Трансформатор: принцип работы, виды и конструкция устройства

Введение

Трансформатор – это статическое устройство с двумя или более обмотками, предназначенное для преобразования с помощью электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока и напряжения в одну или несколько других систем переменного тока и напряжения, обычно имеющих разные значения на той же частоте, для назначение передачи мощности… (Источник: ГОСТ 30830-2002)

общий вид трансформатора
Рис.1 Общий вид трансформатора

Значение трансформаторов как в энергетике в целом, так и в повседневной жизни каждого человека сложно переоценить, они используются повсеместно: на подстанциях, в городах есть силовые трансформаторы, снижающие высокое напряжение на тысячи и даже десятки от тысяч Вольт до обычных 380/220 Вольт, в компаниях есть совершенно незаменимые сварочные трансформаторы в производстве, трансформаторы также используются в нашем доме в бытовой технике: в микроволновых печах, блоках питания компьютеров и даже зарядных устройствах для телефонов.

В этой статье мы разберемся, как устроены трансформаторы и как они работают, какие бывают трансформаторы, а также дадим их общие характеристики.

Общее устройство и принцип работы трансформаторов

Как правило, трансформатор состоит из двух обмоток, расположенных на общей магнитной цепи. Обмотки изготовлены из медной или алюминиевой проволоки с эмалированной изоляцией, а магнитопровод состоит из тонких пластин из электротехнической стали, изолированных краской для уменьшения потерь энергии из-за вихревых токов (так называемые вихревые токи).

Обмотка, подключенная к источнику питания, называется первичной обмоткой, а обмотка, к которой подключена нагрузка, называется вторичной обмоткой соответственно. Если напряжение (U2) снимается со вторичной обмотки (W2) трансформатора ниже напряжения (U1), подаваемого на первичную обмотку (W1), этот трансформатор считается понижающим трансформатором, а если оно выше, то он считается повышающим трансформатором.

Общее устройство трансформатора
Рис.2 Схема общего устройства трансформатора

Металлическая часть, на которой расположена электрическая обмотка (катушка), т.е расположена в ее центре, называется сердечником, в трансформаторах этот сердечник имеет замкнутую конструкцию и является общим для всех обмоток трансформатора, такой сердечник называют контуром магнитного.

Как уже говорилось выше, принцип работы трансформаторов основан на законе электромагнитной индукции, чтобы понять, как он работает, представьте простейший трансформатор, подобный изображенному на рисунке 2, т.е у нас есть магнитопровод, на котором находятся 2 Обмотки, представьте, что первая обмотка состоит только из одного витка, а вторая – из двух.

Теперь мы подаем напряжение в 1 Вольт на первую обмотку, ее единственный виток условно создаст магнитный поток 1 Втб (для справки: Вебер (Вб) – единица измерения магнитного потока) в магнитной цепи, поскольку магнитная Схема имеет замкнутую конструкцию, магнитный поток будет течь в ней по кругу, проходя через 2 витка второй обмотки, при этом в каждом из этих витков за счет электромагнитной индукции он индуцирует (индуцирует) электродвижущую силу (ЭДС) 1 Вольт, складывается ЭДС этих двух витков и на выходе второй обмотки мы получаем 2 Вольта.

Итак, приложив 1 Вольт к первичной обмотке на вторичной обмотке, мы получили 2 Вольта, т.е в этом случае трансформатор будет называться лифтом, потому что приложенное к нему напряжение увеличивается.

Но этот трансформатор может работать и в обратном направлении, т.е если на вторую обмотку (с двумя витками) подать 2 Вольта, то с первой обмотки по такому же принципу мы получим 1 Вольт, в этом случае трансформатор будет называть понижающим трансформатором.

Общие характеристики трансформаторов

К основным техническим характеристикам трансформаторов можно отнести:

  • номинальная мощность;
  • номинальное напряжение обмоток;
  • номинальный ток обмоток;
  • трансформационные отношения;
  • эффективность;
  • количество обмоток;
  • рабочая частота;
  • количество фаз.

Мощность – один из основных параметров трансформаторов. В (заводских) паспортных данных трансформатора указана его полная мощность (обозначается буквой S), зависит от типа используемого магнитопровода, количества и диаметра витков в обмотках, то есть веса и габариты аппарата электромагнитные.

