Za kaj se uporablja transformator: lastnosti, načelo delovanja in uporaba

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Za začetek ugotovimo, čemu je transformator namenjen in kaj je. To je električni stroj, zasnovan za spreminjanje napetosti. Razlikujejo se glede na namen. Obstajajo tokovni, napetostni, usklajevalni, varilni, močnostni, merilni transformatorji. Vsak ima različne naloge, vendar jih nedvoumno združuje načelo delovanja. Vsi transformatorji delujejo na izmenični tok. Takšnih enosmernih naprav ni. Vsi imajo primarno in sekundarno navitje.

Kaj se imenuje primarno in kaj sekundarno navitje?

Primarna je tista, na katero prihaja napetost, sekundarna pa je tista, s katere se odstrani. Recimo, da imamo transformator, ki pretvarja 220 V AC v 12 V. V tem primeru je primarno navitje tisto, ki je 220 V. Toda transformatorji ne morejo le stopiti navzdol, ampak tudi povečati napetost. TorejTako lahko s priklopom 12 V AC na prej označeno sekundarno navitje odstranimo iz primarnega 220 V. Tako se zamenjajo mesta.

V nekaterih primerih je lahko več sekundarnih navitij. Na primer, v starih televizorjih so bile naprave z enim primarnim navitjem in številnimi sekundarnimi, napetost na katerih se je gibala od 3,3 do 90 V. V vsakem primeru transformator služi za pretvorbo napetosti in toka v optimalne vrednosti.

Zakon ohranjanja energije

Upoštevati je treba, da ta enota ne jemlje energije od nikoder. Na primer, vzemimo transformator s primarno napetostjo 220 V in tokom 5 A. To pomeni, da je njegova moč 1100 vatov. Iz sekundarnega navitja pri 22 V lahko odstranimo tok največ 50 A. Če pretvorimo v vate, dobimo enakih 1100 vatov. Ne bomo odstranili več moči iz sekundarnega navitja. Če poskusite to storiti, naprava preprosto ne bo uspela. Tako postane jasno, čemu je transformator namenjen. Za pretvorbo izmenične napetosti v enosmerno. Nato vam bomo povedali več o vsaki vrsti takšnih naprav.

Instrument transformatorji

Takšne naprave se uporabljajo za znižanje vrednosti na sprejemljive za merilne naprave. Uporabljajo se v instrumentaciji. Takšne naprave lahko najdete tudi v mikroprocesorski tehnologiji. Tam delujejo kot senzor, ki na ploščo pošilja signale različnih nivojev, glede na katere se slednja »odloči« o nadaljnjem delovanju.aparat.

Na splošno so zelo natančni in niso namenjeni potrošniški uporabi. Primeri, za kaj se uporabljajo instrumentni transformatorji, so naslednje naprave za pretvorbo toka in napetosti. Njihov namen bomo poskušali razložiti čim bolj podrobno.

Tokovni transformatorji

Za kaj so te naprave? Zasnovani so tako, da zmanjšajo količino toka na sprejemljivo merilno opremo. Pravzaprav so vmesna oprema med vodniki, iz katerih je treba vzeti vrednost vrednosti, in merilnim mehanizmom. Takšni transformatorji se, kot že omenjeno, uporabljajo v merilnih instrumentih, zaščitni opremi in avtomatizaciji. Povezani so na ta način: primarno navitje ima več zavojev in je zaporedno povezano z obremenitvijo, sekundarno navitje pa je povezano z najmanjšim možnim uporom zaščitne ali merilne opreme.

Običajno so ti transformatorji dobavljeni s samo opremo, saj bodo rahle spremembe obremenitvene odpornosti vplivale na natančnost merjenja, zaščitna oprema pa ne bo delovala pravilno. Zasnova in način povezovanja takšnih naprav onemogočata napajanje potrošnika.

Napetostni transformatorji

Ta vrsta naprave se ne uporablja za napajanje porabnikov, vendar je potrebna za ustvarjanje galvanske izolacije med visokonapetostnimi in nizkonapetostnimi deli. Metoda izdelave ni ničrazlikujejo od tipov moči naprav z istim imenom. Še vedno obstajajo primarno in sekundarno navitje, prerez žice je precej nizek, kar ne omogoča uporabe za napajanje porabnikov.

Na primer, vzemite kilovoltmeter. Dejstvo je, da je izdelati napravo, ki bi držala visoko napetost, predrago. Zato je med merilne sonde, ki jemljejo vrednost količin, in napravo nameščen napetostni transformator. Pretvori visoke vrednosti v sprejemljive z merilnim mehanizmom (približno 100 V). Ta ukrep vam omogoča, da ne spreminjate merilnega mehanizma. Do neke mere vam ta povezovalna shema omogoča zaščito električarja, ki izvaja meritve.

Uporabljajo se tudi za vgradnjo v različne avtomatizirane krmilne in zaščitne sisteme. Zdaj veste, čemu služijo napetostni transformatorji. Preidimo na naslednjo vrsto - varilne naprave z istim imenom.

Napajalni transformatorji

To so zmogljivejše naprave, ki so jih mnogi od vas videli. Nato bomo podrobno opisali, za kaj se uporabljajo močnostni transformatorji. Potrebni so za povečanje/zmanjšanje napetosti z elektromagnetno indukcijo na vrednost, ki jo potrebuje potrošnik. V primeru teh naprav se beseda "potrošnik" nanaša na tovarne in stanovanjske zgradbe.

