Elektromagnetne statične naprave se uporabljajo za ustvarjanje in uporabo magnetnega polja. Obstaja veliko primerov, zakaj potrebujete transformator v elektronskih, električnih vezjih in radijski tehniki. Naprava je opremljena z induktivnimi navitji, ki so med seboj povezani na magnetnem jedru. Omrežje prispeva k izmeničnemu polju, medtem ko transformator uporablja elektromagnetno indukcijo, da daje konstantne vrednosti toku brez spreminjanja frekvence.
Vsebina
Opredelitev in uporaba
Za napajanje naprav so potrebne različne napetosti različnih karakteristik. Transformator je zasnova za uporabo induktivnega delovanja magnetnega polja. Trakovi ali žične tuljave, povezane s skupnim tokom, znižujejo ali povečujejo napetost. Televizor uporablja 5 voltov za delovanje tranzistorjev in mikrovezij, napajanje kineskopa pa zahteva nekaj kilovoltov pri uporabi kaskadnega oscilatorja.
Izolirana navitja so nameščena na jedro iz spontano magnetiziranega materiala z določeno vrednostjo napetosti. Starejše enote so uporabljale obstoječo omrežno frekvenco, približno 60 Hz. Sodobna električna vezja aparatov uporabljajo visokofrekvenčne impulzne transformatorje.Izmenična napetost se s pomočjo oscilatorja popravi in pretvori v vrednost z določenimi parametri.
Napetost stabilizira krmilna enota s širinsko impulzno modulacijo. Visokofrekvenčni izbruhi se prenašajo na transformator, izhod prejme stabilne vrednosti. Masivnost in težo naprav preteklega leta nadomestita lahkotnost in majhnost. Linearna zmogljivost enote je sorazmerna z močjo v razmerju 1:4, za zmanjšanje velikosti naprave se poveča frekvenca toka.
Masivne naprave se uporabljajo v napajalnih tokokrogih, če želite ustvariti minimalno stopnjo disipacije motenj z visoko frekvenco, na primer pri zagotavljanju kakovostnega zvoka.
Zasnova in princip delovanja
Proizvajalec izbere osnovna pravila delovanja enote, vendar to ne vpliva na zanesljivost delovanja. Koncepti se razlikujejo v procesu izdelave. Načelo delovanja transformatorja temelji na dveh izjavah:
- Spreminjajoče se gibanje usmerjenih nosilcev naboja ustvarja izmenično polje magnetne sile;
- Učinek na tok sile, ki se prenaša skozi tuljavo, povzroči elektromotorno silo in indukcijo.
Naprava je sestavljena iz naslednjih delov:
- Magnetni prevodnik (jedro);
- tuljava ali navitje;
- hrbtenica za razporeditev tuljav;
- izolacijski material;
- hladilni sistem;
- drugi elementi pritrditve, dostopa, zaščite.
Delovanje transformatorja temelji na vrsti konstrukcije in kombinaciji jedra in navitij. Pri jedrnem tipu je prevodnik zaprt v navitjih in ga je težko videti. Tuljave so vidne, zgornji in spodnji del jedra sta vidna, os pa je navpična. Material, iz katerega je izdelana tuljava, mora dobro prevajati električni tok.
V izdelkih oklepnega tipa jedro skriva večino zavojev, je nameščeno vodoravno ali navpično.Zasnova toroidnega transformatorja vključuje namestitev dveh neodvisnih navitij na magnetno jedro brez električne povezave med njima.
Magnetni sistem
Izdelano iz legiranega transformatorskega jekla, ferita, permaloja z ohranitvijo geometrijske oblike za ustvarjanje magnetnega polja enote. Vodnik je sestavljen iz plošč, trakov, podkev in izdelan na stiskalnici. Del, na katerem je nameščeno navitje, se imenuje jarem. Jarem je element brez tuljav, ki opravlja zapiranje vezja.