Мощность измеряется в единицах В ∙ А (Вольт-Ампер). На практике для мощных трансформаторов обычно используются кратные Вольт-Ампер киловольт-Ампер – кВА (103 В ∙ А) и Мегавольт-Ампер – МВА (106 В ∙ А).

Фактически, каждый трансформатор имеет 2 значения мощности: вход (S1) – мощность, которую трансформатор потребляет от своей сети питания и выходной сети (S2) – мощность, которую трансформатор подает на подключенную нагрузку, в то время как выходная мощность всегда меньше чем входная мощность из-за электрических потерь в самом трансформаторе (потери из-за нагрева обмоток, потери из-за вихревых токов и т д.) величина этих потерь определяется другим основным параметром – КПД, сокращенно – КПД (обозначается буквой η), этот параметр указывается в процентах.

Например, если КПД составляет 92%, это означает, что выходная мощность трансформатора будет на 8% меньше входной мощности, т.е. 8% – потери в трансформаторе.

Формулы расчета мощности:

  • Входная мощность: S1 = U1х I1, ВА;
  • Выходная мощность: S2 = U2x I2, ВА;

где это находится:

  • I1, I2 – соответственно токи в первичной и вторичной обмотках трансформатора в Амперах;
  • U1, U2 – соответственно напряжение первичной и вторичной обмоток трансформатора в Вольтах.

Помните, что полная мощность складывается из активной мощности (P) и реактивной мощности (Q:

  • Активная мощность определяется по формуле: P = U x I x cosφ, Ватт (Вт)
  • Реактивная мощность определяется по формуле: Q = U x I x sinφ, реактивный вольт-ампер (VAR)
  • Коэффициент мощности: cosφ = P / S;
  • Коэффициент реактивной мощности: sinφ = Q / S

Формулы для расчета КПД (η) трансформатора:

Как уже упоминалось выше, КПД определяет величину потерь в трансформаторе, или, другими словами, КПД трансформатора и определяется соотношением между выходной мощностью (P2) и входной мощностью (P1):

= P2 / P1

В результате этого расчета определяется значение КПД в относительных единицах (в виде десятичной дроби), например – 0,92, для получения значения КПД в процентах рассчитанное значение необходимо умножить на 100% (0,92 * 100% = 92%).

Чем ближе КПД к 100%, тем лучше, например, идеальный трансформатор – это трансформатор, в котором P2 = P1, но на самом деле из-за потерь в трансформаторе выходная мощность всегда меньше входной.

Это хорошо видно из так называемой энергетической диаграммы трансформатора (рис.3):

энергетическая схема трансформатора

  • P1 – активная мощность, потребляемая трансформатором источником;
  • P2 – активная (полезная) мощность, подаваемая трансформатором на приемник;
  • ∆Pel – электрические потери в обмотках трансформатора;
  • ∆Рm – магнитные потери в магнитопроводе трансформатора;
  • ∆Рдоп – дополнительные потери в других элементах конструкции.

В режиме холостого хода (работа без нагрузки, подключенной к трансформатору), КПД трансформатора составляет η = 0. Мощность P0 без нагрузки, потребляемая трансформатором в этом режиме, используется для компенсации магнитных потерь. При увеличении нагрузки в довольно небольшом диапазоне (примерно β = 0,2) КПД достигает высоких значений. В остальном рабочем диапазоне КПД трансформатора сохраняется на высоком уровне. В режимах, близких к номиналу, КПД трансформатора η ном = 0,9 – 0,98.

Зависимость КПД от нагрузки показана на следующем графике (рис. 4):

график КПД по отношению к трансформатору нагрузки

Номинальное напряжение первичной обмотки U1n – это напряжение, которое должно быть приложено к первичной обмотке трансформатора для получения номинального напряжения вторичной обмотки U2n без нагрузки.

Вторичное номинальное напряжение U2n – это значение, которое устанавливается на выводах вторичной обмотки, когда первичное номинальное напряжение U1n прикладывается к первичной в режиме холостого хода.

