+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Применение трансформаторов — Трансформаторы





Повседневно трансформаторы применяются в электросетях и в источниках питания различных приборов.

Применение в электросетях

Поскольку потери на нагревание провода пропорциональны квадрату тока, проходящего через провод, при передаче электроэнергии на большое расстояние выгодно использовать очень большие напряжения и небольшие токи. Из соображений безопасности и для уменьшения массы изоляции в быту желательно использовать не столь большие напряжения. Поэтому для наиболее выгодной транспортировки электроэнергии в электросети многократно применяют трансформаторы: сначала для повышения напряжения генераторов на электростанциях перед транспортировкой электроэнергии, а затем для понижения напряжения линии электропередач до приемлемого для потребителей уровня.

Поскольку в электрической сети три фазы, для преобразования напряжения применяют трёхфазные трансформаторы, или группу из трёх однофазных трансформаторов, соединённых в схему звезды или треугольника.

У трёхфазного трансформатора сердечник для всех трёх фаз общий.

Несмотря на высокий КПД трансформатора (для трансформаторов большой мощности — свыше 99 %), в очень мощных трансформаторах электросетей выделяется большая мощность в виде тепла (например, для типичной мощности блока электростанции 1 ГВт на трансформаторе может выделяться мощность до нескольких мегаватт). Поэтому трансформаторы электросетей используют специальную систему охлаждения: трансформатор помещается в баке, заполненном трансформаторным маслом или специальной негорючей жидкостью. Масло циркулирует под действием конвекции или принудительно между баком и мощным радиатором. Иногда масло охлаждают водой. «Сухие» трансформаторы используют при относительно малой мощности (до 16000 кВт).

Применение в источниках электропитания

Для питания различных  электроприборов требуются самые разнообразные напряжения. Блоки электропитания в устройствах, которым необходимо несколько напряжений различной величины содержат трансформаторы с несколькими вторичными обмотками или содержат в схеме дополнительные трансформаторы. Например, в телевизоре с помощью трансформаторов получают напряжения от 5 вольт (для питания микросхем и транзисторов) до 30 киловольт (для питания анода кинескопа).

В прошлом в основном применялись трансформаторы, работающие с частотой электросети, то есть 50-60 Гц.

В схемах питания современных радиотехнических и электронных устройств (например в блоках питания персональных компьютеров) широко применяются высокочастотные импульсные трансформаторы. В импульсных блоках питания переменное напряжение сети сперва выпрямляют, а затем преобразуют при помощи инвертора в высокочастотные импульсы. Система управления с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) позволяет стабилизировать напряжение. После чего импульсы высокой частоты подаются на импульсный трансформатор, на выходе с которого, после выпрямления и фильтрации получают стабильное постоянное напряжение.

В прошлом сетевой трансформатор (на 50-60 Гц) был одной из самых тяжёлых деталей многих приборов. Дело в том, что линейные размеры трансформатора определяются передаваемой им мощностью, причём оказывается, что линейный размер сетевого трансформатора примерно пропорционален мощности в степени 1/4. Размер трансформатора можно уменьшить, если увеличить частоту переменного тока. Поэтому современные импульсные блоки питания при одинаковой мощности значительно легче.

Трансформаторы 50-60 Гц, несмотря на их недостатки, продолжают использовать в схемах питания, в случая, когда надо обеспечить минимальный уровень высокочастотных помех, например в высококачественном звуковоспроизведении.

Другие применения трансформатора

Разделительные трансформаторы (трансформаторная гальваническая развязка). Нейтральный провод электросети может иметь контакт с «землёй», поэтому при одновременном касании человеком фазового провода (а также корпуса прибора с плохой изоляцией) и заземлённого предмета тело человека замыкает электрическую цепь, что создаёт угрозу поражения электрическим током. Если же прибор включён в сеть через трансформатор, касание прибора одной рукой вполне безопасно, поскольку вторичная цепь трансформатора никакого контакта с землёй не имеет.

