ТРАНСФОРМАТОРЫ
ТРАНСФОРМАТОРЫ
Трансформатор однофазный
Трансформатор напряжения соответственно будет называться повышающим, если на выходе со вторичной обмотки напряжение выше, чем в первичной, и понижающим, если, напряжение во вторичной обмотке ниже, чем в первичной. На рисунке ниже изображена схема работы трансформатора:
Принципиальная схема трансформатора
Красным (на рисунке ниже) обозначена первичная обмотка, синим вторичная, также изображен сердечник трансформатора, собранный из пластин специальной электротехнической стали. Буквами U1 обозначено напряжение первичной обмотки.
Буквами I1 обозначен ток первичной обмотки. U2 обозначено напряжение на вторичной обмотке, I2 ток во вторичной. В трансформаторе две или более обмоток индуктивно связаны.
Также трансформаторы могут использоваться для гальванической развязки цепей.
Принцип работы трансформатора
Принцип действия трансформатора
При подаче напряжения на первичную обмотку в ней наводится ЭДС самоиндукции. Силовые линии магнитного поля пронизывают не только ту катушку, которая наводит ток, но и расположенную на том же сердечнике вторую катушку (вторичную обмотку) и наводит также в ней ЭДС самоиндукции.
Отношение числа витков первичной обмотки к вторичной называется Коэффициентом трансформации. Записывается это так:
- U1 =напряжение первичной обмотки.
- U2 = напряжение вторичной обмотки.
- w1 = количество витков первичной обмотки.
- w2 = количество витков вторичной обмотки.
- кт = коэффициент трансформации.
Коэффициент трансформации – формула
Если коэффициент трансформации меньше единицы, то трансформатор повышающий, если больше единицы, понижающий. Разберем на небольшом примере: w1 количество витков первичной обмотки равно условно равно 300, w2 количество витков вторичной обмотки равно 20. Делим 300 на 20, получаем 15.
Число больше единицы, значит трансформатор понижающий. Допустим, мы мотали трансформатор с 220 вольт, на более низкое напряжение, и нам теперь нужно посчитать, какое будет напряжение на вторичной обмотке. Подставляем цифры: U2=U1\кт = 220\15 = 14.66 вольт. Напряжение на выходе с вторичной обмотки будет равно 14.
66 вольт.
Трансформаторы на схемах
Обозначается на принципиальных схемах трансформатор так:
Обозначение трансформатора на схемах
На следующем рисунке изображен трансформатор с несколькими вторичными обмотками:
Трансформатор с двумя вторичными обмотками
Цифрой “1” обозначена первичная обмотка (слева), цифрами 2 и 3 обозначены вторичные обмотки (справа).
Сварочные трансформаторы
Существуют специальные сварочные трансформаторы.
Сварочный трансформатор
Сварочный трансформатор предназначен для сварки электрической дугой, он работает как понижающий трансформатор, снижая напряжение на вторичной обмотке, до необходимой величины для сварки. Напряжение вторичной обмотки бывает не более 80 Вольт. Сварочные трансформаторы рассчитаны на кратковременные замыкания выхода вторичной обмотки, при этом образуется электрическая дуга, и трансформатор при этом не выходит из строя, в отличие от силового трансформатора.
Силовые трансформаторы
Электроэнергия передается по высоковольтным линиям от генераторов, где она вырабатывается до высоковольтных подстанций потребителя, в целях сокращения потерь, при высоком напряжении равном 35-110 киловольт и выше.
Перед тем, как мы сможем использовать эту энергию, её напряжение нужно понизить до 380 вольт, которое подводится к электрощитовым, находящимся в подвалах многоквартирных домов. Трехфазные трансформаторы обычно бывают рассчитаны на большую мощность.
В электросетях на трансформаторных подстанциях стоят трансформаторы понижающие напряжение с 35 или 110 киловольт, до 6 или 10 киловольт, наверное все видели такие трансформаторы величиной с небольшой дом:
Фото высоковольтный трансформатор
Трансформаторы с 6-10 киловольт на 380 вольт расположены вблизи потребителей. Такие трансформаторы стоят на трансформаторных подстанциях расположенных во многих дворах. Они поменьше размерами, но вместе с ВН (выключателями нагрузки) которые ставятся перед трансформатором и вводными автоматами и фидерами могут занимать двух этажное здание.
