Za kaj je namenjen transformator: značilnosti, načelo delovanja in uporaba

Najprej ugotovimo, kaj počne transformator in kako deluje kaj so. Je električni stroj, namenjen spreminjanju napetosti toka. Glede na svojo funkcijo so na voljo v različnih oblikah in velikostih. Obstajajo tokovni transformatorji, napetostni transformatorji, usklajevalni transformatorji, varilni transformatorji, močnostni transformatorji, merilni transformatorji. Vsi imajo različne naloge, vendar jim je skupno načelo delovanja. Vsi transformatorji delujejo na izmenični tok. Takšnih naprav za konstantni tok ni. Vsi imajo primarno navitje in sekundarno navitje.

Kaj se imenuje primarno navitje in kaj sekundarno navitje?

Primarni del je tisti, na katerega se priključi napetost, sekundarni del pa tisti, iz katerega se odvaja. Recimo, da imamo transformator, ki pretvarja 220 VAC v 12 V DC. V tem primeru je primarno navitje tisto za 220 V. Toda transformatorji lahko povečujejo in zmanjšujejo. Če torej na prej omenjeno sekundarno navitje priključimo 12 V izmeničnega toka, lahko iz primarnega navitja črpamo 220 V. Zato zamenjata mesti.

V nekaterih primerih je lahko več kot eno sekundarno navitje. Stari televizijski sprejemniki so imeli na primer eno primarno navitje in številna sekundarna navitja z napetostmi od 3,3 V do 90 V. V obeh primerih je transformator namenjen pretvorbi napetosti in tokov v optimalne vrednosti.

Zakon o ohranitvi energije

Razumeti je treba, da ta naprava ne črpa energije od nikoder. Vzemimo transformator s primarno napetostjo 220 V in tokom 5 A. To pomeni, da je njegova moč 1100 W. S sekundarnim navitjem 22V ne moremo črpati več kot 50A. Preračunano v vate dobimo enako vrednost 1100 vatov. Na sekundarni strani ne moremo črpati več toka. Če bomo to poskušali storiti, bo naprava preprosto odpovedala. Tako je jasno, za kaj je transformator namenjen. Pretvarjanje izmenične napetosti v enosmerno napetost. Podrobnejše informacije o posameznih vrstah naprav bodo sledile v nadaljevanju.

Merilni transformatorji

Uporabljajo se za zmanjšanje vrednosti na sprejemljivo raven za merilne instrumente. Uporabljajo se v merilnih instrumentih. Te naprave lahko najdete tudi v mikroprocesorski tehnologiji. Tam delujeta kot senzor, ki plošči pošilja signale različnih ravni, glede na katere se slednja "odloča" nadaljnje delovanje naprave.

Na splošno imajo visoko stopnjo natančnosti in niso namenjeni prehrani potrošnikov. Primeri uporabe instrumentalnih transformatorjev so naslednji tokovni in napetostni transformatorji. Poskušali bomo čim bolj podrobno pojasniti njihov namen.

tokovni transformatorji

Za kaj se te naprave uporabljajo? Namenjeni so zmanjšanju vrednosti toka na vrednost, ki je sprejemljiva za merilno opremo. V bistvu so vmesni člen med vodniki, s katerih je treba odčitati vrednost, in merilnim mehanizmom. Takšni transformatorji se, kot je navedeno zgoraj, uporabljajo v merilnih instrumentih, zaščitni opremi in opremi za avtomatizacijo. Priključeni so na naslednji način: primarno navitje ima več navitij in je zaporedno povezano z bremenom, sekundarno navitje pa z najmanjšo možno upornostjo zaščitne ali merilne opreme.

Takšni transformatorji so običajno priloženi k opremi, saj manjše spremembe upornosti obremenitve vplivajo na natančnost meritev in zaščitna oprema ne deluje pravilno. Značilnost zasnove in način povezovanja Takšne naprave onemogočajo oskrbo potrošnika z električno energijo.

Napetostni transformatorji

Ta vrsta naprave se ne uporablja za napajanje porabnikov, temveč potrebno za vzpostavitev galvanske izolacije med visokonapetostnim in nizkonapetostnim delom. Način izdelave se ne razlikuje od načina izdelave istoimenskih vrst energije. Še vedno obstajata primarno in sekundarno navitje, prerez žice precej nizka, zato je ni mogoče uporabiti za napajanje porabnikov.

Kot primer vzemimo kilovoltni števec. Dejstvo je, da je predrago zgraditi napravo, ki drži visoko napetost. Zato je med sondami na dotik, ki odčitavajo vrednosti, in napravo nameščen napetostni transformator. Visoke vrednosti pretvori v sprejemljiv merilni mehanizem (približno 100 V). Ta ukrep ne spreminja merilnega mehanizma. Ta vrsta povezave do neke mere pomaga zaščititi električarja, ki izvaja meritve.

Uporabljajo se tudi za vgradnjo v različne avtomatizirani sistemi nadzor in zaščita. Zdaj veste, za kaj so namenjeni napetostni transformatorji. Preidimo na naslednjo vrsto - istoimenske varilne naprave.

Napajalni transformatorji

To so zmogljivejše naprave, ki ste jih mnogi že videli. Poglejmo si podrobneje, kaj počne močnostni transformator. Uporabljajo se za povečanje/zmanjšanje napetosti z elektromagnetno indukcijo do vrednosti, ki jo zahteva uporabnik. Pri teh napravah se beseda "potrošnik" nanaša na tovarne in domove.