Импульсные трансформаторы (ИТ). Основное применение заключается в передаче прямоугольного электрического импульса (максимально крутой фронт и срез, относительно постоянная амплитуда). Он служит для трансформации кратковременных видеоимпульсов напряжения, обычно периодически повторяющихся с высокой скважностью. В большинстве случаев основное требование, предъявляемое к ИТ, заключается в неискажённой передаче формы трансформируемых импульсов напряжения; при воздействии на вход ИТ напряжения той или иной формы на выходе желательно получить импульс напряжения той же самой формы, но, быть может, иной амплитуды или другой полярности.
Измерительные трансформаторы. Применяют для измерения очень больших или очень маленьких переменных напряжений и токов в цепях РЗиА.
Измерительный трансформатор постоянного тока. На самом деле представляет собой магнитный усилитель, при помощи постоянного тока малой мощности управляющий мощным переменным током. При использовании выпрямителя ток выхода будет постоянным и зависеть от величины входного сигнала.
Измерительно-силовые трансформаторы. Имеют широкое применение в схемах генераторов переменного тока малой и средней мощности (до мегаватта), например, в дизель-генераторах. Такой трансформатор представляет собой измерительный трансформатор тока с первичной обмоткой, включённой последовательно с нагрузкой генератора. Со вторичной обмотки снимается переменное напряжение, которое после выпрямителя подаётся на обмотку подмагничивания ротора. (Если генератор — трёхфазный, обязательно применяется и трёхфазный трансформатор). Таким образом, достигается стабилизация выходного напряжения генератора — чем больше нагрузка, тем сильнее ток подмагничивания, и наоборот.
Согласующие трансформаторы. Из законов преобразования напряжения и тока для первичной и вторичной обмотки (I1=I2w2/w1,U1=U2w1
/w2)
видно, что со стороны цепи первичной обмотки всякое сопротивление во вторичной обмотке выглядит в (w1/w2 раз больше. Поэтому согласующие трансформаторы применяются для подключения низкоомной нагрузки к каскадам электронных устройств, имеющим высокое входное или выходное сопротивление. Например, высоким выходным сопротивлением может обладать выходной каскад усилителя звуковой частоты, особенно, если он собран на лампах, в то время как динамики имеют очень низкое сопротивление. Согласующие трансформаторы также исключительно полезны в высокочастотных линиях, где различие сопротивления линии и нагрузки привело бы к отражению сигнала от концов линии, и, следовательно, к большим потерям.
Фазоинвертирующие трансформаторы. Трансформатор передаёт только переменную компоненту сигнала, поэтому даже если все постоянные напряжения в цепи имеют один знак относительно общего провода, сигнал на выходе вторичной обмотки трансформатора будет содержать как положительную, так и отрицательную полуволны, причём, если центр вторичной обмотки трансформатора подключить к общему проводу, то напряжение на двух крайних выводах этой обмотки будет иметь противоположную фазу. До появления широко доступных транзисторов с npn типом проводимости фазоинвертирующие трансформаторы применялись в двухтактных выходных каскадах усилителей, для подачи противоположных по полярности сигналов на базы двух транзисторов каскада. К тому же, из-за отсутствия «ламп с противоположным зарядом электрона», фазоинвертирующий трансформатор необходим в ламповых усилителях с двухтактным выходным каскадом.

Потери в трансформаторах

Степень потерь (и снижения КПД) в трансформаторе зависит, главным образом, от качества, конструкции и материала «трансформаторного железа» (электротехническая сталь). Потери в стали состоят в основном из потерь на нагрев сердечника, на гистерезис и вихревые токи. Потери в трансформаторе, где «железо» монолитное, значительно больше, чем в трансформаторе, где оно составлено из многих секций (так как в этом случае уменьшается количество вихревых токов). На практике монолитные сердечники не применяются. Для снижения потерь в магнитопроводе трансформатора магнитопровод может изготавливаться из специальных сортов трансформаторной стали с добавлением кремния, который повышает удельное сопротивление железа электрическому току, а сами пластины лакируются для изоляции друг от друга.

Режим работы трансформаторов

1. Режим холостого хода. Данный режим характеризуется разомкнутой вторичной цепью трансформатора, вследствие чего ток в ней не течёт. С помощью опыта холостого хода можно определить КПД трансформатора, коэффициент трансформации, а также потери в стали.

