:

Рис. 1.6 Трансформатор управления

Управляющий трансформатор представляет собой небольшой понижающий трансформатор, используемый в электрических панелях. Обычно они имеют диапазон напряжений от 440/230 или от 690 до 230.

Основное назначение управляющего трансформатора — защита цепи управления от замыкания на землю. Он не допускает неисправности вышестоящего выключателя.

Преобразователь Типы режима работы трансформатора или зигзагообразного трансформатора:

Рис. 1.7 Режим работы преобразователя Трансформатор

Во многих отраслях промышленности рабочий трансформатор преобразователя в основном используется для питания электронных нагрузок. Он поставляется со специальной намоткой, называемой зигзагообразной обмоткой – звезда и треугольник.

Зигзагообразная обмотка снижает третью гармонику, создаваемую электронными нагрузками. Кроме того, зигзагообразный трансформатор имеет преимущество соединения по схеме «звезда» (преимущество нейтрали) и «треугольник» (высокое напряжение).

Трансформатор освещения:

Рис. 1.8 Трансформатор освещения

Небольшой понижающий трансформатор, витки вторичной обмотки которого являются дробным произведением первичных обмоток. Такой тип трансформатора в основном ориентирован на энергосбережение при высоких нагрузках освещения.

Обычно диапазон напряжения составляет 230/200 Вольт. N1=дробное значение*N2. Иногда трансформатор освещения действует как изолирующий трансформатор, поскольку он используется, чтобы избежать срабатывания вышестоящего выключателя при небольшом сбое освещения.

Трансформатор заземления:

Рис. 1.9 Трансформатор заземления

Трансформатор заземления представляет собой трансформатор с одной обмоткой, который используется для обеспечения доступности нейтрали в системе, соединенной треугольником. Система, соединенная треугольником, не имеет нейтрали, поэтому ток короткого замыкания будет проходить через обмотки.

Во избежание таких условий предусмотрены заземляющие трансформаторы, первичная часть которых подключается к линии, а нейтраль подключается к земле. Во время короткого замыкания ток короткого замыкания напрямую уходит на землю через заземляющий трансформатор.

Сварочный трансформатор:

Рис. 1.10 сварочный трансформатор

Вы когда-нибудь видели сварку? как развивается дуга между электродами? Настоящая правда заключается в том, что сварочный трансформатор представляет собой не что иное, как небольшой понижающий трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена из толстой медной обмотки для пропускания большого тока. При касании двух клемм между клеммами начинает протекать большой ток, что вызывает дугу. Значение реактивного сопротивления рассеяния будет выше, чем у обычного трансформатора. Его также называют трансформатором утечки или трансформатором поля рассеяния.

См. рис. 1.10. Центральный сердечник обеспечивает изоляцию между обмотками, благодаря чему мы можем получить желаемый выходной ток от этого трансформатора.

Кроме того, сварочный трансформатор подразделяется на три типа, например,

1. Модель с высоким реактивным сопротивлением
2. Внешний реактор модели
3. Встроенный реактор модель
4. Реактор насыщения модели

Трансформатор тока:

Рис. 1.11 Трансформатор тока

Трансформатор тока представляет собой повышающий трансформатор напряжения, который используется для измерения сетевого тока. CT снижает высокий уровень тока до низкого уровня тока, так что амперметр, реле могут быть подключены напрямую без каких-либо внешних устройств. ТТ состоит из тяжелой первичной обмотки с меньшим числом витков и тонкой вторичной обмотки с большим числом витков. Первичная обмотка трансформатора тока всегда подключается последовательно с линией. Иногда сама линия выступает в качестве первичной. Как правило, выход вторичной обмотки будет 1 А или 5 А и то же самое должно быть подключено в замкнутых цепях.

Всегда вторичный ТТ должен находиться в замкнутом состоянии, иначе ТТ может быть поврежден. Также в соответствии с конструкцией сердечника КТ подразделяются на четыре типа, такие как

• Тип раны
• Тороидальный тип
• Бар Тип
• Тип суммирования

В зависимости от использования,

• Измерительный ТТ: Трансформатор высокой точности, обычно 2%. Здесь процент указывает на ядро ​​измерения.
• Защитный ТТ: Низкая точность, подходит для выдерживания высокого уровня тока короткого замыкания (5p10). Здесь P обозначает защитное ядро ​​

Суммарный трансформатор тока:

Рис. 1.12 Суммирующий трансформатор

Это тип трансформатора тока, который имеет более одной первичной обмотки с одной вторичной обмоткой. Он используется для сокращения использования нескольких счетчиков. Кроме того, это предмет индивидуального пошива. т.е. теперь у вас есть 4 числовые кормушки, и вы должны следить за ними по одному счетчику. В этом случае выход отдельного трансформатора тока всех 4 фидеров будет входом суммирующего трансформатора тока, поэтому вы получите один выход. Этот единственный выход измеряет ток всех фидеров. Такой тип трансформатора называется суммирующим трансформатором.

