За какво служи трансформаторът: характеристики, функции и приложение

Първо, нека разберем за какво служи трансформаторът и какво представлява. Това е електрическа машина, предназначена за промяна на напрежението на даден ток. В зависимост от предназначението им те са с различни форми и размери. Съществуват токови трансформатори, трансформатори на напрежение, съгласувателни трансформатори, заваръчни трансформатори, силови трансформатори, измервателни трансформатори. Всички те имат различни задачи, но общото между тях е принципът им на действие. Всички трансформатори работят с променлив ток. Не съществува такова нещо като устройство за постоянен ток. Всички те имат първична намотка и вторична намотка.

Какво се нарича първична намотка и какво - вторична намотка??

Първичният проводник е този, към който се подава напрежение, а вторичният - този, от който то се отвежда. Да предположим, че имаме трансформатор, който преобразува 220 VAC в 12VDC. В този случай първичната намотка е тази за 220 V. Но трансформаторите могат не само да намаляват, но и да увеличават. Така че, ако свържем 12 волта променлив ток към споменатата по-горе вторична намотка, можем да черпим 220 волта от първичната. Така те си разменят местата.

В някои случаи може да има повече от една вторична намотка. Например старите телевизори са имали една първична намотка и няколко вторични намотки с напрежения от 3,3 до 90 V. Във всеки случай трансформаторът служи за преобразуване на напреженията и токовете до техните оптимални стойности.

Законът за запазване на енергията

Трябва да се разбере, че тази машина не взима енергия от нищото. Нека вземем за пример трансформатор с първично напрежение 220 V и ток 5 A. Това означава, че мощността му е 1100 вата. При вторична намотка от 22 V можем да черпим не повече от 50 A. Преведено във ватове, получаваме същите 1100 W. Вече не можем да черпим повече енергия от вторичния. Опитите за това просто ще доведат до повреда на устройството. Така че е ясно какво прави трансформаторът. Преобразуване на променлив ток в постоянен ток. Нека разгледаме по-подробно всеки от тези типове устройства.

Измервателни трансформатори

Те се използват за намаляване на стойността на източника на ток до стойност, приемлива за измервателните уреди. Използват се в измервателни уреди. Такива устройства могат да бъдат открити и в микропроцесорната технология. Там те работят като сензор, който изпраща сигнали на различни нива към платката, в зависимост от това коя "решава" Как работи устройството.

Те обикновено са с висока точност и не са предназначени за снабдяване на потребителите. Примери за това, за какво се използват инструменталните трансформатори, са следните трансформатори на ток и напрежение. Ще се опитаме да обясним функциите им възможно най-подробно.

Токови трансформатори

За какво се използват тези устройства? Те са предназначени да намалят стойността на тока до стойност, приемлива за измервателното оборудване. По същество те са междинното звено между проводниците, от които се отчита стойността, и измервателния механизъм. Такива трансформатори, както вече беше споменато, се използват в измервателни уреди, защитно оборудване и оборудване за автоматизация. Те се свързват по следния начин: първичната намотка има няколко навивки и е свързана последователно с товара, а вторичната намотка има минималното възможно съпротивление на защитното или измервателното оборудване.

Тези трансформатори обикновено се доставят със самото оборудване, тъй като малки промени в съпротивлението на товара ще повлияят на точността на измерването и защитното оборудване няма да работи правилно. Конструктивни характеристики и метод на свързване Такива устройства правят невъзможно захранването на потребителя.

Трансформатори на напрежение

Този тип устройства не се използват за снабдяване на потребителите, а за Необходим е за за създаване на галванична изолация между високоволтовата част и нисковолтовата част. Методът на производство не се различава от този на мощните устройства с подобно име. Те все още имат първична и вторична намотка, напречно сечение на проводника Напрежението между двете измервателни сонди е сравнително ниско, така че то вече не може да се използва за захранване на потребителите.

Нека вземем за пример киловолтметър. Проблемът е, че е твърде скъпо да се създаде устройство, което може да работи с високи напрежения. Поради това между сензорните датчици, които отчитат стойностите, и апарата се монтира трансформатор на напрежение. Той преобразува високите напрежения в приемливи за измервателния механизъм (около 100 волта). Тази мярка гарантира, че няма да бъдат направени промени в измервателния механизъм. До известна степен подобна схема на свързване ви позволява да защитите електротехника, който извършва измервания.

Използва се и за монтаж в различни автоматизирани системи контрол и защита. Вече знаете за какво служат трансформаторите на напрежение. Да преминем към следващия тип - едноименните заваръчни апарати.

Силови трансформатори

Това са по-мощните устройства, които много от вас са виждали. По-долу е дадено подробно обяснение за какво се използват силовите трансформатори. Те се използват за увеличаване/намаляване на напрежението чрез електромагнитна индукция до стойността, изисквана от потребителя. В случая с тези устройства думата "потребител" се отнася за фабрики и домове.