Номинальный первичный ток I1n – это максимальный ток, протекающий в первичной обмотке, т. Е. Потребляемый трансформатором из сети, на которую рассчитан этот трансформатор и в которой возможна его длительная работа.

Номинальный вторичный ток I2n – это максимальный ток нагрузки, протекающий во вторичной обмотке, на который рассчитан данный трансформатор и при котором возможна его длительная работа.

Коэффициент трансформации (kt) – это отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки k = W1 / W2.

Также kt определяется как отношение напряжений на выводах обмотки: kt = U1n / U2n.

Для понижающего трансформатора коэффициент трансформации больше 1, а для повышающего трансформатора меньше 1.

Примечание: для трансформаторов тока kt определяется как отношение номинальных значений первичного и вторичного токов kt = I1n / I2n

Количество обмоток у однофазных трансформаторов часто бывает две, но может быть больше. Одно значение напряжения подается на первичную обмотку, а другое значение снимается со вторичной обмотки.

Когда для питания нескольких устройств требуются разные напряжения, в этом случае может быть несколько вторичных обмоток. Также существуют трансформаторы с общей точкой на вторичной обмотке для биполярного питания.

Рабочая частота трансформаторов может быть разной. Но при тех же первичных напряжениях трансформатор, рассчитанный на частоту 50 Гц, можно использовать с частотой сети 60 Гц, но не наоборот. При частоте ниже номинальной увеличивается индукция в магнитопроводе, что может привести к его насыщению и, как следствие, резкому увеличению тока холостого хода и изменению его формы. При частоте выше номинальной увеличивается величина вихревых токов в магнитопроводе, увеличивается нагрев магнитопровода и обмоток, что приводит к ускоренному старению и разрушению изоляции.

Размеры трансформатора напрямую зависят от частоты тока в цепи, в которой он будет установлен. Конечно, трансформатор должен быть рассчитан на эту частоту. Эта зависимость обратная, то есть с увеличением частоты габариты трансформатора значительно уменьшаются. Поэтому импульсные источники питания (с высокочастотными импульсными трансформаторами) намного компактнее.

В зависимости от назначения трансформаторы делают однофазными и трехфазными.

Однофазный трансформатор – это устройство для преобразования электрической энергии в однофазную цепь. В основном он имеет две обмотки, одну первичную и одну вторичную, но может быть несколько вторичных обмоток.

Трехфазный трансформатор – это устройство для преобразования электрической энергии в трехфазную цепь. Конструктивно он состоит из трех сердечников магнитопровода, соединенных верхним и нижним ярмом. Каждый стержень имеет обмотки W1 и W2 максимального (U1) и минимального (U2) напряжения каждой фазы (рис. 5).

схема общего устройства трехфазного трансформатора

Виды трансформаторов

Все трансформаторы можно разделить на следующие типы:

  1. власть;
  2. автотрансформаторы;
  3. измерение;
  4. расколоть;
  5. переписка;
  6. запястье;
  7. пиковые трансформаторы;
  8. сварка.

Силовые трансформаторы являются наиболее распространенным типом промышленных трансформаторов. Они используются для увеличения или уменьшения напряжения. Они являются неотъемлемой частью электросетей предприятий, населенных пунктов и т.д.

Общий вид силового трансформатора

Автотрансформатор – это трансформатор, имеющий только одну обмотку с числом витков W1. Часть этой обмотки с числом витков W2 принадлежит как первичной, так и вторичной цепи:

схема однофазного автотрансформатора
Этот тип трансформатора используется в устройствах автоматического регулирования напряжения. Эти устройства используются, например, в учебных заведениях для лабораторных работ, их можно встретить в электротехнических лабораториях различных предприятий для проведения испытательных работ.

Внешний вид автотрансформаторов:

Измерительные трансформаторы подразделяются на трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Они обеспечивают гальваническую развязку между цепями высокого и низкого напряжения. Как следует из названия, основным приложением является снижение первичного напряжения или тока до значения, используемого в измерительных схемах, например, для подключения амперметров, вольтметров и электросчетчиков. Их также можно использовать в различных схемах защиты, управления и сигнализации. От других типов трансформаторов они отличаются более высокой точностью и стабильностью коэффициента трансформации.