2. Нагрузочный режим. Этот режим характеризуется замкнутой на нагрузке вторичной цепи трансформатора. Данный режим является основным рабочим для трансформатора.

3. Режим короткого замыкания. Этот режим получается в результате замыкания вторичной цепи накоротко. С его помощью можно определить потери полезной мощности на нагрев проводов в цепи трансформатора. Это учитывается в схеме замещения реального трансформатора при помощи активного сопротивления.

Габаритная мощность

Габаритная мощность трансформатора описывается следующей формулой:

Pгаб=(P1 + P2)/2=(U1I1 + U2I2)/2

  • 1 — первичной обмотки
  • 2 — вторичной обмотки

Однако, это конечный результат. Или академическое определение. Изначально габаритная мощность, как следует из названия, определяется габаритами сердечника и материалом, его магнитными и частотными свойствами.

КПД трансформатора
КПД трансформатора находится по следующей формуле:

где

P0 — потери холостого хода (кВт) при номинальном напряжении
PL — нагрузочные потери (кВт) при номинальном токе
P2 — активная мощность (кВт), подаваемая на нагрузку
n — относительная степень нагружения (при номинальном токе n=1).

кпд, холостой ход, трансформатор, обмотки

Всего комментариев: 0


применение, принцип действия, каких типов бывает

Одним из ключевых моментов в развитии электроники стало изобретение трансформатора. Трудно назвать какое-либо электротехническое устройство, в работе которого он бы не использовался. Благодаря этому простому изобретению человечество научилось управлять электроэнергией путём преобразования её параметров. Поэтому одной из главных задач в области электроники является усовершенствование радиоприбора для повышения надёжности схем электропитания.

История изобретения

Появившийся в XIX веке прибор, названный впоследствии трансформатором, является радиоэлектронным устройством, предназначенным для преобразования одних значений напряжения в другие.

В 1831 году английский физик Майкл Фарадей, проводя ряд экспериментов, открыл явление электромагнитной индукции, которое послужило основой для создания трансформатора. Принцип явления основан на возникновении тока при изменении магнитного поля. Изучая электромагнетизм, учёный выявил, что электродвижущая сила (ЭДС) зависит от скорости изменения магнитного поля, ограниченного проводящим контуром. Таким образом, была открыта возможность превращать магнетизм в электричество.

Первый прототип трансформатора был создан в 1848 году немецким инженером Генрихом Румкорфом. Это устройство было названо катушкой индуктивности и позволяло преобразовывать низкое напряжение постоянной величины в высокое. Конструктивно оно состояло из железного сердечника, вокруг которого были намотаны две обмотки.

Датой же рождения преобразовательного прибора считается 30 ноября 1876 года. Именно тогда русским инженером Яблочковым был получен патент на изобретение устройства. Сконструированный им трансформатор представлял собой сердечник с намотанной на него катушкой. Первый же в классическом понимании радиоприбор был создан в Англии братьями Гопкинсонами, а через год в Венгрии учёные Отто Блати, Карой Циперновский и Микша Дери усовершенствовали его путём использования замкнутого магнитопровода.

Существенную роль в развитии устройства сыграло применение Свинберном масленого охлаждения, повысившего надёжность и стабильность электротрансформатора. Развитие изобретения позволило изучать переменный ток, в результате чего была создана трёхфазная система, запатентованная Теслой в 1889 году.

Первоначально сердечник изготавливался в виде формы Н, пока англичанин Стэнли не предложил использовать форму Ш. Благодаря этому появилась возможность отдельно наматывать катушки, а после надевать их на сердечник. Первые образцы трансформаторов характеризовались значительными потерями мощности. Введение примесей кремния в сердечник позволило улучшить характеристики. Дальнейшее развитие технологии изготовления электрических трансформаторов сводилось к усовершенствованию материала сердечника.

Устройство и его суть

В узлах электропитания радиоэлектронных устройств для преобразования тока используются различные виды трансформаторов. В принципе их действия лежит явление электромагнитной индукции, характеризующееся преобразованием переменного тока одной разности потенциалов в другую. При этом скважность и период сигнала остаются неизменными.