Трансформатор 6 киловольт
У трехфазных трансформаторов обмотки соединяются не так, как у однофазных трансформаторов. Они могут соединяться в звезду, треугольник и звезду с выведенной нейтралью. На следующем рисунке приведена как пример одна из схем соединения обмоток высокого напряжении и низкого напряжения трехфазного трансформатора:
Пример соединения обмоток силового трансформатора
Трансформаторы существуют не только напряжения, но и тока. Такие трансформаторы применяют для безопасного измерения тока при высоком напряжении. Обозначаются на схемах трансформаторы тока следующим образом:
Изображение на схемах трансформатор тока
На фото далее изображены именно такие трансформаторы тока:
Трансформатор тока
Существуют также, так называемые, автотрансформаторы. В этих трансформаторах обмотки имеют не только магнитную связь, но и электрическую. Так обозначается на схемах лабораторный автотрансформатор (ЛАТР):
Лабораторный автотрансформатор – изображение на схеме
Используется ЛАТР таким образом, что включая в работу часть обмотки, с помощью регулятора, можно получить различные напряжения на выходе. Фотографию лабораторного автотрансформатора можно видеть ниже:
Фото ЛАТР
В электротехнике существуют схемы безопасного включения ЛАТРа с гальванической развязкой с помощью трансформатора:
Безопасный ЛАТР изображение на схеме
Для согласования сопротивления разных частей схемы служит согласующий трансформатор. Также находят применение измерительные трансформаторы для измерения очень больших или очень маленьких величин напряжения и тока.
Тороидальные трансформаторы
Промышленность изготавливает и так называемые тороидальные трансформаторы. Один из таких изображен на фото:
Фотография – тороидальный трансформатор
Преимущества таких трансформаторов по сравнению с трансформаторами обычного исполнения заключаются в более высоком КПД, меньше звуковой дребезг железа при работе, низкие значения полей рассеяния и меньший размер и вес.
Сердечники трансформаторов, в зависимости от конструкции могут быть различными, они набираются из пластин магнитомягкого материала, на рисунке ниже приведены примеры сердечников:
Сердечники трансформаторов – рисунок
Вот в кратце и вся основная информация о трансформаторах в радиоэлектронике, более подробно разные частные случаи можно рассмотреть на форуме. Автор AKV.
Форум по трансформаторам
Обсудить статью ТРАНСФОРМАТОРЫ
Источник: https://radioskot.ru/publ/nachinajushhim/transformatory/5-1-0-761
Виды трансформаторов
В электротехнике постоянно требуется преобразование тока из одного состояния в другое.
В этих процессах активно участвуют различные виды трансформаторов, представляющие собой электромагнитные статические устройства, без каких-либо подвижных частей.
В основе их действия лежит электромагнитная индукция, посредством которой переменный ток одного напряжения преобразуется в переменный ток другого напряжения. При этом частота остается неизменной, а потери мощности совсем незначительные.
Общее устройство и принцип работы
Каждый трансформатор оборудуется двумя или более обмотками, индуктивно связанными между собой. Они могут быть проволочными или ленточными, покрытыми изоляционным слоем. Обмотки наматываются на сердечник, он же магнитопровод, выполненный из мягких ферромагнитных материалов. При наличии одной обмотки, такое устройство называется автотрансформатором.
Принцип действия трансформатора довольно простой и понятный. На первичную обмотку устройства подается переменное напряжение, что приводит к течению в ней переменного тока. Этот переменный ток, в свою очередь, вызывает создание в магнитопроводе переменного магнитного потока.
Под его воздействием в первичной и вторичной обмотках происходит наведение переменной электродвижущей силы (ЭДС). Когда вторичная обмотка замыкается на нагрузку, по ней также начинает течь переменный ток. Этот ток во вторичной системе отличается собственными параметрами.
У него индивидуальные показатели тока и напряжения, количество фаз, частота и форма кривой напряжения.
Энергетические системы, осуществляющие передачу и распределение электроэнергии, пользуются силовыми трансформаторами. С помощью этих устройств изменяются величины переменного тока и напряжения. Однако частота, количество фаз, кривая тока или напряжения, остаются в неизменном виде.В конструкцию простейшего силового трансформатора входит магнитопровод, изготавливаемый из ферромагнитных материалов, преимущественно из листовой электротехнической стали. На стержнях магнитопровода – сердечника располагаются первичная и вторичная обмотки. Первичная обмотка соединяется с источником переменного тока, а вторичная подключается к потребителю.
В силовых трансформаторах при протекании через витки обмотки также создается переменный магнитный поток, возникающий в магнитопроводе. Под его влиянием в обеих обмотках индуктируется ЭДС.
Выходное напряжение может быть выше или ниже первоначального, в зависимости от того, какой тип трансформатора используется – повышающий или понижающий. Значение ЭДС в каждой обмотке различается в соответствии с количеством витков.
Таким образом, если создать определенное соотношение витков в обмотках, можно создать трансформатор с требуемым отношением входного и выходного напряжений.
Типы трансформаторов
В соответствии со своими параметрами и характеристиками, все трансформаторы разделяются на следующие виды:
- По количеству фаз могут быть одно- или трехфазными.
- В соответствии с числом обмоток, трансформаторы бывают двух- или трехобмоточными, а также двух- или трехобмоточными с расщепленной обмоткой.
- По типу изоляции – сухие (С) и масляные (М) или с негорючим заполнением (Н).
- По видам охлаждения – с естественным масляным охлаждением (М), с масляным охлаждением и воздушным дутьем (Д), принудительная циркуляция масляного охлаждения (Ц), сухие трансформаторы с воздушным охлаждением (С). Кроме того, существуют устройства без расширителей, для защиты которых используется азотная подушка.
Условные обозначения трансформаторов
Каждый трансформатор имеет собственные условные обозначения, расшифровывающие основные технические характеристики и параметры устройства.
Буквенные символы обозначают следующее:
- А – конструкция автотрансформатора.
- О – однофазная модификация.
- Т – трехфазное устройство, с наличием или отсутствием расщепления обмоток.
В соответствии с системой охлаждения, трансформаторы маркируются следующим образом:
- Сухого типа: «С» – с естественным воздушным охлаждением, открытого исполнения; «СЗ» – то же самое, защищенного исполнения; «СГ» – то же самое, герметичного исполнения; «СД» – воздушное охлаждение с дутьем.
- Масляное охлаждение: «М» – естественное; «МЗ» – естественное, с защитной азотной подушкой без расширителя; «Д» – дутье и естественная циркуляция масла; «ДЦ» – дутье и принудительная циркуляция масла; «Ц» – масляно-водяное охлаждение и принудительная циркуляция масла.
- С использованием негорючего жидкого диэлектрика: «Н» и «НД» – естественное охлаждение и с применением дутья.
Существует множество других буквенных и цифровых обозначений. Правильно расшифровать их помогут специальные справочники и таблицы.
Масляные трансформаторы
Данный тип трансформаторов считается наиболее экономичным. Они лучше всего подходят для наружной установки. Внутри помещений они могут устанавливаться на уровне первого этажа, в специальных камерах с двумя наружными дверьми.
Эксплуатация масляных трансформаторов отличается специфическими особенностями.
Они должны обязательно оборудоваться маслоприемными устройствами в виде ям или приямков, способных к сбору примерно 20-30% общего количества масла, залитого в трансформатор.
Глубина таких ям должна быть не менее 1 м. Следует помнить, что масляные установки запрещается размещать в подвалах и на вторых этажах зданий.
Устройства с негорючим диэлектриком
Мощность таких установок составляет до 2500 кВА. Трансформаторы этого типа применяются в тех случаях, когда технические условия не допускают использования других устройств. Чаще всего это связано с условиями окружающей среды и недопустимостью открытой установки масляных трансформаторов.
Применение устройств с негорючим диэлектриком имеет серьезные ограничения в связи с высокой токсичностью совтола, используемого для охлаждения. Данная жидкость, обладая противопожарными и взрывобезопасными свойствами, может нанести серьезный вред человеческому организму, привести к раздражению носовых и глазных слизистых оболочек.
Основное преимущество этих устройств заключается в возможности их ввода в эксплуатацию без проведения предварительной ревизии. В процессе дальнейшей работы они не требуют обслуживания и ремонта.
Сухие трансформаторы
Максимальная мощность этих устройств также находится в пределах 2500 кВА. Они применяются в тех местах, где условия среды делают масляные трансформаторы пожароопасными, а трансформаторы с негорючей жидкостью – токсичными. Установка сухих трансформаторов производится в административные, общественные и другие здания, где возможно значительное скопление людей.
Рассматривая основные виды трансформаторов, следует отметить, что устройства сухого типа с небольшой мощностью могут размещаться внутри помещений и других закрытых местах.
Это связано с тем, что им не требуются маслосборники и охлаждающая жидкость. Серьезным недостатком сухих трансформаторов считается наличие повышенного шума во время работы.
Этот фактор нужно обязательно принимать во внимание при выборе места установки данных устройств.
Источник: https://electric-220.ru/news/vidy_transformatorov/2016-12-24-1147
Основы работы трансформатора простыми словами
Трансформаторы широко используются во всех отраслях электроники. Одно из их наиболее известных применений – в источниках питания, где они используются для преобразования рабочего напряжения из одного значения в другое. Они также служат для изоляции цепи на выходе от прямого подключения к первичной цепи. Таким образом, они передают энергию из одной цепи в другую без прямого подключения.
Очень большие трансформаторы используются в для изменения линейных напряжений между различными требуемыми значениями. Однако для радиолюбители или домашние энтузиасты обычно встречают трансформаторы в источниках питания. Трансформаторы также широко используются в других цепях от аудио до радиочастот, где их свойства широко используются для соединения различных этапов в оборудовании.
Яндекс.Картинки
Что такое трансформатор?
Базовый трансформатор состоит из двух обмоток. Они известны как первичные и вторичные. В сущности, энергия входит в первичную и выходит во вторичную. Некоторые трансформаторы имеют больше обмоток, но основа работы остается той же.
Есть два основных эффекта, которые используются в трансформаторе, и оба относятся к току и магнитным полям. В первом случае обнаруживается, что ток, протекающий в проводе, создает вокруг него магнитное поле. Величина этого поля пропорциональна току, протекающему в проводе. Также установлено, что если провод намотан на катушку, то магнитное поле увеличивается.
Если это электрически сгенерированное магнитное поле находится в существующем поле, то на провод, воздействующий током, будет действовать сила так же, как два неподвижных магнита, расположенных рядом друг с другом, будут либо притягивать, либо отталкивать друг друга.
Именно это явление используется в электродвигателях, счетчиках и ряде других электрических агрегатов.
Второй эффект заключается в том, что если магнитное поле вокруг проводника изменяется, то в проводнике будет индуцироваться электрический ток. Одним из примеров этого может быть случай, если магнит расположен близко к проводу или катушке. При этих обстоятельствах электрический ток будет индуцирован, но только если магнит движется.
Комбинация двух эффектов происходит, когда два провода или две катушки размещены вместе.
Когда ток изменяет свою величину в первой, это приведет к изменению магнитного потока, и это, в свою очередь, приведет к току, индуцируемому во второй.Это основная концепция трансформатора, из которой видно, что он будет работать только тогда, когда переменный ток проходит через входную или первичную цепь.
Коэффициент трансформации трансформатора
Для протекания тока должна присутствовать ЭДС (электродвижущая сила). Разность потенциалов или напряжение на выходе зависит от соотношения витков в трансформаторе.
Обнаружено, что если на первичной обмотке присутствует больше витков, чем на вторичной, то напряжение на входе будет больше, чем на выходе, и наоборот.
На самом деле напряжение можно легко рассчитать, исходя из знания соотношения витков:
Формула расчёта трансформатора
Где Ep – первичная ЭДС. Es – вторичная ЭДС. np – количество витков на первичной
ns – количество витков на вторичной.
Если отношение витков ns/np больше единицы, то трансформатор будет выдавать более высокое напряжение на выходе, чем на входе, и он называется повышающим трансформатором. Аналогичным образом, если отношение витков меньше единицы, то трансформатор является понижающим.
Соотношения напряжения и тока на трансформаторе
Существует ряд других факторов, которые можно легко рассчитать. Первое – это соотношение входных и выходных токов и напряжений.