Пример измерительных трансформаторов:

внешний вид инструментальных трансформаторов

Изолирующие трансформаторы эти устройства мало чем отличаются от обычных понижающих или повышающих трансформаторов. Единственное отличие состоит в том, что на общем магнитопроводе размещены абсолютно одинаковые обмотки. То есть полностью совпадают с такими параметрами, как сечение провода, количество витков, изоляция. Следовательно, их коэффициент трансформации равен единице.

Назначение этих устройств – обеспечить гальваническую развязку, исключая прямое электрическое соединение между электрической сетью и оборудованием, подключенным к ней через этот трансформатор.

Их применяют в тех сферах, где есть повышенные требования к электробезопасности, например, при подключении медицинского оборудования.

Согласующие трансформаторы используются для согласования сопротивлений различных частей каскадов электронных схем, а также для подключения нагрузки, не соответствующей по сопротивлению допустимым значениям источника сигнала, что позволяет передавать максимальную мощность к такой нагрузке. В этом случае не имеет значения само прямое изменение показателей тока и напряжения.

Они используются в усилителях низкой частоты в качестве входных, межкаскадных и выходных трансформаторов.

В качестве входа в звуковоспроизводящей аппаратуре используются согласующие трансформаторы для подключения микрофонов и звукоснимателей различных типов.

Трансформаторы этого типа используются для согласования сигнала при подключении антенн к приемным и передающим устройствам.

Импульсные трансформаторы – это устройства с ферромагнитным сердечником, которые используются для изменения импульсов тока или напряжения. Полученный сигнал преобразуется в прямоугольный импульс. Они используются для предотвращения высокочастотных помех. Импульсные трансформаторы чаще всего используются в устройствах электронной обработки, радиолокационных системах, импульсной радиосвязи, в качестве измерительных приборов в счетчиках электроэнергии

внешний вид импульсных трансформаторов

Пиковые трансформаторы: преобразуют синусоидальное напряжение в пики импульсов, сохраняя при этом их полярность и частоту колебаний.

Они незаменимы там, где для запуска привода требуется одиночный импульс с заданной амплитудой напряжения. Это, например, электронные схемы управления, установленные на тиристорах. Они также используются в качестве генераторов импульсов, в основном в высоковольтных исследовательских установках, в коммуникационной и радиолокационной технике. Пиковые трансформаторы наиболее широко используются при автоматизации технологических процессов.

появление пиковых трансформаторов

Сварочные трансформаторы являются основными источниками питания для ручной дуговой сварки на переменном токе. Они используются для понижения сетевого напряжения с 220 В или 380 В до безопасного и в то же время увеличения значения тока для повышения температуры электрической дуги.

внешний вид сварочных трансформаторов

Конструкция

Устройство трансформатора предполагает наличие одной или нескольких отдельных катушек (ленты или проволоки), которые находятся под одним магнитным потоком, намотанным на сердечник ферромагнетика.

Схема устройства трансформатора

Наиболее важными конструктивными частями являются следующие:

  • обмотка;
  • рамка;
  • магнитопровод (сердечник);
  • система охлаждения;
  • система утепления;
  • дополнительные части, необходимые в защитных целях, для установки, обеспечивающие доступ к выходящим частям.

В устройствах очень часто можно увидеть обмотки двух типов: первичная, на которую подается электрический ток от стороннего источника питания, и вторичная, с которой снимается напряжение.

Сердечник обеспечивает лучший обратный контакт обмоток, имеет пониженное сопротивление магнитному потоку.

Некоторые типы сверхвысоких и высокочастотных устройств являются продуктами без сердечника.

Производство устройств организовано по трем основным схемам намотки:

  • бронированный;
  • тороидальный;
  • базовый.

Устройство стержневых трансформаторов подразумевает намотку обмотки на строго горизонтальный сердечник. В бронированных устройствах он заключен в магнитную цепь, расположенную горизонтально или вертикально.

Надежность, производительность, конструкция и принцип действия трансформатора приняты без какого-либо влияния принципа его изготовления.