Промежуточный трансформатор тока (ICT):

ICT

Это также трансформатор тока, изготовленный по индивидуальному заказу. Он используется для согласования коэффициента трансформации трансформатора в дифференциальной защите трансформатора и ограниченной защите от замыканий на землю. Выход основного ТТ будет подключен к входу трансформатора тока ИКТ. Выход ICT идет на катушку реле.

Трансформатор напряжения (Трансформатор напряжения):

PT

Эй, вы можете напрямую измерить выходное напряжение силового трансформатора? Нет, тогда что ты можешь сделать? у нас есть решение для вас, это потенциальный трансформатор. Это небольшой понижающий трансформатор, который подключается параллельно основной линии.

Преобразует высокое неизмеримое напряжение в измеримое низкое напряжение. Как правило, на выходе будет 63 В или 110 вольт. Стоимость изоляции PT высока, и для снижения стоимости всегда предпочтительнее подключать PT только по схеме «звезда». Одна клемма PT всегда будет подключена к земле.

Емкостный трансформатор напряжения:

CVT

CVT или емкостной трансформатор напряжения представляет собой тип трансформатора напряжения, который используется в линиях сверхвысокого напряжения, таких как линии выше 110 кВ. Основной целью этого типа трансформатора является снижение стоимости, поскольку CVT требует меньше изоляции.

Пара с низким емкостным сопротивлением и высоким емкостным сопротивлением будет соединена последовательно с первичной и вторичной обмотками.

Нагрузочный трансформатор:

Нагрузочный трансформатор

Такой тип трансформатора используется для калибровки измерительного трансформатора тока. Первичная обмотка нагрузочного трансформатора имеет большое количество витков, а вторичная обмотка имеет меньше толстых витков, другими словами, нагрузочный трансформатор является понижающим трансформатором.

Калибровка выполняется путем последовательного соединения вторичной обмотки нагрузочного трансформатора и первичной обмотки калибровочного ТТ. Выход измерительного ТТ и вход нагрузочного трансформатора будут сравниваться, и на основе этого результата будет сгенерировано значение ошибки.

Вспомогательный трансформатор агрегата (UAT):

Вспомогательный трансформатор агрегата (UAT)

Трансформаторы типа UAT представляют собой не что иное, как простой трансформатор, который напрямую подключается к генератору. Основная цель UAT – избежать отключения (из-за пускового тока) небольших генераторов при зарядке трансформатора с более высоким номиналом. Напряжение трансформатора растет вместе с напряжением генератора.

Однофазный и трехфазный трансформатор:

Однофазный и трехфазный трансформатор

Однофазный трансформатор: Трансформатор предназначен для питания только одной фазы; такой тип трансформатора называется однофазным трансформатором. Он имеет одну вторичную обмотку с одной или несколькими первичными обмотками. Также один вывод однофазного трансформатора считается нейтральным.

Трехфазный трансформатор: Небольшой повышающий/понижающий трансформатор с тремя входными и выходными обмотками называется трехфазным трансформатором. Этот тип трансформатора используется для подачи требуемого напряжения на трехфазную нагрузку. Пример: Силовой и распределительный трансформатор.

Внутренний и наружный Тип трансформатора:

Внутренний и наружный типы трансформатора

Внутренний трансформатор: Название предполагает, что внутренний = внутри + дверь, тип трансформатора, строго используемого внутри помещения, такой трансформатор называется внутренним трансформатором. Они не проектируют с защитой от атмосферных воздействий. Они покрыты бетонным листом крыши. Срок службы внутреннего трансформатора выше, чем у наружного. Трансформатор внутреннего типа имеет меньший диапазон рабочего напряжения до 22 кВ.

Трансформатор для наружной установки: Тип трансформатора, наиболее подходящий для применения на открытом воздухе. Трансформатор должен иметь степень защиты корпуса не ниже IP 45. Почти 95% трансформаторов изготавливаются для наружного применения. Для этого не требуется никакого кровельного листа, и они подходят как для приложений высокого напряжения, так и для приложений низкого напряжения.