Поскольку входная мощность равна выходной мощности, можно рассчитать напряжение или ток, если остальные три значения используют простую формулу, показанную ниже.
Этот факт не учитывает каких-либо потерь в трансформаторе, которые, к счастью, можно игнорировать в большинстве расчетов.
Vp x Ip = Vs x Is
Где Vp – напряжение в первичной обмотке Ip – ток в первичной обмотке Vs – напряжение во вторичной обмоткеIs – ток во вторичной обмотке
Например, возьмем случай сетевого трансформатора, который выдает 25 вольт на один усилитель. При входном напряжении 250 вольт это означает, что входной ток составляет только одну десятую ампер.
Для некоторых трансформаторов число витков на первичной обмотке будет таким же, как на вторичной обмотке, а ток и напряжение на входе будут такими же, как на выходе. Однако если отношение витков не равно 1: 1, соотношение напряжения и тока будет различным на входе и выходе.
Из простого отношения, показанного выше, будет видно, что отношение напряжения к току изменяется между входом и выходом. Например, трансформатор с соотношением витков 2:1 может иметь вход 20 В с током 1 А, тогда как на выходе напряжение будет 10 В при 2 А.
Поскольку отношение напряжения и тока определяет полное сопротивление, видно, что трансформатор можно использовать для изменения полного сопротивления между входом и выходом. Фактически импеданс изменяется как квадрат отношения витков, как видно из:
Использование
Трансформаторы широко используются в радио и электронике. Одно из их основных применений – сети электропитания. Здесь трансформатор используется для изменения входного сетевого напряжения (около 240 В во многих странах и 110 В во многих других) на требуемое напряжение для питания оборудования.
У большей части современного оборудования, использующего полупроводниковую технологию, требуемые напряжения намного ниже, чем на входящей сети. В дополнение к этому трансформатор изолирует питание вторичной обмотки от сети, тем самым делая эксплуатацию более безопасной.
Если бы питание было взято непосредственно из электросети, риск поражения электрическим током был бы гораздо выше.
Силовой трансформатор, подобный используемому в источнике питания, обычно наматывается на железный сердечник. Это используется для концентрации магнитного поля и обеспечивает очень тесную связь между первичной и вторичной обмотками.
Таким образом, эффективность поддерживается как можно выше. Однако очень важно убедиться, что этот сердечник не действует как однооборотная обмотка. Для предотвращения этого секции сердечника изолированы друг от друга.
Фактически сердечник состоит из нескольких пластин, каждая из которых чередуется, но изолируется друг от друга.
Две обмотки силового трансформатора также хорошо изолированы друг от друга.
Хотя одно из основных применений трансформаторов, с которыми столкнется любитель – это преобразование напряжения питания или сетевого напряжения на новый уровень, у них также есть множество других применений, для которых они могут быть использованы.
Ранее, они широко использовались в аудиоустройствах, что позволяло управлять громкоговорителями с низким импедансом от цепей, которые имели относительно высокий выходной импеданс.Тот факт, что они могут изолировать компоненты постоянного тока, выступать в качестве трансформаторов полного сопротивления и в виде настроенных цепей, означает, что они являются жизненно важным элементом во многих цепях.
Вывод
Трансформатор является бесценным компонентом в современной электронике. Несмотря на то, что интегральные схемы и другие полупроводниковые устройства, кажется, используются всё чаще, ничто не заменит трансформатор.
Тот факт, что он способен изолировать и передавать энергию от одной цепи к другой, в то же время изменяя полное сопротивление, гарантирует, что он уникально позиционируется как инструмент для конструкторов электроники.
Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5c6450b4c0874300adc6bc01/5d871d3cb5e99200ae5f8910
Виды трансформаторов. Где и для чего применяются?
Здравствуйте, дорогие друзья! Сегодня поговорим про виды трансформаторов, рассмотрим их общее устройство и принцип работы, узнаем где применяются. И так…
В энергетике и электротехнике постоянно требуется преобразование тока из одного состояния в другое.
В этих процессах активно участвуют различные виды трансформаторов, представляющие собой электромагнитные статические устройства, без каких-либо подвижных частей.
В основе их действия лежит электромагнитная индукция, посредством которой переменный ток одного напряжения преобразуется в переменный ток другого напряжения. При этом частота остается неизменной, а потери мощности совсем незначительные.
Силовые трансформаторы
Термином «силовой» определяют назначение, связанное с преобразованием высоких мощностей. Вызвано это тем, что большинство бытовых и производственных потребителей электрических сетей нуждаются в питании напряжением 380/220 вольт. Однако доставка его на большие расстояния связана с огромными потерями энергии, которые снижаются за счет использования высоковольтных линий.
Воздушные ЛЭП высокого напряжения соединяют в единую сеть подстанции с силовыми трансформаторами соответствующего класса.
Силовой трансформатор 110 кВ
А по другим линиям напряжение 6 или 10 кВ подводится к силовым трансформаторам, обеспечивающих питанием 380/220 вольт жилые комплексы и производственные предприятия.
Измерительные трансформаторы
В этом классе работают два вида устройств, обеспечивающих в целях измерения параметров сети преобразования:
Измерительные трансформаторы создаются с высоким классом точности. Во время эксплуатации их метрологические характеристики периодически подвергают поверке на правильность измерения как величин, так и углов отклонения векторов тока и напряжения.
Трансформаторы тока
особенность их устройства заключается в том, что они постоянно эксплуатируются в режиме короткого замыкания. У них вторичная обмотка полностью закорочена на маленькое сопротивление, а остальная конструкция приспособлена для такой работы.
Чтобы исключить аварийный режим входная мощность ограничивается специальным устройством первичной обмотки: в ней создается всего один виток, который не может создать при протекании по нему тока большого падения напряжения на обмотке и, соответственно, передать в магнитопровод высокую мощность.
Этот виток врезается непосредственно в силовую цепь, обеспечивая его последовательное подключение. У отдельных конструкций просто создается сквозное отверстие в сердечнике, через которое пропускают провод с первичным током.
Нагрузку вторичных цепей трансформатора тока, находящегося под напряжением, нельзя разрывать. Все провода и соединительные клеммы по этой причине изготавливаются с повышенной механической прочностью. В противном случае на разорванных концах сразу возникает высоковольтное напряжение, способное повредить вторичные цепи.
Благодаря работе трансформаторов тока создается возможность обеспечения постоянного контроля и анализа нагрузок, протекающих в электрической системе. Особенно это актуально на высоковольтном оборудовании.
Измерительные трансформаторы тока 110 кВ
Номинальные значения вторичных токов измерительных трансформаторов энергетики принимают в 5 ампер для оборудования до 110 кВ включительно и 1 А — выше.
Широкое применение трансформаторы тока нашли в измерительных приборах. За счет использования конструкции раздвижного магнитопровода удается быстро выполнять различные замеры без разрыва электрической цепи, что необходимо делать при использовании обычных амперметров.
Токовые клещи с раздвижным магнитопроводом трансформатора тока позволяют обхватить любой проводник с напряжением и замерить величину и угол вектора тока.
Трансформаторы напряжения
Отличительная особенность этих конструкций заключается в том, что они работают в режиме, близком к состоянию холостого хода, когда величина их выходной нагрузки невысокая. Они подключается к той системе напряжений, величина которой будет измеряться.
Измерительный трансформатор напряжения 110 кВ
Измерительные трансформаторы напряжения обеспечивают гальваническую развязку оборудования первичных и вторичных цепей, работают в каждой фазе высоковольтного оборудования.
Из них создают целые комплексы систем измерения, позволяющие фильтровать и выделять различные составляющие векторов напряжения, учет которых необходим для точной работы защит, блокировок, систем сигнализации.
За счет работы трансформаторов тока и напряжения снимают вектора вторичных величин, пропорциональные первичным в реальном масштабе времени. Это позволяет не только создавать цепи измерения и защит по току и напряжению, но и за счет математических преобразований векторов анализировать состояние мощностей и сопротивлений в действующей электрической системе.
Специальные виды трансформаторов
К этой группе относят:
- разделительные
- согласующие
- высокочастотные
- сварочные и другого типа трансформаторные устройства, созданные для выполнения специальных электрических задач
Разделительные трансформаторы
Размещение двух обмоток совершенно одинаковой конструкции на общем магнитопроводе позволяет из 220 вольт 50 герц на входе получать такое же напряжение на выходе.