To so npr. transformatorji, ki znižajo 6(10) kV na 380 V in ki ločeno združujejo fazo s srednjenapetostnim vodom za napajanje naših gospodinjskih aparatov z napetostjo 220 V. Primer takega transformatorja je v mikrovalovni pečici, kjer pretvori 220-voltno omrežno napetost v potrebno za delovanje magnetron pri 2 kV. Visokonapetostne enote (nad 1000 V) so skoraj vedno trifazne in se lahko delijo na oljno ali zračno hlajene različice, klimatske različice in napetosti primarnega navitja.

Posebnost trifaznih transformatorjev je, da se delovna napetost lahko spreminja s faktorjem 1,73 glede na to, kako so navitja povezana (zvezda-delta). Recimo, da bi takšna enota, priključena v 6 kV delta priključek, lahko delovala v 10 kV omrežju, seveda pod pogojem, da je proizvajalec poskrbel za takšno možnost na strani izolacije. Ti transformatorji so na voljo v trifazni in enofazni izvedbi, kot je navedeno zgoraj. Izdelani so za različne moči, odvisno od potreb potrošnika.

Enofazne transformatorje, ki so se prej uporabljali kot napajalniki, zdaj vse bolj nadomeščajo različni elektronski pretvorniki, ki imajo večji izkoristek, manjšo težo in dimenzije. Tudi energetske naprave lahko glede na vrsto magnetnega vezja razdelimo na naprave z jedrom in naprave z oklepljenim jedrom.

Transformator z navitjem jedra je zasnovan tako, da sta 2 tuljavi nameščeni na kosu v obliki črke U, jarem pa je na vrhu skrajšan. Prednost je, da se elementi dejansko ne dotikajo drug drugega.

Pri armirani izvedbi tuljave je tuljava nameščena na kosu v obliki črke W. Del vodnika je običajno najprej navit kot primarno navitje, nato pa prek temperaturno odpornega distančnika kot sekundarno navitje. Prednost je večja mehanska zaščita navitij.

Obstajajo tudi toroidna jedra, vendar so ta izdelana iz feritnih obročev. к. izdelava takšne konstrukcije iz žice Cast Resin Magnet je draga zadeva. Takšne enote se običajno uporabljajo v elektroniki in delujejo pri visokih frekvencah.

varilni transformatorji

Za kaj se te naprave uporabljajo? V bistvu gre za samostojne enote. Varilni transformator torej ni postroj, ki omogoča delovanje naprave, temveč je sam po sebi popolna naprava. Namen te opreme je zmanjšati omrežno napetost na razmeroma nizko raven, približno 50-60 V, in zagotoviti visok tok.

Pri tej napetosti nastane dokaj kratek oblok, vendar mu resnično velik tok zagotavlja veliko moč. Slednje omogoča varjenje ali rezanje kovin.

Takšni transformatorji imajo običajno zaznavanje toka. Pri tem je treba spremeniti premer in vrsto varilne elektrode. Resnica je , varilni transformatorji vse bolj nadomeščajo inverterji za domačo uporabo. Kar ni presenetljivo, saj ima varilni inverter nižjo učinkovitost. Močno zmanjšuje omrežno napetost, porablja velike tokove v primarnem navitju, ima veliko težo, nizko mobilnost, je precej vroča v primerjavi z napravami inverterskega tipa.

Zdaj veste, kako deluje varilni transformator in za kaj se uporablja.

Ujemajoči transformator

Ta vrsta transformatorja se uporablja v različnih večkaskadnih vezjih za uskladitev upornosti med različnimi deli vezja. Najdete ga lahko v elektrončnem avdio ojačevalniku. To je običajno izhodna napetost pogonske enote.

Za kaj je torej potreben transformator, ki ustreza obremenitvi?? Na primer, delovna napetost svetilke v avdiofrekvenčni ojačevalnik To je transformator z napetostjo od 70 do 90 V, vendar ima zelo majhen tok. Te napetosti ni mogoče uporabiti za zvočnike, zato se ta zmanjša na sprejemljivo napetost, zato se tok poveča.

Namen tega transformatorja je zmanjšati ali povečati vrednost, ki jo potrebuje določena oprema.

Zaključek

Vsem strojem za pretvorbo toka in napetosti je skupno načelo delovanja. Pri nakupu transformatorja je treba upoštevati primarno in sekundarno napetost, frekvenco, faktor moči ter s tem moč in izhodni tok.

Doma tega stroja skoraj ne uporabljamo več. Navsezadnje je varilni transformator nadomestil inverter, njegove ustreznike v napajalnih enotah pa so že nadomestili elektronski pretvorniki napetosti. To je posledica dejstva, da te naprave običajno tehtajo več kot elektronske in niso varčne zaradi velike porabe plemenitih kovin pri proizvodnji in visokih stroškov popravil. V bližnji prihodnosti bodo v proizvodnji ostale le transformatorske postaje, vendar le tam, kjer jih ne bo mogoče nadomestiti z elektronskimi komponentami.

V tem članku smo poskušali pojasniti, čemu so transformatorji namenjeni, in se nekoliko pogovorili o njihovih glavnih vrstah.