Трансформатор с воздушным сердечником:

Трансформатор с воздушным сердечником

Трансформатор не имеет сердечника между первичной и вторичной обмотками. Потокосцепление между этими двумя катушками будет происходить по воздуху, поэтому этот тип трансформатора называется трансформатором с воздушным сердечником. Иногда используются тороидальные трансформаторы с воздушным сердечником, первичная и вторичная обмотки которых намотаны сверху из твердого пластика или неметаллических материалов. Он в основном используется для уменьшения шума в высокочастотных приложениях.

Трансформатор с железным сердечником:

Трансформатор с железным сердечником

Сердечник представляет собой часть, пропускающую поток, которая состоит из железа. Трансформатор такого типа называется трансформатором с железным сердечником. Вы знаете, что железо является проводником, перенося магнитный поток, оно создает ток, протекающий по нему. Следовательно, к чистому железу будет добавлено небольшое количество кремнезема, чтобы уменьшить потери за счет увеличения удельного сопротивления материала.
Пример: Силовой и распределительный трансформатор.

Ферритовый сердечник Тип трансформатора:

Сердечник трансформатора состоит из непроводящих, керамических, ферромагнитных соединений, а удельное сопротивление трансформатора с ферритовым сердечником высокое, поэтому потери на вихревые токи низкие. Также трансформатор выполнен с регулируемой величиной индуктивности. Типы трансформаторов с ферритовым сердечником используются в высокочастотных преобразователях, радиочастотных, импульсных, АМ-радиоприемниках и т. д.

Автотрансформатор:

Уникальный тип трансформатора, который имеет только одну обмотку. В этой единственной обмотке некоторые части работают как первичная и вторичная обмотки. Обмотка трансформатора имеет как минимум три ступени для регулировки значения выходного напряжения.

Основным преимуществом является более низкое реактивное сопротивление рассеяния, малый вес, дешевизна и т. д. Основным недостатком является то, что одна обмотка действует как первичная и вторичная обмотки трансформатора, поэтому между обмотками отсутствует электрическая изоляция. Таким образом, они не могут использоваться в приложениях с высоким напряжением/сильным током.

Вращающийся трансформатор:

Вы видели токосъемное кольцо, которое используется для передачи электричества от вращающейся части? Но у них есть много недостатков, таких как потеря сигнала, износ, ограничение скорости и т. д. Чтобы избежать недостатков, используется вращающийся трансформатор. Первичная часть трансформатора крепится на валу вращающейся части, а вторая часть будет подключена к внешним цепям. Здесь отсутствует электрический контакт между вращающейся частью и внешними цепями.

Вращающиеся трансформаторы в основном используются в датчиках крутящего момента, видеомагнитофонах, DVD-проигрывателях и т. д. Также помните, что вращающийся трансформатор работает только с сигналом переменного тока Нет в постоянном.

Аудио- и радиочастотный преобразователь:

Аудио- и радиочастотный преобразователь

Аудиотрансформатор:

Как следует из названия, аудиопреобразователь используется для согласования импеданса цепей усилителя. Он имеет рабочую частоту от 20 Гц до 20 000 Гц. Кроме того, он удаляет сигнал постоянного тока, присутствующий во входном сигнале, и обеспечивает электрическую изоляцию между входом и выходом схемы.

Радиочастотный преобразователь:

ВЧ трансформаторы используются в ВЧ, ОВЧ и УВЧ цепях для фильтрации электромагнитных помех, присутствующих во входном сигнале и цепях согласования импеданса.

Тип сердечника Трансформатор:

Тип сердечника

Обмотка первичной и вторичной обмотки намотана на два плеча прямоугольного каркаса, который образован соединением двух Г-образных пластин. Такое расположение создает большое реактивное сопротивление рассеяния. Для уменьшения реактивного сопротивления утечки половина первичной обмотки и вторичной обмотки будут намотаны близко друг к другу на двух стержнях. Обмотка НН сначала наматывается на сердечник, а затем ее окружает обмотка ВН. Вот почему этот тип трансформатора называется трансформатором с сердечником.

Трансформатор с сердечником используется в устройствах низкого напряжения.

Трансформатор с кожухом:

Тип кожуха

Сердечник окружает обмотку; это означает, что обмотка выполняется внутри сердечника, как показано на рисунке. Обмотка ВН намотана попеременно с обмоткой НН. Другими словами, обмотка, покрытая песком, я имею в виду первую обмотку высокого напряжения и следующую обмотку низкого напряжения.