Конструктивно классический трансформатор состоит из трёх частей:

  • первичной обмотки;
  • вторичной катушки;
  • сердечника.

Обмотка, к которой подводится электрический сигнал, называется первичной, а с которой снимается — вторичной. Изготавливаются они из алюминиевой или медной проволоки. Сердечник же делается из электротехнической стали или феррита.

При работе устройства возникают вихревые токи, приводящие к нагреву магнитопровода. Это, в свою очередь, влияет на передачу энергии, приводя к её потерям. Чтобы при нагревании не происходило расплавление изоляционного слоя катушек и сплавление с пластинами, используется дополнительная изоляция как сердечника, так и обмоток.

Отдельно выделяют автотрансформаторы. Это преобразователи, состоящие из одной или нескольких катушек, соединённых электрически между собой, в результате чего действующее магнитное поле на них является общим. Сердечник для них выполняется из мягкого ферромагнетика.

Слово «трансформатор» произошло от латинского transformate, что в дословном переводе на русский язык обозначает «превращение», «преобразование». Принцип действия трансформатора основан на двух базовых положениях:

  1. Переменный электрический ток образует изменяющийся магнитный поток во времени.
  2. Проходя через катушку магнитное поле, наводит в ней ЭДС.

То есть используется явление электромагнетизма и электромагнитной индукции.

Суть работы электромагнитного аппарата сводится к следующему: электрический ток, изменяемый во времени по величине и направлению, поступает на первичную катушку. Проходя по ней, он создаёт переменное магнитное поле. Потоки, образующиеся от этого поля, воздействуют на вторичную обмотку, наводя в ней напряжение переменной величины. Значение этой разности потенциалов зависит от числа витков в первичной и вторичной катушках, а также скорости изменения магнитного поля.

Виды трансформаторов

Согласно определению, трансформатор (transformator) — это статический электромагнитный прибор, состоящий из нескольких катушек, располагающихся на общем магнитопроводе. Используется такое устройство как для преобразования переменного сигнала, так и для создания гальванической связи. Работает при переменном токе.

Все преобразователи классифицируются по следующим признакам:

  • количеству фаз — промышленность выпускает одно- и трёхфазные конструкции;
  • числу обмоток — существуют двух- или трёхобмоточные конструкции;
  • виду изоляции — разделяются на сухой тип, масляный или использующий негорючее заполнение;
  • по охлаждению — могут быть с естественным или искусственным его видом.

Кроме этого, бывают трансформаторы, использующие не только проволочные обмотки, но и ленточные, а также без сердечника. Последние применяются для работы на высоких частотах. Изделия характеризуются различными параметрами. Основными из них являются: мощность, коэффициенты затухания и трансформации, рабочая частота.

Мощность обозначает количество энергии, которую может пропустить через себя устройство без ухудшения характеристик. Измеряется она в ваттах и находится как сумма мощностей всех вторичных выводов. Коэффициент трансформации определяется отношением числа витков вторичной обмотки к их числу в первичной катушке. Затухание же обозначает величину ослабления сигнала за счёт паразитных связей. Для неё будет верной следующая формула: η=P2/P1, где P — мощность, подводимая к устройству (P1) и снимаемая с нагрузки, подключённой к его выходу (P2).

Силовой прибор

Является одним из самых распространённых типов, выпускаемых промышленностью трансформаторов. Относится к низкочастотному виду. Используется для повышения или понижения разности потенциалов. Основное применение — аналоговые источники питания и линии электропередач. Необходимость в применении таких преобразователей заключается в использовании различных величин рабочих напряжений.

Например, ЛЭП — 35−750 кВ, городские подстанции — 6−10 кВ, электроприборы — от единиц вольт до киловольт. По своей сути является классическим трансформатором переменного тока. Изменяемый по величине сигнал, проходя через устройство, создаёт магнитное поле в каждом витке вторичной катушки, сумма напряжений которых и формирует выходное напряжение.

Форма сердечника чаще всего используется Ш-образного вида, но также может быть и тороидальной. Коэффициент полезного действия (КПД) силовых устройств составляет порядка 0,9 -0,98. Мощность, которую может преобразовать электронное устройство, определяется поперечным сечением магнитопровода, обозначаемым символом S. Количество витков соответственно находится по формуле: w = 50/S.

