Трансформаторът е електромагнитно устройство, което се използва за преобразуване променлив ток с еднопрежение и честота в променлив ток с друго (иливно)прежение и същата честота.
Съдържание
Конструкция и функция трансформатор
Вй-простия случай Трансформатор съдържа първичнамотка с броямотките W1 и вторичен с W2. Енергията е свързана към първичнатамотка, а товарът - към вторичнатамотка. Преносът енергия се осъществява чрез електромагнитна индукция. За се подобри електромагнитната връзка,мотките обикновено се монтират върху затворена сърцевина (магнитна сърцевина).
Ако променливотопрежение U1се подава към първичнатамотка, а променливият ток I1който индуцира в сърцевинатагнитен поток F със същата форма. Тозигнитен поток индуцира ЕМП във вторичнатамотка. Ако към вторичната верига е свързан товар, вторичният ток I2.
Напрежението във вторичнатамотка се определя от съотношениетовивките W1 и W2:
U2=U1*(W1/W2)=U1/k, където k коефициент трансформация.
Ако k<1, тогава U2>U1, акъв трансформатор серича повишаващ трансформатор. Ако k>1 , тогава U2
Един трансформатор може има повече от една вторичнамотка сзлични трансформаторни съотношения.пример 220-волтов трансформатор за захранване домакински крушки може има една вторичнамотка,пример 500 V за захранване анодните вериги и 6 V за захранване веригите сжежаема жичка. В първия случай k<1, а във втория случай k>1.
Трансформаторътботимо с променливипрежения -гнитният поток трябва се променя, за възникне ЕМП във вторичнатамотка.
Видове ядра за трансформатори
В практиката се използват ядра немо с посочената форма. В зависимост от предназначението устройствотогнитните сърцевини могат бъдат изработени позличничини.
Ядра
Ядрата нискочестотните трансформатори изработени от стомана с изразенигнитни свойства. За семалят вихровите токове,сивът сърцевината еправен от отделни плочи, които електрически изолирани една от друга. За високи честоти се използват другитериали,пример ферит.
Разгледаната по-горе сърцевина серича сърцевиненсив и се състои от две пръчки. При еднофазните трансформатори се използват и триядрени ядра. Те имат по-малъкзсейвангнитен поток и по-висока ефективност. В този случай и първичната, и вторичнатамотказположени върху централната сърцевина.
Трифазните трансформатори също се изработват трифазни ядра. Първичната и вторичнатамотка всяказазположени отделна сърцевина. В някои случаи се използват ядра с пет ядра. Те имат еднаквозположение,то първичната и вторичната сърцевиназположени от двете страни ядрото, ай-външните два пръта от всяка страна се използват за свързванегнитните потоци при определени операции.
Бронирани ядра
Еднофазните трансформатори се изработват с бронирани сърцевини - дветемоткизположени върху централната сърцевинагнитопровода.гнитният поток в това ядро се свързва по същиячинто в триядрен блок, т.е. през страничните стени. В този случай потокътзсейване е многолък.
Предимствотози конструкция е, че има известно увеличениезмера и теглото поради възможността за по-плътно запълване прозореца сърцевината смотки,ка че е изгодно се използват бронирани сърцевини за трансформатори с ниска мощност. Последица от това е и по-късатагнитна верига, което води до по-ниски загуби при празен ход.
Недостатъците, чемотките по-трудно достъпни за проверка и ремонт, а изолацията за високипрежения е по-сложна за изработване.
Тороидален
При тороидалните сърцевинигнитният поток епълно затворен в сърцевината и практически няма изтичанегнитен поток. Но тези трансформатори трудни завиване, поради което рядко се използват,пример в управляеми автотрансформатори слъкпацитет или във високочестотни приложения, където ежен имунитетът срещу смущения.
Автотрансформатор
В някои случаи е препоръчително се използват трансформатори, при коитомотките свързани немогнитно, но и електрически. Това означава, че при устройство за увеличаване скоростта първичнатамотка ест от вторичнатамотка, а при устройство замаляване скоростта вторичнатамотка ест от първичнатамотка.кова устройство серича автотрансформатор (АТ).
Понижаващият се автотрансформатор не е обикновен делителпрежение - в предаването енергия към вторичната верига участва игнитна връзка.
Предимствата автотрансформаторите:
- по-ниски загуби;
- възможност за плавно регулиранепрежението;
- по-малкизмери (автотрансформаторите по-евтини, по-лесни за транспортиране);
- По-нискизходи поради по-малките нужди оттериали.
Недостатъците включват необходимостта от изолация дветемотки с по-високопрежение и липсаталванична изолация между входа и изхода, която може пренесе въздействието атмосферните влияния от първичната към вторичната верига. В същото време елементите вторичната верига не трябва бъдат заземени. Същока, увеличените токове късо съединение се считат за недостатък АТ. При трифазните автотрансформаторимотките обикновено се свързват в звезда със заземена неутрала; възможни и други схеми свързване, но те твърде сложни и тромави. Това също е недостатък, който може ограничи използването автотрансформатори.
Трансформаторни приложения
Свойството трансформаторите увеличават илималяватпрежението се използва широко в промишлеността и встните домакинства.
Трансформацияпрежението
Промишленото нивопрежение имазлични изисквания взличнитези. Позлични причини не е изгодно се използват генератори за високопрежение при производството електроенергия. Ето защопример във водноелектрическите централи се използват генератори спрежение 6...35 kV. Зазлика от тях за пренос електроенергия необходими по-високипрежения - от 110 kV до 1150 kV в зависимост отзстоянието. След това товапрежение отново се понижава до 6...10 kV,зпределя се към местните подстанции, откъдето се понижава до 380(220) волта и се доставя до крайния потребител. За битови и промишлени уреди тя трябва бъде допълнителномалена, обикновено до 3...36 волта.
Всички тези стъпки се извършват с помощта ... силови трансформатори. Те могат бъдат сухи илислени. При последните сърцевината имотките семират в резервоар ссло, което действато изолационна и охлаждаща среда.
Галванична изолация
Галваничната изолация повишава безопасността електрическите уреди. Ако устройството не се захранва директно от 220-волтовата мрежа, където един от проводниците е свързан със земята, а чрез трансформатор 220/220 волта, захранващотопрежение остава същото. Но ако земята и вторичните тоководещисти се докоснат едновременно, няма има верига, по която тече ток, и рискът от токов удар ще бъде много по-малък.
Измерванепрежението
Във всички електрически инсталации трябва се следи нивотопрежението. Ако се използва класпрежение до 1000 волта, волтметрите се монтират директно върхустите подпрежение. При инсталации спрежениед 1000 волта това не е възможно - устройствата твърде тромави и може не безопасни в случай повреда изолацията. Ето защо вкива системи волтметрите се свързват към проводници с високопрежение чрез трансформатори с подходящ коефициент трансформация.пример за мрежи 10 kV се използват трансформатори 1:100, а изходнотопрежение е стандартно 100 волта. Ако амплитудата първичнотопрежение се променя, тя се променя едновременно и във вторичното. Скалата волтметъра обикновено е градуирана в обхвата първичнотопрежение.
Трансформаторът е доста сложен и скъп компонент за производство и поддръжка. В много приложения обаче тези устройства незаменими и нямат алтернатива.
Свързани статии:
