Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Odkritje, ki ga je leta 1831 izvedel veliki znanstvenik Faraday o principu elektromagnetne indukcije, je omogočilo nov pogled na veliko zakonov elektrotehnike. Temeljil je na interakciji elektromagnetnih polj, 45 let po tem, ko je velik ruski znanstvenik P. N. Yablochkov prejel patent za izum transformatorja. Klasična definicija je: transformator je električna naprava, ki pretvarja tok primarnega navitja ene napetosti v tok sekundarnega navitja z drugačno napetostjo.

Indukcijski učinek nastane, ko se elektromagnetno polje spremeni, zato je za delovanje transformatorja potrebno imeti napetost z izmeničnim tokom. Transformacija (prenos) se izvede s pretvorbo električne energije primarnega navitja v magnetno polje, nato pa v sekundarnem navitju pride do obratnega preoblikovanja magnetnega polja v električno energijo. Če število obratov sekundarnega navitja preseže število obratov primarnega navitja, se naprava imenuje povečevalni transformator. Ko so navitja priključena v obratnem vrstnem redu, se dobi naprava za spuščanje.

Naprava in princip delovanja

Strukturno je naprava za pretvorbo napetosti sestavljena iz jedra in dveh navitij . Jedro je sestavljeno iz plošč iz jeklene pločevine. Primarni in sekundarni navitji so naviti na njem iz bakrene žice različnih premerov. Debelina žice za navijanje transformatorja je neposredno odvisna od njene izhodne moči.

Jedro naprave je lahko okretno ali oklepno. Pri uporabi izdelka v nizkofrekvenčnih napetostnih omrežjih se najpogosteje uporabljajo paličaste magnetne žice, ki so v obliki:

  • U-oblika.
  • V obliki črke W.
  • Toroidal.

Jedra so izdelana iz posebnega transformatorskega železa, od kakovostnih značilnosti katerega je odvisnih veliko splošnih parametrov naprave. Povlečemo jedro iz tankih železnih plošč, ki so med seboj izolirane s slojem laka ali oksida, da zmanjšajo izgube zaradi vrtinčnih tokov. Lahko se uporablja in konča polovice, ki so narejene iz trdnih železnih trakov.

Prednosti in slabosti jeder

  • Tipkana bolj pogosto uporablja za napravo magnetni krogi s poljubnim prerezom, omejen le s širino plošč. Najboljši parametri so napetostni transformatorji s kvadratnim prerezom. Pomanjkljivost te vrste jedra je potreba po tesnem zategovanju plošč, majhnemu faktorju polnjenja prostora kot tudi povečani disperziji magnetnega polja naprave.
  • Twisted jedra so veliko lažje tipi v sklop. Celotno jedro tipa W je sestavljeno iz štirih delov, tip U pa ima samo dva dela. Tehnične značilnosti takšnega transformatorja so veliko boljše kot dial-up. Slabosti vključujejo potrebo po minimalnem razmiku med deli. S fizičnim učinkom lahko deli plošče odletijo, v prihodnosti pa je zelo težko doseči tesno prileganje.
  • Toroidna jedra imajo obliko obroča, ki se zaviha z železnega traku transformatorja. Takšna jedra imajo najboljše tehnične lastnosti in skoraj popolno odpravo disperzije magnetnega polja. Pomanjkljivost je kompleksnost navitja, zlasti žic z velikim prerezom.

V transformatorjih tipa W so navitja običajno na osrednji palici. V napravi v obliki črke U se lahko sekundarni navitje navije na eno palico, primarno pa na drugo. Še posebej pogosto pride do konstruktivnih rešitev, ko so navitja razdeljena na polovico in navita na obe palici, nato pa sta med seboj povezana. Hkrati se znatno zmanjša poraba žice za transformator in izboljšajo tehnične lastnosti naprave.

Tehnične specifikacije

Glavne značilnosti delovanja transformatorja so:

  • Vhodna napetost.
  • Velikost izhodne napetosti.
  • Napajalnik.
  • Tok in napetost v prostem teku.

Razmerje napetosti na vhodu in izhodu naprave se imenuje pretvorbeno razmerje. To razmerje je odvisno samo od števila obratov v navitjih in ostaja nespremenjeno v katerem koli načinu delovanja naprave.

Moč transformatorja, ki je na strani primarnega navitja enaka vsoti moči sekundarnih navitij, razen izgub, je neposredno odvisna od premera žic in vrste jedra.

Napetost, ki jo prejmemo na izhodnem navitju naprave, ne da bi povezala obremenitev, se imenuje napetost brez obremenitve. Razlika med tem indikatorjem in napetostjo z obremenitvijo kaže velikost izgub zaradi različne upornosti žic za navijanje.

Vrednost toka brez obremenitve je v celoti odvisna od kazalnikov kakovosti transformatorskega jedra. V idealnem primeru tok primarnega navitja v jedru naprave ustvarja magnetno polje spremenljive vrednosti, katerega največja elektromotorna sila je enaka prostem toku in je nasprotna v smeri. Ampak v resnici je velikost elektromotorne sile vedno manjša od napetosti na vhodu zaradi možnih izgub v jedru.