Напрашивается вопрос: зачем делать такое преобразование? Ответ прост: в целях обеспечения электрической безопасности.
Разделительный трансформатор с системой контроля изоляции, тока нагрузки, температуры трансформатора
При пробое изоляционного слоя провода первичной схемы, на корпусе прибора появляется опасный потенциал, который по случайно сформированной цепи через землю способен поразить человека электрическим током, нанести ему электротравму.
Гальваническое разделение схемы позволяет оптимально использовать питание электрооборудования и в то же время исключает получение травм при пробоях изоляции вторичной схемы на корпус.
Поэтому разделительные трансформаторы широко используются там, где проведение работ с электроинструментом требует принятия дополнительных мер безопасности. Также они широко используются в медицинском оборудовании, допускающем непосредственный контакт с телом человека.
Высокочастотные трансформаторы
Отличаются от обычных материалом магнитопровода, который способен, в отличие от обычного трансформаторного железа, хорошо, без искажений передавать высокочастотные сигналы.
Используется в электротермии, в частности при индукционном нагреве в электротермических установках для высокочастотной сварки металлов, плавки, пайки, закалки и т.д.
Согласующие трансформаторы
Основное назначение — согласование сопротивлений разных частей в электронных схемах. Согласующие трансформаторы нашли широкое применение в антенных устройствах и конструкциях усилителей на электронных лампах звуковых частот.
Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!
[wysija_form id=»1″]Источник: https://powercoup.by/radioelektronika/vidyi-transformatorov
Электрические трансформаторы
ВИДЫ И ТИПЫ – ХАРАКТЕРИСТИКИ – ПРИМЕНЕНИЕ
Трансформаторы — это устройства предназначенные для преобразования электроэнергии. Их основная задача — изменение значения переменного напряжения. Трансформаторы используются как в виде самостоятельных приборов, так и в качестве составных элементов других электротехнических устройств.
Достаточно часто трансформаторы используются при передаче электроэнергии на дальние расстояния. Непосредственно на электрогенерирующих предприятиях они позволяют существенно повысить напряжение, которое вырабатывается источником переменного тока.
Повышая напряжение до 1150 кВт, трансформаторы обеспечивают более экономную передачу электроэнергии: значительно снижаются потери электричества в проводах и появляется возможность уменьшить площадь сечения кабелей, используемых в линиях электропередач.
Принцип работы трансформатора основан на эффекте электромагнитной индукции. Классическая конструкция состоит из металлического магнитопровода и электрически не связанных обмоток выполненных из изолированного провода. Та обмотка, на которую подается электроэнергия, называется первичной. Вторая — подсоединённая к устройствам, потребляющим ток, называется вторичной.
После того как трансформатор подсоединяют к источнику переменного тока в его первичная обмотка формирует переменный магнитный поток. По магнитопроводу он передается на витки вторичной обмотки, индуцируя в них переменную ЭДС (электродвижущую силу). При наличии устройства потребления в цепи вторичной обмотки возникает электрический ток.
Соотношение между входным и выходным напряжением трансформатора прямо пропорционально отношению количества витков соответствующих обмоток.
Эта величина называется коэффициентом трансформации: Ктр=W1/W2=U1/U2, где:
- W1, W2 — количество витков первичной и вторичной обмоток соответственно;
- U1,U2 — входное и выходное напряжения соответственно.
Обмотки могут быть расположены либо в виде отдельных катушек либо одна поверх другой. У маломощных устройств обмотки выполняются из провода с хлопчатобумажной или эмалевой изоляцией. Микро трансформатор имеет обмотки из алюминиевой фольги толщиной не более 20—30 мкм. В качестве изолирующего материала выступает оксидная пленка, полученная естественным окислением фольги.
Виды и типы трансформаторов
Трансформаторы — это достаточно широко распространенные устройства, поэтому существует множество их разновидностей. По конструктивному исполнению и назначению они делятся на:
Автотрансформаторы.
Они имеют одну обмотку с несколькими отводами. За счет переключения между этими отводами можно получить разные показатели напряжения. К недостаткам следует отнести отсутствие гальванической развязки между входом и выходом.
Импульсные трансформаторы.