Načelo delovanja transformatorja je odvisno od sheme opornikov, ki so:
- ravno - osi jarmov in jeder so v eni ravnini;
- prostorski - vzdolžni elementi so razporejeni v različnih površinah;
- simetrični - vodniki enake oblike, velikosti in konstrukcije so razporejeni na vse jarme na podoben način kot drugi;
- asimetrična - posamezna stojala se razlikujejo po videzu, dimenzijah in so postavljena v različnih položajih.
Če predpostavimo, da enosmerni tok teče skozi navitje, ki se imenuje primarno, se magnetna žica odpre. V drugih primerih je jedro zaprto, služi za zapiranje daljnovodov.
Navitja
Izdelano v obliki niza zavojev, razporejenih na vodnike s kvadratnim prerezom. Oblika se uporablja za učinkovito delovanje in povečanje faktorja polnjenja v oknu magnetnega jedra. Če je treba povečati presek jedra, je izdelan v obliki dveh vzporednih elementov, da se zmanjša pojav vrtinčnih tokov. Vsak tak prevodnik se imenuje jedro.
Jedro je ovito v papir in prevlečeno z emajl lakom. Včasih sta dve jedri, razporejeni vzporedno, obdani s skupno izolacijo, ki se imenuje kabel. Navitja se razlikujejo glede na namen:
- glavni - napajajo se z izmeničnim tokom, pretvorjeni električni tok pride ven;
- regulacijski - opremljeni so z odcepi za pretvorbo napetosti pri nizki amperaži
- pomožni - služijo za oskrbo svojega omrežja z močjo, manjšo od nominalne vrednosti transformatorja, in podmagnetijo vezje z enosmernim tokom.
Metode zavijanja:
- Navijanje vrstic - zavoji so izdelani v smeri osi vzdolž celotne dolžine prevodnika, naslednji zavoji so naviti tesno, brez vrzeli;
- vijačno navijanje - večplastno navijanje z režami med obroči ali mimo sosednjih elementov;
- navijanje diska - spiralna vrsta se izvaja zaporedno, v krogu je navijanje izdelano v radialnem vrstnem redu v notranji in zunanji smeri;
- folijska spirala je izdelana iz aluminijaste in bakrene široke pločevine, katere debelina se giblje od 0,1-2 mm.
Simboli
Za lažje branje diagrama transformatorja obstajajo posebni znaki. Jedro je narisano z debelo črto, številka 1 prikazuje primarno navitje, sekundarni zavoji so označeni s številkama 2 in 3.
V nekaterih vezjih je črta jedra po debelini podobna risbi polkrogov tuljav. Oznaka jedrnega materiala je drugačna:
- feritno magnetno jedro je narisano z debelo črto;
- jekleno jedro z magnetno režo je narisano s tanko črto z prelomom na sredini;
- os iz magnetiziranega dielektrika je označena s tanko pikčasto črto;
- bakrena palica je narisana kot ozka črta z oznako materiala po Mendelejevi tabeli.
Krepke pike se uporabljajo za poudarjanje izhoda tuljave, oznaka trenutne indukcije je enaka. Uporablja se za označevanje vmesnih enot v kaskadnih generatorjih za prikaz protifaze. Postavite pike, če želite nastaviti polarnost pri sestavljanju in smer navitij. Število ovojev v primarnem navitju je določeno konvencionalno, tako kot število polkrogov ni normalizirano, obstaja sorazmernost, vendar ni strogo upoštevana.
Glavne značilnosti
Način mirovanja se uporablja, ko je sekundar transformatorja odprt, v njem ni napetosti. Tok teče skozi primarno navitje in pride do reaktivne magnetizacije. Delovanje v prostem teku se uporablja za določanje učinkovitosti, razmerja transformacije in izgub v jedru.
Obremenitveno delovanje vključuje priključitev napajalnika na primarni tokokrog, kjer teče skupni tok delovanja in tok brez obremenitve. Obremenitev je priključena na sekundar transformatorja. Ta način je pogost.