Zato je za zmanjšanje moči toka brez obremenitve potreben visokokakovosten material pri izdelavi jedra in najmanjša razdalja med ploščama. Toroidna jedra ustrezajo tem pogojem v večjem obsegu.

Vrste naprav

Odvisno od moči, oblike in obsega njihove uporabe, obstajajo te vrste transformatorjev:

  • Avtotransformator je zasnovan kot enojno navijanje z dvema terminaloma, na vmesnih točkah naprave pa je več terminalov, v katerih so primarne in sekundarne tuljave.
  • Tokovni transformator vključuje primarne in sekundarne navitje, jedro magnetnega materiala ter optične senzorje, posebne upore, ki omogočajo pospeševanje metod regulacije napetosti.
  • Močnostni transformator je naprava, ki prenaša tok z indukcijo elektromagnetnega polja med dvema vezjema. Takšni transformatorji so lahko stopenjski ali stopničasti, suhi ali oljni.
  • Antiresonant transformatorji so lahko enofazni ali trifazni. Načelo delovanja take naprave se ne razlikuje veliko od transformatorjev močnostnega tipa. Strukturno je naprava litega tipa z dobro toplotno zaščito in polzaprto strukturo. Antiresonantni transformatorji se uporabljajo za prenos signala na dolge razdalje in pri velikih obremenitvah. Idealno za uporabo v vseh klimatskih pogojih.
  • Ozemljitveni transformatorji (obremenljivi) . Značilnost te vrste je lokacija navitij v obliki zvezde ali cik-cak. Pogosto se za povezavo števca električne energije uporabljajo ozemljene naprave.
  • Peak -transformatorji se uporabljajo v radijskih komunikacijskih napravah in računalniško podprtih proizvodnih tehnologijah, ki temeljijo na načelu ločevanja neposrednega in izmeničnega toka. Konstrukcija takšnega transformatorja je poenostavljena: navitje z določenim številom zavojev se nahaja okoli jedra feromagnetnega materiala.
  • Pri prenosu napajanja z izmeničnim tokom na drugo napravo ali opremo se uporablja izolacijski domači transformator, medtem ko blokira zmogljivosti vira napajanja. V domačem okolju takšne naprave zagotavljajo regulacijo napetosti in galvansko izolacijo. Najpogosteje se uporablja za zatiranje električnega šuma v občutljivih napravah in zaščito pred škodljivimi učinki električnega toka.

Servis in popravila

Priporočljivo je, da se oseba, ki ne pozna načela delovanja električnih naprav, ne ukvarja s popravili te opreme zaradi možnosti električnega udara. Pri popravilih in vzdrževanju transformatorskih naprav se lahko brez nesprejemljivih posledic popravi samo transformator.

Pred začetkom popravil je potrebno preveriti transformator:

  • Najprej je treba vizualno pregledati stanje naprave, saj včasih zatemnjena in otekla področja neposredno kažejo na napako navitja transformatorja.
  • Določanje pravilne povezave naprave. Električni tokokrog, ki ustvarja magnetno polje, mora biti povezan z primarnim navitjem naprave. Toda drugo vezje, ki porabi energijo transformatorja, mora biti vključeno v navijanje izhodne napetosti.
  • Filtracija izhodnega signala faze je definirana kot za diode in kondenzatorje na sekundarnem navitju naprave.
  • Naslednji korak je priprava instrumenta za kontrolno merjenje parametrov, tj. Odstranitev zaščitnih plošč in pokrovov, da se dobi prost dostop do elementov vezja. S pomočjo testerja morate še naprej meriti napetost transformatorja.
  • Za meritve morate napajati napravo vezja. Merjenje parametrov primarnega navitja izvede tester v AC načinu. Če je dobljena vrednost manjša od 80% pričakovane vrednosti, je napaka lahko v samem transformatorju ali v vezju celotne naprave.
  • Preverite, ali je izhodno navijanje izvedeno s testerjem. Hkrati preverjamo navitje tako za možnost kratkega stika kot za prelom žice v navitju tuljave po načelu merjenja upora (če je upor majhen, potem obstaja verjetnost kratkega stika, v primeru, ko je upornost navitja visoka).

Po previjanju transformatorja stopnjevalne napetosti ga je treba v primeru okvare navitja sestaviti v obratnem vrstnem redu, posebno pozornost pa je treba nameniti najbolj tesnemu stiku jedrnih plošč.

Samostojna izdelava ali popravilo naprave zagotavlja zelo zapleten in dolgotrajen postopek. Za opravljanje takega dela bo potrebno razpoložljivost potrebnih materialov, kot tudi sposobnost, da nekaj posebnih izračunov. Še posebej bo potrebno natančno izračunati število obratov v navitju transformatorja, premer žic za navijanje, kot tudi prečni prerez in tip jedra naprave.

Zato je za te operacije bolje zaprositi usposobljeno osebo, ki je seznanjena z osnovnimi pojmi in lastnostmi elektrotehnike ter izračuni potrebnih formul.

Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Kategorija:

Instrumenti