Принцип работы

Принцип работы трансформатора основан на эффекте взаимной индукции. Подача тока переменной частоты от стороннего поставщика электроэнергии на входы первичной обмотки формирует магнитное поле с переменным потоком в сердечнике, которое проходит через вторичную обмотку и вызывает в нем образование электродвижущей силы. Короткое замыкание вторичной обмотки на приемнике электроэнергии вызывает прохождение электрического тока через приемник из-за действия электродвижущей силы; в то же время в первичной обмотке генерируется ток нагрузки.

Трансформатор 10 / 0,4 кВ

Трансформатор предназначен для передачи преобразованной электрической энергии (без изменения ее частоты) во вторичную обмотку от первичной обмотки с напряжением, подходящим для работы пользователей.

Режимы работы

Характеристики трансформаторов определяются условиями эксплуатации, где решающая роль отводится сопротивлению нагрузки. За основу взяты следующие режимы:

  1. Неактивный ход. Клеммы вторичной цепи в разомкнутом состоянии, сопротивление нагрузки равно бесконечности. Измерение тока намагничивания, протекающего в первичной обмотке, позволяет рассчитать КПД трансформатора. В этом режиме рассчитывается коэффициент трансформации и потери сердечника;
  2. Под нагрузкой (рабочий). Вторичная цепь нагружена некоторым сопротивлением. Параметры протекающего по нему тока напрямую связаны с соотношением витков катушек.режимы работы
  3. Короткое замыкание. Концы вторичной обмотки закорочены, сопротивление нагрузки равно нулю. Режим информирует о потерях, вызванных нагревом обмоток, что на профессиональном языке означает «потери в меди».

    Режим короткого замыкания
    Режим короткого замыкания

Информация о поведении трансформатора в различных режимах получена опытным путем с использованием эквивалентных схем.

Устройство и работа трансформатора

Трансформатор состоит из двух катушек с проволочными обмотками. Эти катушки размещены на стальном сердечнике. Сердечник не монолитный, а собран из тонких пластин.

Одна из обмоток называется первичной. К этой обмотке подключено переменное напряжение, которое идет от генератора, и которое необходимо преобразовать. Другая обмотка называется вторичной. К нему подключена нагрузка. Нагрузка – это все устройства и устройства, потребляющие энергию.

На рисунке ниже показан символ трансформатора.

Работа трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции. Когда через первичную обмотку протекает переменный ток, в сердечнике создается переменный магнитный поток. А поскольку сердечник общий, магнитный поток индуцирует ток в другой катушке.

В первичной обмотке трансформатора N1 витков, его полная ЭДС индукции равна e1 = N1e, где e – мгновенное значение ЭДС индукции во всех витках и одинаково для всех витков обоих витков катушек.

Во вторичной обмотке N2 витков. В нем индуцируется ЭДС e2 = N2 e.

Отсюда: e1 / e2 = N1 / N2.

Сопротивлением обмоток пренебрегаем. Следовательно, значения индукции и напряжения ЭДС будут примерно равны по абсолютной величине: | u1 | ≈ | e1|.

При разомкнутой цепи вторичной обмотки в ней не течет ток, поэтому: | u2 | = | e2|.

Мгновенные значения ЭДС e1, e2 колеблются в одной фазе. Их соотношение можно заменить соотношением фактических значений ЭДС: E1 и E2. Соотношение мгновенных значений напряжения заменяется фактическими значениями напряжения. У нас есть:

E1 / E2 ≈U1 / U2 ≈N1 / N2 = K

K – коэффициент трансформации. При K> 0 трансформатор увеличивает напряжение; при K <0 трансформатор снижает напряжение. Если к концам вторичной обмотки подключена нагрузка, во второй цепи появится переменный ток, что вызовет появление другого магнитного потока в сердечнике.

Этот магнитный поток уменьшит изменение магнитного потока сердечника. Для заряженного трансформатора будет верна следующая формула: U1 / U2≈ I2 / I1.

То есть при увеличении напряжения в несколько раз мы на такую ​​же величину уменьшим силу тока.

Классификация по видам

Силовой

Самый популярный – силовой трансформатор. Устройства с прямым преобразованием переменного напряжения, рассчитанные на большую мощность, востребованы в различных отраслях электроэнергетики. Используются на линиях электропередачи напряжением 35–1150 кВ, в городских электрических сетях напряжением 6 и 10 кВ, при обеспечении конечных потребителей напряжением 220/380 В. С помощью устройств осуществляется электроснабжение поставляется для всех типов электроустановок и устройств в диапазоне от долей до сотен тысяч вольт.