Do faze kratkega stika pride, če je upor sekundarne tuljave edina obremenitev. V tem načinu se določijo toplotne izgube tuljave v tokokrogu. Parametri transformatorjev se upoštevajo v sistemu zamenjave naprave z nastavitvijo upora.
Razmerje med vhodno in izhodno močjo določa učinkovitost transformatorja.
Aplikacije
Gospodinjski aparati imajo ozemljitev preko ničelnega vodnika. Porabniki, ki se hkrati dotaknejo faznega in nevtralnega tokokroga, povzročijo napako v zanki in povzročijo telesne poškodbe. Ožičenje skozi ločilni transformator varuje ljudi, ker sekundarno navitje nima stika s tlemi.
Impulzne enote se uporabljajo pri prenosu pravokotnih sunkov in preoblikovanju kratkih signalov pod obremenitvijo. Izhod spremeni polarnost in amplitudo toka, napetost pa ostane nespremenjena.
DC merilna oprema je magnetni ojačevalnik. Pri spreminjanju izmenične napetosti pomaga usmerjeno gibanje elektronov majhne moči. Usmernik zagotavlja konstantno energijo in je odvisen od vrednosti vhodne električne energije.
Napajalne enote se pogosto uporabljajo v generatorjih majhnega toka, moč, zmogljivost pri dizlih imajo srednje vrednosti. Transformatorji so nameščeni zaporedno z obremenitvijo, naprava je povezana z virom s primarnim navitjem, sekundarni tokokrog oddaja transformirano energijo. Vrednost izhodnega toka je neposredno sorazmerna z obremenitvijo.Oprema s 3 magnetnimi palicami se uporablja, če je generator trifazni tok.
Invertirne enote imajo tranzistorje enake prevodnosti in na izhodu ojačajo le del signala. Za popolno pretvorbo napetosti se na oba tranzistorja uporabi impulz.
Ustrezna oprema se uporablja za povezavo elektronskih naprav z visokoimpedančnimi vhodnimi in izhodnimi obremenitvami z nizkim pretokom električnega toka. Enote so uporabne v visokofrekvenčnih vodih, kjer razlika v vrednosti vodi do izgub energije.
Vrste transformatorjev
Nazivni tok v primarnem in sekundarnem krogu določa razvrstitev transformatorjev. Pri običajnih vrstah je indeks v območju 1-5 A.
Ločilna enota ne omogoča povezave obeh spiral. Oprema zagotavlja galvansko izolacijo, to je prenos impulza na brezkontakten način. Brez tega je tok, ki teče med tokokrogi, omejen le z uporom, ki se zaradi majhne vrednosti ne upošteva.
Ustrezni transformator zagotavlja ujemanje različnih vrednosti upornosti za zmanjšanje popačenja oblike impulza na izhodu. Služi za organizacijo galvanske izolacije.
Preden ugotovimo, kaj so transformatorji smeri moči, je treba opozoriti, da so proizvedeni za delo z omrežji visoke moči. Naprave z izmeničnim tokom spreminjajo energijske vrednosti v sprejemnih inštalacijah in delujejo na mestih z veliko zmogljivostjo in hitrostjo spremembe električne energije.
Rotacijskega transformatorja ne smemo zamenjevati z rotacijsko opremo, strojem za pretvorbo kota vrtenja v napetost tokokroga, kjer je učinkovitost odvisna od hitrosti vrtenja. Naprava prenaša električni impulz na gibljive dele strojev, kot je glava videorekorderja. Dvojno jedro z ločenimi navitji, od katerih se eno vrti okoli drugega.
Enota, polnjena z oljem, uporablja tuljavo za hlajenje s posebnim transformatorskim oljem. Imajo magnetno vezje zaprtega tipa. V nasprotju z vrstami v zraku lahko komunicirajo z omrežji velike moči.
Varilni transformatorji za optimizacijo delovanja opreme, znižanje napetosti in ustvarjanje visokofrekvenčnega toka. To je posledica sprememb induktivne impedance ali karakteristik brez obremenitve. Stopenjska regulacija se izvaja s postavitvijo električnega navitja na vodnikih.
