За какво се използва трансформатор: характеристики, принцип на действие и приложение

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

За начало нека да разберем за какво служи трансформаторът и какво е той. Това е електрическа машина, предназначена да променя напрежението. Те са различни в зависимост от предназначението. Има токови, напрежение, съгласуващи, заваръчни, силови, измервателни трансформатори. Всеки има различни задачи, но те недвусмислено са обединени от принципа на действие. Всички трансформатори работят на променлив ток. Няма такива DC устройства. Всички те имат първични и вторични намотки.

Какво се нарича първична и какво се нарича вторична намотка?

Първичният е този, към който идва напрежението, а вторичният е този, от който се отстранява. Да предположим, че имаме трансформатор, който преобразува 220 V AC в 12 V. В този случай първичната намотка е тази, която е 220 V. Но трансформаторите могат не само да понижат, но и да увеличат напрежението. ТакаПо този начин, като свържем 12 V AC към по-горе посочената вторична намотка, можем да премахнем 220 V от първичната. Така те сменят местата.

В някои случаи може да има няколко вторични намотки. Например в старите телевизори имаше устройства с една първична намотка и много вторични, напрежението на които варираше от 3,3 до 90 V. Във всеки случай трансформаторът служи за преобразуване на напрежения и токове до оптимални стойности.

Законът за запазване на енергията

Трябва да се разбере, че този уред не взема енергия от нищото. Например, нека вземем трансформатор с първично напрежение 220 V и ток 5 A. Това означава, че мощността му е 1100 вата. От вторичната намотка при 22 V можем да премахнем ток от не повече от 50 A. Преобразувайки във ватове, получаваме същите 1100 вата. Няма да премахваме повече мощност от вторичната намотка. Ако се опитате да направите това, устройството просто ще се провали. Така става ясно за какво служи трансформаторът. За преобразуване на AC напрежение в DC. След това ще ви разкажем повече за всеки тип такива устройства.

Инструментални трансформатори

Такива устройства се използват за намаляване на стойностите до приемливи за измервателни устройства. Използват се в инструментите. Такива устройства можете да намерите и в микропроцесорната техника. Там те работят като сензор, който изпраща сигнали от различни нива към платката, в зависимост от които последната „взема решение“за по-нататъшно функциониране.уред.

Те обикновено са много точни и не са предназначени за потребителска употреба. Примери за това за какво се използват инструментални трансформатори са следните устройства за преобразуване на ток и напрежение. Ще се опитаме да обясним целта им възможно най-подробно.

Токови трансформатори

За какво са тези устройства? Те са предназначени да намалят количеството ток до приемливо измервателно оборудване. Всъщност те са междинно оборудване между проводниците, от което е необходимо да се вземе стойността на стойността, и измервателния механизъм. Такива трансформатори се използват, както вече беше споменато, в измервателни уреди, защитно оборудване и автоматизация. Те са свързани по този начин: първичната намотка има няколко завоя и е свързана последователно с товара, а вторичната намотка е свързана към минималното възможно съпротивление на защитното или измервателното оборудване.

Обикновено тези трансформатори се доставят със самото оборудване, тъй като леки промени в съпротивлението на натоварване ще повлияят на точността на измерване и защитното оборудване няма да работи правилно. Характеристиката на дизайна и методът на свързване на такива устройства правят невъзможно захранването на потребителя.

Трансформатори на напрежение

Този тип устройство не се използва за захранване на консуматори, но е необходимо за създаване на галванична изолация между високоволтовите и нисковолтови части. Методът на производство е никакъвразлични от видовете мощности на устройства със същото име. Все още има първични и вторични намотки, напречното сечение на проводника е доста ниско, което не позволява да се използва за захранване на консуматори.

Вземете например киловолтметър. Факт е, че е твърде скъпо да се изгради устройство, което да поддържа високо напрежение. Следователно между измервателните сонди, които приемат стойността на количествата, и уреда е монтиран трансформатор на напрежение. Преобразува високи стойности в приемливи от измервателния механизъм (приблизително 100 V). Тази мярка ви позволява да не правите промени в измервателния механизъм. До известна степен тази схема на свързване ви позволява да защитите електротехника, който прави измервания.

Използват се и за монтаж в различни автоматизирани системи за управление и защита. Сега знаете за какво служат трансформаторите за напрежение. Да преминем към следващия тип - едноименни заваръчни устройства.

Мощни трансформатори

Това са по-мощни устройства, които много от вас са виждали. След това ще опишем подробно за какво се използват силови трансформатори. Те са необходими за увеличаване/намаляване на напрежението чрез електромагнитна индукция до стойността, от която се нуждае потребителят. В случая на тези устройства думата „потребител“се отнася до фабрики и жилищни сгради.