При нахождении мощности используется правило: токи, протекающие по обмоткам трансформатора обратно пропорциональны числу их витков. То есть коэффициент трансформации будет равен отношению Iн/Iвх или Uвх/Uн. Поэтому, изменяя число витков в катушках, легко получить как повышенное, так и пониженное напряжение на выходе трансформатора.

Автотрансформаторная конструкция

Отличием от других типов устройств является присутствие электрического контакта между первичной и вторичной обмоткой. В результате этого катушки связаны не только магнитным потоком, но и гальванически. Выходная обмотка имеет не меньше трёх выводов. Автотрансформаторы относятся к приборам специального назначения. В их конструкции также используется магнитопровод, на котором размещаются две обмотки. Выводы отводятся от общего контакта обмоток и их концов.

Использование нескольких выводов позволяет регулировать напряжение путём перемещения скользящего контакта, подключённого к нагрузке. Так как значения входного и выходного тока примерно совпадают друг с другом, а витки направлены встречно, то короткого замыкания не происходит.

Автотрансформаторы, или ещё их называют ЛАТРы, используются как лабораторные блоки питания. Это связано с тем, что их коэффициент трансформации делается не более двух, так как при большем значении КПД устройства значительно снижается. Высокое же его значение при коэффициенте до единицы обусловлено тем, что часть энергии не преобразовывается, а напрямую подпитывает вторичную катушку.

Кроме этого их применяют в узлах питания выпрямительных блоков, согласования телефонных линий, железнодорожных локомотивах. При изготовлении автотрансформаторов используется провод небольшого сечения и малогабаритные сердечники, что в итоге уменьшает их стоимость.

Импульсный преобразователь

Такой трансформатор предназначен для преобразования импульсного сигнала с минимальными искажениями. Используется он в автоматических и измерительных приборах, а также электронно-вычислительной технике. Работа его выглядит следующим образом.

При подаче на вход серии импульсов, характеризующихся продолжительностью L и периодом T, в первичной катушке устройства начнёт увеличиваться ток. Соответственно, его изменение будет создавать магнитное поле, меняющееся по такому же закону. В результате во вторичной обмотке возникнет ток, проявляемый также в виде импульсов.

Из-за специфики использования такие приборы обладают рядом преимуществ:

  • малым весом;
  • высоким КПД;
  • широким диапазоном рабочих напряжений;
  • высоким коэффициентом трансформации.

Существует четыре вида импульсных трансформаторов, разделяемых по виду сердечников. Они могут быть: тороидальными (круглые), броневыми (Ш-образные), стержневыми (П-образные), и бронестержневыми. По виду намотки катушки они выполняются спиральной, цилиндрической или конической формы.

Разделительный и согласующий

Разделительный тип применяется в тех случаях, в которых требуется гальванически развязать одну часть электрической сети от другой. Например, в помещениях с повышенной электробезопасностью. Их использование помогает существенно снизить вероятность поражения электрическим током при возникновении пробоя. Кроме того, разделительные конструкции устанавливаются в качестве защитных устройств в интерфейсных цепях, например, сетевые карты. Предотвращая резкие перепады входного сигнала, они предохраняют нагрузочные цепи от повреждений, а человеческий организм от удара током.

Трансформатор называется разделительным, если его вторичная катушка не заземлена, а он сам имеет коэффициент передачи равный единице. Разделение катушек в приборе происходит путём применения усиленной электроизоляции.

Согласующий же трансформатор используется при необходимости выровнять сопротивление различных частей электрической схемы. Их применяют в приборах усиления, например, микрофоны, телевизоры, приёмники. Из конструктивных особенностей выделяют, что согласующие устройства не нуждаются в толстой изоляции, а корпус чаще всего выполняется цилиндрического вида. Устройство собирается на диэлектрической подложке, на которой размещается пластина из феррита с намотанной первичной обмоткой. А затем через слой изоляции накручивается вторичная обмотка.