Предназначены для преобразования импульсного сигнала незначительной продолжительности (около десятка микросекунд). При этом форма импульса искажается минимально. Обычно используется в цепях обработки видеосигнала.
Разделительный трансформатор.
Конструкция этого устройства предусматривает полное отсутствие электрической связи между первичной и вторичными обмотками, то есть обеспечивает гальваническую развязку между входными и выходными цепями. Используется для повышения электробезопасности и, как правило, имеет коэффициент трансформации равный единице.
Пик—трансформатор.
Используется для управления полупроводниковыми электрическими устройствами типа тиристоров. Преобразует синусоидальное напряжение переменного тока в пикообразные импульсы.
Стоит выделить способ классификации трансформаторов по способу их охлаждения.
Различают сухие устройства с естественным воздушным охлаждением в открытом, защищенном и герметичном исполнении корпуса и с принудительным воздушным охлаждением.
Устройства с жидкостным охлаждением могут использовать различные типы теплообменной жидкости. Чаще всего это масло, однако встречаются модели где в качестве теплообменного вещества используется вода или жидкий диэлектрик.
Кроме того производят трансформаторы с комбинированным охлаждением жидкостно-воздушным. При этом каждый из способов охлаждения может быть как естественным, так и с принудительной циркуляцией.
В начало
Характеристики трансформаторов
К основным техническим характеристиками трансформаторов можно отнести:
- уровень напряжения: высоковольтный, низковольтный, высоко потенциальный;
- способ преобразования: повышающий, понижающий;
- количество фаз: одно- или трехфазный;
- число обмоток: двух- и многообмоточный;
- форму магнитопровода: стержневой, тороидальный, броневой.
Один из основных параметров — это номинальная мощность устройства, выраженная в вольт-амперах. Точные граничные показатели могут несколько различаться в зависимости от количества фаз и других характеристик. Однако, как правило, маломощными считаются устройства, преобразовывающие до нескольких десятков вольт-ампер.
Приборами средней мощности считаются устройства от нескольких десятков до нескольких сотен, а трансформаторы большой мощности работают с показателями от нескольких сотен до нескольких тысяч вольт-ампер.
Рабочая частота – различают устройства с пониженной частотой (менее стандартной 50 Гц), промышленной частоты – ровно 50 Гц, повышенной промышленной частоты (от 400 до 2000 Гц) и повышенной частоты (до 1000 Гц).
В начало
Область применения
Трансформаторы получили широкое распространение, как в промышленности, так и в быту. Одной из основных областей их промышленного применения является передача электроэнергии на дальние расстояния и ее перераспределение.
Не менее известны сварочные (электротермические) трансформаторы. Как видно из названия, данный тип устройств применяется в электросварке и для подачи питания на электротермические установки. Также достаточно широкой областью применения трансформаторов является обеспечение электропитания различного оборудования.
В зависимости от назначения трансформаторы делят на:
Силовые.
Являются наиболее распространенным типом промышленного трансформатора. Применяются для повышения и понижения напряжения. Используется в линиях электропередач. По пути от электрогенерирующих мощностей до потребителя электроэнергия может несколько раз проходить через повышающие силовые трансформаторы, в зависимости от удалённости конкретного потребителя.
Перед подачей непосредственно на приборы потребления (станки, бытовые и осветительные приборы) электроэнергия претерпевает обратные преобразования, проходя через силовые понижающие трансформаторы.Тока.
Выносные измерительные трансформаторы тока используются для обеспечения работоспособности цепей учета электроэнергии защиты энергетических линий и силовых автотрансформаторов. Они имеют различные размеры и эксплуатационные показатели. Могут размещаться в корпусах небольших приборов или являться отдельными, габаритными устройствами.
В зависимости от выполняемых функций различают следующие виды:
- измерительные — подающее ток на приборы измерения и контроля;
- защитные — подключаемые к защитным цепям;
- промежуточные — используется для повторного преобразования.
Напряжения.
Они применяются для преобразования напряжения до нужных величин. Кроме того, такие устройства используются в цепях гальванической развязки и электро- радио- измерениях.
В начало
© 2012-2019 г. Все права защищены.
Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов
Источник: https://eltechbook.ru/transformatory.html