Най-яркият пример са устройствата, които намаляват 6 (10) kV до приемливите 380 V и които, взети поотделно, комбинират една фаза с централна линия, за да захранват домовете ни с необходимите 220 V. Пример за такъв повишаващ трансформатор може да се намери в микровълнова фурна, където той осигурява необходимите 220 V от електрическата мрежа за работа Магнетрон с напрежение 2 kV. Високоволтовите агрегати (над 1000 V) почти винаги са трифазни и се разделят на агрегати с маслено или въздушно охлаждане, както и по климатична конструкция и напрежение на първичната намотка.

Особеност на трифазните трансформатори е, че в зависимост от начина на свързване на намотките (звезда-триъгълник) е възможно работното напрежение да се променя с коефициент 1,73. Например, устройство с делта-връзка 6 kV може да работи в мрежа 10 kV, при условие, разбира се, че производителят се е погрижил за такава възможност от страна на изолацията. Тези трансформатори могат да бъдат трифазни или еднофазни, както е посочено по-горе. Проектиран да работи с различни мощности в зависимост от нуждите на потребителя.

Еднофазните трансформатори, които преди се използваха като захранващи блокове, сега все повече се заменят с различни електронни преобразуватели с по-висока ефективност, по-ниско тегло и размери. Също така силовите устройства могат да бъдат разделени на ядрени и бронирани в зависимост от вида на магнитната верига.

Трансформаторът с магнитна сърцевина е разположен по такъв начин, че 2 намотки са монтирани върху U-образна част, а яремът е затворен отгоре. Предимството е, че елементите всъщност не се допират един до друг.

Бронираната намотка е монтирана върху W-образен лист ламарина. Секцията, съдържаща проводниците, обикновено се навива първо като първичен трансформатор, а след това, чрез топлоустойчив сепаратор, като вторичен трансформатор. Предимството е повишената механична защита на намотките.

Съществуват и тороидални сърцевини, но те се изработват с феритни пръстени. к. изграждането на такава структура от запоена магнитна сърцевина е скъпо. Такива устройства обикновено се използват в електрониката и работят при високи честоти.

Заваръчни трансформатори

За какво служат заваръчните трансформатори?? По същество те са самостоятелни единици. Така че заваръчният трансформатор не е ремък, който осигурява работата на дадено устройство, а цялостен апарат сам по себе си. Целта на такава машина е да намали напрежението в мрежата до сравнително ниско ниво, около 50-60 V, и да осигури висок ток.

При това напрежение се образува сравнително къса дъга, но големият ток осигурява достатъчно мощност. Последният позволява заваряване или рязане на метал.

такива трансформатори обикновено имат регулируем ток. Това е за промяна на диаметъра и вида на електрода. Истината, заваръчни трансформатори все повече се заместват от инвертори за домашна употреба. Това не е изненадващо, тъй като заваръчният инвертор има по-ниска ефективност. Той значително намалява напрежението в мрежата, консумира високи токове в първичната намотка, има голямо тегло, ниска подвижност, доста е горещ в сравнение с машините от инверторен тип.

Вече знаете за какво работи заваръчният трансформатор.

Регулиране на

Този тип трансформатор се използва в различни многокаскадни вериги за съгласуване на съпротивлението между различните части на веригата. Може да го откриете в лампов аудиоусилвател. Обикновено това е изходното напрежение на аудиочестотен усилвател.

И така, за какво служи трансформаторът за съгласуване на натоварването?? Например, работното напрежение на тръбите в Гласов честотен усилвател 70-90V, но токът е незначителен. Не можете да подадете това напрежение към високоговорител, затова то се намалява до допустимото напрежение и следователно токът се увеличава.

Предназначението на такъв трансформатор е да понижава или повишава стойността, необходима за определен компонент на апарата.

Заключение

Общото между всички преобразуватели на ток и напрежение е принципът на действие. Основни неща, които трябва да се търсят при покупка: първично напрежение, вторично напрежение, честота, фактор на мощността и следователно мощност и изходен ток.

Това устройство вече почти не се използва в дома. В края на краищата заваръчният трансформатор замени инвертора, а неговите аналози в захранващите блокове бяха заменени от електронни преобразуватели на напрежение. Това се прави по причина, че устройствата обикновено имат по-голямо тегло в сравнение с електронните и не са икономически изгодни поради високия разход на неблагородни метали при производството и скъпите ремонти. В близко бъдеще ще останат да се произвеждат само трансформаторни подстанции, но само на места, където няма да е възможно да бъдат заменени с електронни компоненти.

В тази статия се опитахме да обясним за какво служат трансформаторите и да разкажем малко за основните им видове.