Най-яркият пример са устройства, които понижават 6 (10) kV до приемливи 380 V, които вече захранват една фаза в комбинация със средната линиянашите къщи се нуждаят от 220 V. И пример за такъв усилващ трансформатор може да се намери в микровълновата печка, където една от 220 V мрежата прави магнетрона 2 kV, необходим за операцията. Уредите с високо напрежение (над 1000 V) са почти винаги трифазни и се класифицират в модули с маслено или въздушно охлаждане, както и климатични модификации и напрежение на първичната намотка.

Характеристика на трифазните трансформатори е, че в зависимост от включването на намотките (звезда-триъгълник), можете да промените работното напрежение 1,73 пъти. Да предположим, че това устройство, свързано с 6 kV делта, може да работи в 10 kV мрежа, освен ако, разбира се, производителят се е погрижил за тази възможност от страна на изолацията. Има трансформатори, както бе споменато по-горе, трифазни и еднофазни. Устройствата са проектирани да работят с различен капацитет в зависимост от нуждите на потребителя.

Монофазните трансформатори, които преди са били използвани като захранващи устройства, сега се заменят активно от различни електронни преобразуватели, които имат по-голяма ефективност, по-малко тегло и размери. Също така захранващите устройства могат да бъдат разделени според вида на изпълнение на магнитната верига на прът и броня.

Трансформатор с магнитна верига на сърцевината е проектиран по такъв начин, че 2 намотки са монтирани върху U-образна част, а отгоре е затворено иго. Предимството е, че елементите всъщност не се допират един до друг.

В бронираната магнитна верига бобината е монтирана върху W-образната част. Обикновено първо се навива участъкът, върху който са разположени проводницитекато първичен, а след това, чрез топлоустойчив сепаратор, като вторичен. Предимството е подсилената механична защита на намотките.

Има и тороидални ядра, но те са направени от феритни пръстени, тъй като е неизгодно да се изгражда такава конструкция от ламинирана магнитна верига. Такива устройства обикновено се използват в електрониката и работят на високи честоти.

Заваръчни трансформатори

За какво са тези устройства? Всъщност те са независими единици. Тоест заваръчният трансформатор не е сбруя, която осигурява работата на всяко устройство, но самият той е пълноценно устройство. Целта на такова устройство е да намали мрежовото напрежение до относително ниско, приблизително 50-60 V, и да осигури голям ток.

При това напрежение се пробива доста къса дъга, но наистина огромният ток й осигурява много мощност. Благодарение на последния параметър металът се заварява или реже.

Такива трансформатори, като правило, имат регулиране на тока. Това е необходимо за промяна на диаметъра и вида на заваръчния електрод. Вярно е, че заваръчните трансформатори за домашна употреба все повече се заменят с инвертори. Което не е изненадващо, тъй като ефективността на заваръчния преобразувател е по-ниска. Той силно спада мрежовото напрежение, консумира големи токове на първичната намотка, има голямо тегло, ниска подвижност и се нагрява доста в сравнение с устройства от инверторен тип.

Сега знаете как работи заваръчният трансформатор и за какво служи.

Координатор

Този тип трансформатор се използва в различни многостепенни вериги, за да съответства на съпротивлението между различните части на веригата. Можете да го намерите в лампов аудио усилвател. Обикновено в такива устройства е почивен ден.

И така, за какво е трансформаторът за съгласуване на натоварването? Например работното напрежение на лампите в аудиочестотния усилвател е 70-90 V, но токът е оскъден. Такова напрежение не може да се приложи към високоговорителите, което означава, че то се понижава до приемливо напрежение и съответно токът се увеличава.

Целта на такъв трансформатор е да намали напрежението или да го увеличи до стойността, изисквана от определен възел на апарата.

Заключение

Всички устройства за преобразуване на ток и напрежение са обединени от принципа на действие. Основни параметри, на които трябва да обърнете внимание при покупка: първично напрежение, вторична намотка, честота, фактор на мощността и съответно мощност и изходен ток.

В ежедневието този уред почти не се използва. В крайна сметка заваръчният трансформатор замени инвертора, а неговите аналози в захранванията вече замениха електронните преобразуватели на напрежение. Това се прави поради факта, че устройствата обикновено имат голямо тегло в сравнение с електронните, а също така не са икономически изгодни поради високата консумация на цветни метали в производството и скъпите ремонти. Скоро ще остане вътрепроизводство само на трансформаторни подстанции, но само на тези места, където няма да е възможно да се заменят с електронни компоненти.

В тази статия се опитахме да обясним за какво са трансформатори и поговорихме малко за техните основни типове.