Измеритель тока

Им называется прибор, первичная катушка которого коммутируется напрямую к источнику тока, а вторичная — к защитным или измерительным приборам, обладающим небольшим внутренним сопротивлением. Основное назначение этого типа — измерение тока и защита. Его применение безопасно, так как первичная и вторичная цепь гальванически изолированы друг от друга.

Первичная катушка (чаще всего один виток), подключается последовательно к схеме, в которой требуется определить значение переменного тока. В итоге получается, что ток вторичной обмотки зависит от тока первичной, но при этом вторичная катушка должна быть обязательно подключена к нагрузке. Если этого не сделать, значение разности потенциалов на выходе может достичь таких значений, что пробьёт изоляцию. Кроме того, если вторичную катушку преобразователя разомкнуть, то через магнитопровод начнёт течь большой ток.

В состав трансформатора входит сердечник из шихтованной кремнистой холоднокатаной электротехнической стали. На него наматываются изолированные обмотки. Чаще всего первичную катушку делают шиной либо пропускают через сердечник проводник, на котором измеряется ток.

Сварочный аппарат

Назначение сварочных аппаратов — понижать однофазное или трёхфазное напряжение, а ток увеличивать в несколько раз. Достигается это путём секционирования отношения обмоток во входной и выходной части устройств.

Так как сварочный трансформатор относится к понижающему типу, то количество витков во вторичной обмотке у него меньше. Сила же тока регулируется путём изменения зазора между катушками. Сведение их увеличивает ток, а разведение уменьшает. Существует два режима работы устройства:

  • короткое замыкание;
  • холостой ход.

В первом случае выходная обмотка замыкается с источником питания (первичной катушкой). В результате возникает ток короткого замыкания, сопровождающийся значительным выделением энергии. При холостом ходе в трансформаторе создаются две силы — магнитное поле и поток рассеивания. Ответвляясь от потока магнитопровода, они образуют замкнутые линии через воздух. Результатом этих взаимодействий будет возникновение напряжения, порядка 48 вольт.

Другие типы

Кроме основных типов, существуют ещё и другие разновидности трансформаторных устройств. Они не получили широкого применения, так как разрабатывались для использования в специфических задачах. Им на смену были изобретены устройства с лучшими параметрами и характеристиками, например, трансфлюксор и используемые вместо него доменные ячейки памяти.

Можно выделить следующие дополнительные виды трансформаторов:

  1. Пик-трансформатор — способен преобразовывать переменный сигнал в импульсный. Достигается это использованием сердечника переменного сечения. Первичная катушка размещается в области большого сечения, а вторичная — малого. При возникновении тока насыщение суженого участка магнитопровода возникает раньше. В итоге на выходе образуются пиковые броски напряжения — импульсы. Используются такие приборы в исследовательской технике как генераторы.
  2. Сдвоенный дроссель — другое его название компенсационный фильтр. В конструкции используется две одинаковые обмотки. Принцип работы основан на возникновении взаимоиндукции. Применяются в качестве фильтров блоков питания.
  3. Трансфлюксор — разрабатывался как прибор, предназначенный для хранения информации. Вызывал довольно большой интерес разработчиков ЭВМ и даже планировался использоваться на космических ракетах. Но испытания, проводимые в военно-инженерном институте радиоэлектроники Казахстана, оказались удручающими. Трансформаторлар (казахское — трансформатор) при считывании разрушал хранимые информационные блоки. Отличие же его от других видов заключалось в увеличенной намагниченности из-за использования сердечника с двумя отверстиями.
  4. Вращающийся трансформатор — представляет собой прибор, сердечник которого разделён на две части. На каждой половине намотана своя обмотка. Одна из них вращается по отношению к другой, что позволяет передавать сигналы на подвижные части различных радиоустройств, например, головку видеомагнитофона.

Обозначение на схеме

Условное обозначение трансформаторов на схеме и в специализированной литературе зависит от конструктивных особенностей изображаемой модели устройства. Но в общем случае на его рисунке указывается сердечник — толстая вертикальная линия, первичная обмотка (слева) и вторичная (справа). Сами катушки изображаются параллельно сердечнику в виде полуокружностей. Их количество нигде не регламентируется. Жирная точка, стоящая у полуокружностей, обозначает начало обмотки.