власть
Силовой трансформатор

Автотрансформаторы

Устройство и принцип работы трансформатора в данной конструкции подразумевают прямую связь первичной и вторичной обмоток, благодаря чему одновременно гарантируется их электромагнитный и электрический контакт. Обмотки устройств имеют не менее трех выводов, различающихся по напряжению.

Автотрансформатор 220 кВ

Основным достоинством этих устройств следует назвать хороший КПД, потому что преобразуется далеко не вся мощность – это существенно при небольших перепадах входного и выходного напряжений. Минус – неизолированность цепей трансформатора (отсутствие разделения) между ними.

Тока

возможно последовательное соединение первичной обмотки с другими устройствами и получение гальванической развязки. Такие устройства называются трансформаторами тока. Первичная цепь таких устройств управляется изменением однофазной нагрузки, а вторичная катушка используется в цепях измерения или сигнализации. Второе название приборов – измерительные трансформаторы.

Особенностью работы измерительных трансформаторов является особый режим выходной обмотки. Работает в критическом режиме короткого замыкания. Когда вторичная цепь разомкнута, происходит сильное повышение напряжения, что может привести к выходу из строя или повреждению изоляции.

Трансформатор тока
Трансформатор тока

Трансформаторы тока

Этот термин обозначает устройство, питаемое напрямую от поставщика электроэнергии, используемое для снижения первичного электрического тока до значений, подходящих для тех, которые используются в цепях измерения и защиты, сигнализации и связи.

Первичная обмотка трансформаторов электрического тока, устройство которых предусматривает отсутствие гальванических связей, подключается к цепи переменного электрического тока, подлежащего определению, а электроизмерительные приборы подключаются к вторичной обмотке. Электрический ток, протекающий через него, примерно соответствует току первичной обмотки, деленному на коэффициент трансформации.

Импульсный

Если необходимо преобразовать сигналы импульсного характера, то используются импульсные трансформаторы (ИТ). Изменяя амплитуду и полярность импульсов, устройства сохраняют их длительность и практически не меняют форму.

Напряжения

Типичное применение – изоляция логических схем защиты от высокого напряжения для измерительных приборов. Трансформатор напряжения – это понижающее устройство, которое преобразует высокое напряжение в более низкое напряжение.

Сварочные

При работе сварочного аппарата важен большой сварочный ток. В этом случае напряжение в сети снижается до безопасного уровня. Благодаря мощному электрическому току дуговой разряд сварочного аппарата плавит металл.

В сварочном трансформаторе можно постепенно регулировать значение тока во вторичных цепях, изменяя индуктивное сопротивление или отключая одну из обмоток.

Фотография устройства представлена ​​на рисунке 6. Обратите внимание на наличие дивертерного переключателя.

Трансформатор для сварочного полуавтомата на армированном магнитопроводе
Рис. 6. Трансформатор для сварочного полуавтомата на армированном магнитопроводе

В сварочных аппаратах используются конструкции на основе однофазных трансформаторов, а также с применением трехфазных трансформаторов. При сварке некоторых металлов, например нержавеющей стали, сварочный ток заземляется.

Импульсные

Эти типы трансформаторов необходимы для модификации кратковременных видеоимпульсов, как правило, имеющих повторение в определенный период со значительным рабочим циклом, с минимальным изменением их формы. Цель использования – передача ортогонального электрического импульса с более крутым и фронтальным срезом, показателем постоянной амплитуды.

Основное требование к устройствам этого типа – отсутствие искажений при передаче формы преобразованных импульсов напряжения. Воздействие на вход напряжения любой формы создает на выходе импульс напряжения той же формы волны, но, вероятно, с другим диапазоном или с обратной полярностью.

Согласующий

Согласующие трансформаторы используются для выравнивания сопротивлений между ступенями электронных схем. Сохраняя форму волны, они действуют как гальваническая развязка.

Разделительные

Что такое изолирующий трансформатор, становится ясно из самого определения: это устройство с первичной обмоткой, которая электрически не связана (т. Е. Отделена) от вторичной.