Najbolj presenetljiv primer so naprave, ki znižajo 6 (10) kV na sprejemljivih 380 V, ki že napajajo eno fazo v kombinaciji s srednjo linijonaše hiše potrebujejo 220 V. In primer takega pospeševalnega transformatorja je mogoče najti v mikrovalovni pečici, kjer eno od 220 V omrežij naredi 2 kV magnetron, ki je potreben za delovanje. Visokonapetostne enote (nad 1000 V) so skoraj vedno trifazne in jih razvrščamo v oljno ali zračno hlajene enote, pa tudi na klimatske spremembe in napetost primarnega navitja.

Značilnost trifaznih transformatorjev je, da lahko glede na vključitev navitij (zvezda-trokut) spremenite delovno napetost za 1,73-krat. Recimo, da ta enota, povezana s 6 kV delta, lahko deluje v 10 kV omrežju, razen če je seveda proizvajalec poskrbel za to možnost z izolacijske strani. Obstajajo transformatorji, kot je navedeno zgoraj, trifazni in enofazni. Naprave so zasnovane za delo z različnimi zmogljivostmi, odvisno od potreb potrošnika.

Enofazne transformatorje, ki so bili prej uporabljeni kot napajalniki, zdaj aktivno nadomeščajo različni elektronski pretvorniki, ki imajo večji izkoristek, manjšo težo in dimenzije. Prav tako lahko napajalne naprave glede na vrsto izvedbe magnetnega vezja razdelimo na palico in oklep.

Transformator z jedrnim magnetnim vezjem je zasnovan tako, da sta na delu v obliki črke U nameščeni 2 tuljavi, na vrhu pa je zaprt jarem. Prednost je, da se elementi dejansko ne dotikajo drug drugega.

V oklepnem magnetnem vezju je tuljava nameščena na delu v obliki črke W. Odsek, na katerem se nahajajo vodniki, je običajno najprej navitkot primarni, nato pa skozi toplotno odporni separator kot sekundarni. Prednost je okrepljena mehanska zaščita navitij.

Obstajajo tudi toroidna jedra, vendar so izdelana iz feritnih obročev, saj je nerentabilno graditi takšno strukturo iz laminiranega magnetnega vezja. Takšne enote se običajno uporabljajo v elektroniki in delujejo pri visokih frekvencah.

Varilni transformatorji

Za kaj so te naprave? Pravzaprav so samostojne enote. Se pravi, varilni transformator ni snop, ki zagotavlja delovanje katere koli naprave, ampak je sam polnopravna naprava. Namen takšne naprave je znižati omrežno napetost na relativno nizko, približno 50-60 V, in zagotoviti velik tok.

Pri tej napetosti se prebije precej kratek lok, vendar mu zares ogromen tok zagotavlja veliko moči. Zahvaljujoč zadnjemu parametru je kovina varjena ali rezana.

Takšni transformatorji imajo praviloma nastavitev toka. To je potrebno za spremembo premera in vrste varilne elektrode. Res je, varilne transformatorje za domačo uporabo vse bolj nadomeščajo inverterji. Kar ni presenetljivo, saj je učinkovitost varilnega pretvornika nižja. Močno pade omrežno napetost, porablja velike tokove na primarnem navitju, ima veliko težo, nizko mobilnost in se precej segreje v primerjavi z napravami inverterskega tipa.

Zdaj veste, kako deluje varilni transformator in čemu služi.

Koordinator

Ta vrsta transformatorja se uporablja v različnih večstopenjskih vezjih, da se uskladi upornost med različnimi deli vezja. Najdete ga v cevnem avdio ojačevalniku. Običajno je v takšnih napravah prost dan.

Za kaj je torej transformator za ujemanje obremenitve? Na primer, delovna napetost svetilk v avdiofrekvenčnem ojačevalniku je 70-90 V, vendar je tok majhen. Takšne napetosti ni mogoče nanesti na zvočnike, kar pomeni, da se zniža na sprejemljivo napetost in se s tem tok poveča.

Namen takšnega transformatorja je znižati napetost ali jo povečati na vrednost, ki jo zahteva določeno vozlišče aparata.

Sklep

Vse naprave za pretvorbo toka in napetosti združuje načelo delovanja. Ključni parametri, na katere morate biti pozorni pri nakupu: primarna napetost, sekundarno navitje, frekvenca, faktor moči in s tem moč in izhodni tok.

V vsakdanjem življenju se ta enota skoraj nikoli ne uporablja. Konec koncev je varilni transformator zamenjal pretvornik, njegovi analogi v napajalnikih pa so že zamenjali elektronske napetostne pretvornike. To je storjeno zaradi dejstva, da imajo naprave običajno v primerjavi z elektronskimi veliko težo, poleg tega pa niso ekonomsko ugodne zaradi velike porabe barvnih kovin v proizvodnji in dragih popravil. Kmalu ostane notriproizvodnjo samo transformatorskih postaj, vendar le na tistih mestih, kjer jih ne bo mogoče zamenjati z elektronskimi komponentami.

V tem članku smo poskušali razložiti, čemu služijo transformatorji, in malo spregovorili o njihovih glavnih vrstah.