При указании особенности конструкции изображение сердечника может изменяться. Так, магнитопровод с магнитным зазором выполняется линией с разрывом посредине, если сердечник изготовлен из магнитодиэлектрика, используется тонкая пунктирная линия. Если есть необходимость указать материал, из которого сделан сердечник, то сверху линии ставится символ, соответствующий таблице Менделеева, например, Cu.

Таким образом, под словом трансформатор понимается электронный аппарат, предназначенный для повышения или понижения напряжения электрического тока. Эти его свойства нашли широкое применение как в аналоговой, так и цифровой технике. При этом ключевым элементом, обеспечивающим передачу энергии от электростанций к потребителям, также является трансформатор.

Урок по теме «Трансформаторы»

Урок №
тема урока: «Трансформаторы»

Цели урока:

Оборудование: ЛАТР, трансформатор демонстрационный, вольтметр демонстрационный, лампочка накаливания 6В, трансформаторы лабораторные на столы учащихся.

Демонстрации: работа трансформатора на холостом ходу, работа трансформатора под нагрузкой.

Цифровые ресурсы: презентации «Трансформатор», «Виды трансформаторов», видеоролик «Принцип действия трансформатора».

Ход урока.

  1. Организационный момент.

  2. Актуализация знаний учащихся.

Вопросы для учащихся:

На предыдущем уроке мы изучили тему «Генерирование электроэнергии».

  1. Скажите, что называют генератором тока?

  2. Какие генераторы постоянного и переменного тока вы знаете?

  3. Какой генератор используется для получения переменного тока в промышленных масштабах?

  1. Изучение нового материала.

Учащиеся сами называют тему урока. Для этого напомнить учащимся последний слайд презентации предыдущего урока и вопрос, который задавался надом «какое устройство преобразует напряжение и силу тока в цепях переменного тока?»

Слайд 1. Ответ «Трансформатор».

Слайд 2. Итак, тема урока – «Трансформатор».

Теперь попробуем назвать цель урока. По какому алгоритму мы изучаем какое либо устройство?

Учащиеся пытаются сформулировать цели урока, учитель помогает.

Слайд 3. Цели урока. Цели урока определены. Ключевые слова отформатированы в виде гиперссылок.

  1. изучить назначение, устройство и принцип действия трансформа

  2. рассмотреть применение трансформаторов в технике

  3. научиться решать задачи по теме.

Слайд 4. Определение трансформатора. Краткий рассказ об изобретателе трансформатора П.Н. Яблочкове. Переход назад по стрелке на цели урока. По гиперссылке переход на слайд 5.

Слайд 5. Устройство трансформатора. Используются лабораторные трансформаторы на столах учащихся. Учащиеся отвечают на вопрос слайда. Переход по стрелке на слайд 3.

Вопрос для учащихся. Как вы думаете, какое явление лежит в основе принципа действия трансформатора? Ответ: явление электромагнитной индукции. Слайд 6. Видеоролик.

Демонстрация работы трансформатора в режиме холостого хода с замкнутым сердечником и разомкнутым. Сделать вывод о назначении магнитопровода.

Слайд 7. КПД трансформатора. Рассказать учащимся, что КПД трансформатора является самым большим из всех известных устройств.

Слайд 8. Режим холостого хода. Рассмотреть зависимость напряжения в обмотке от числа витков в ней.

Слайд 9. Режим нагрузки. Предложить учащимся самостоятельную работу с учебником. Ответить на вопросы:

Вопрос 1.

Почему, при замыкании вторичной обмотки автоматически увеличивается сила тока I1 первичной обмотки?

Вопрос 2.

Каково соотношение токов и напряжений первичной и вторичной обмоток?

Демонстрация работы трансформатора в режиме нагрузки.

Слайд 9. Соотношение токов и напряжений в первичной и вторичной обмотках трансформатора.

Слайд 10. Применение трансформаторов Проверить наблюдательность учащихся: найдите в классе устройства, в состав которых входят трансформаторы. (блок питания компьютера, зарядное устройство, щиты электропитания и т. д.)