Есть два типа таких устройств:

  • власть;
  • отчет.

Силовые используются для повышения надежности электрических сетей в случае неожиданного синхронного подключения к заземляющим и токоведущим частям или нетоковедущим элементам, которые оказались из-за разрыва изоляции по напряжению.

Сигнальные сигналы используются для обеспечения гальванической развязки электрических цепей.

Воздушные и масляные

Силовые трансформаторы бывают сухими (с воздушным охлаждением) (см. Рис. 7) и масляными (см. Рис. 8).

Модели сухих силовых трансформаторов чаще всего используются для преобразования сетевых напряжений даже в трехфазных сетях.

Трехфазный сухой трансформатор
Рисунок 7. Трехфазный сухой трансформатор

При подключении нагрузки обмотки нагреваются, что грозит разрушением электроизоляции. Поэтому в сетях напряжением выше 6 кВ работают устройства с масляным охлаждением. Специальное трансформаторное масло повышает надежность изоляции, что очень важно при высоких выходных мощностях.

Конструкция промышленного трансформатора с масляным охлаждением
Рис. 8. Строительство промышленных трансформаторов с масляным охлаждением

Сдвоенный дроссель

Особенностью двойного пускателя является идентичность обмоток. Взаимная индукция катушек делает его более эффективным, чем стандартные дроссели. Устройства используются в качестве входных фильтров в источниках питания, аудио и цифровой технике.

Двойной стартер
Двойной стартер

Вращающиеся

Они используются для обмена сигналами с вращающимися катушками. Конструктивно они состоят из двух половин магнитопровода с катушками. Эти части вращаются относительно друг друга. Обмен сигналами происходит на высокой скорости.

Пик-трансформаторы

Принцип работы пиковых трансформаторов основан на преобразовании характера напряжения с синусоидального на импульсный вход. Полярность после перехода меняется через половину периода.

Обозначение на схемах

Трансформаторы наглядно представлены на схемах подключения. Обмотки обозначены символами, которые разделены магнитной цепью в виде толстой или тонкой линии (см. Рис. 9).

Пример обозначения
Пример обозначения

В схемах трехфазных трансформаторов обмотки начинаются со стороны сердечника.

Области применения

Помимо преобразования напряжений в электрических сетях, трансформаторы часто используются в источниках питания для электронных устройств. В основном это автотрансформаторы, которые одновременно подают разное напряжение на разные узлы.

Сегодня все чаще используются бестрансформаторные источники питания. Однако там, где требуется мощность с мощным переменным током, без электромагнитных устройств не обойтись.

Расшифровка основных параметров

Разнообразие конструкции и широкий диапазон параметров трансформаторов привели к необходимости их маркировки по специальному стандарту. Без технического описания характеристики устройства можно определить по информации, напечатанной на его поверхности и выраженной в буквенно-цифровом коде.

Маркировка силового трансформатора содержит 4 блока.

блокирует дешифрование

Вы можете скачать и просмотреть ГОСТ 15150 здесь (открыть в новой публикации в формате PDF): Просмотреть файл

Расшифруем первые три блока:

расшифровка
Расшифровка маркировки: 1,2,3 блока

  1. За автотрансформаторами стоит первая буква «А». При его отсутствии буквы «Т» и «О» соответствуют трехфазным и однофазным трансформаторам.
  2. Наличие буквы «П» дополнительно сообщает об устройствах с разделенной обмоткой.
  3. Третья буква означает охлаждение, системе естественного масляного охлаждения присвоена буква «М». Естественное воздушное охлаждение обозначается буквой «С», масляное охлаждение с принудительным воздушным охлаждением обозначается буквой «D», с принудительной циркуляцией масла – «С». Комбинация «DC» указывает на наличие принудительной циркуляции масла с одновременным вдуванием воздуха.
  4. Трехобмоточные преобразователи маркируются буквой «Т.
  5. Последний знак характеризует характеристики трансформатора:
  • «N» – устройство РПН (регулирование напряжения под нагрузкой);
  • вакуум – переключение без возбуждения;
  • «Г» – молниезащитный.
Оцените статью
radiochipi.ru
Adblock
detector