Показ презентации учащегося «Виды трансформаторов» ( встроена в презентацию учителя)

Слайды 11 – 13. Применение трансформаторов. Переход по гиперссылке на слайд «Цели урока». Переход далее на Слайд 14. Решение задач.
После решения задач перейти к Слайду 15. Самоконтроль. Учащиеся определяют для себя, что они усвоили на уроке.

IV. Закрепление изученного.

Слайд 16. Проверь себя. Даётся тест на 5 – 7 минут по изученной теме.

  1. Домашнее задание.

Слайд 17. Домашнее задание. §38, задачи
Выставить оценки за урок!

Трансформатор Применение :: Электротехническое оборудование

Трансформатор Применение

Повседневно трансформаторы применяются в электросетях и в источниках питания различных приборов.

Применение в электросетях

Поскольку потери на нагревание провода пропорциональны квадрату тока, проходящего через провод, при передаче электроэнергии на большое расстояние выгодно использовать очень большие напряжения и небольшие токи. Из соображений безопасности и для уменьшения массы изоляции в быту желательно использовать не столь большие напряжения. Поэтому для наиболее выгодной транспортировки электроэнергии в электросети многократно применяют трансформаторы: сначала для повышения напряжения генераторов на электростанциях перед транспортировкой электроэнергии, а затем для понижения напряжения линии электропередач до приемлемого для потребителей уровня.

Поскольку в электрической сети три фазы, для преобразования напряжения применяют трёхфазные трансформаторы, или группу из трёх однофазных трансформаторов, соединённых в схему звезды или треугольника. У трёхфазного трансформатора сердечник для всех трёх фаз общий.

Несмотря на высокий КПД трансформатора (для трансформаторов большой мощности — свыше 99 %), в очень мощных трансформаторах электросетей выделяется большая мощность в виде тепла (например, для типичной мощности блока электростанции 1 ГВт на трансформаторе может выделяться мощность до нескольких мегаватт). Поэтому трансформаторы электросетей используют специальную систему охлаждения: трансформатор помещается в баке, заполненном трансформаторным маслом или специальной негорючей жидкостью. Масло циркулирует под действием конвекции или принудительно между баком и мощным радиатором. Иногда масло охлаждают водой. «Сухие» трансформаторы используют при относительно малой мощности (до 16000 кВт).

Применение в источниках электропитания

Для питания различных электроприборов требуются самые разнообразные напряжения. Блоки электропитания в устройствах, которым необходимо несколько напряжений различной величины содержат трансформаторы с несколькими вторичными обмотками или содержат в схеме дополнительные трансформаторы. Например, в телевизоре с помощью трансформаторов получают напряжения от 5 вольт (для питания микросхем и транзисторов) до 30 киловольт (для питания анода кинескопа).

В прошлом в основном применялись трансформаторы, работающие с частотой электросети, то есть 50-60 Гц.

Источник: ukrelektrik. com

Тороидальные трансформаторы: устройство, применение, характеристики

По форме магнитопровода трансформаторы подразделяются на стержневые, броневые и тороидальные. Казалось бы, разницы нет, ведь главное — мощность, которую способен преобразовать трансформатор. Но если взять три трансформатора с магнитопроводами разной формы на одну и ту же габаритную мощность, то выяснится, что тороидальный трансформатор покажет лучшие рабочие характеристики из всех. Именно по этой причине чаще всего для питания различных устройств во многих промышленных сферах выбор останавливают, конечно, на тороидальных трансформаторах в силу их высокой эффективности.

Сегодня тороидальные трансформаторы применяют в различных сферах промышленности, и наиболее часто тороидальные трансформаторы устанавливают в источники бесперебойного питания, в стабилизаторы напряжения, применяют для питания осветительной техники и радиотехники, часто тороидальные трансформаторы можно увидеть в медицинском и диагностическом оборудовании, в сварочном оборудовании и т.д.

Как вы понимаете, говоря «тороидальный трансформатор», подразумевают обычно сетевой однофазный трансформатор, силовой или измерительный, повышающий или понижающий, у которого тороидальный сердечник оснащен двумя или несколькими обмотками. Работает тороидальный трансформатор принципиально так же как и трансформаторы с другими формами сердечников: он понижает или повышает напряжение, повышает или понижает ток — преобразует электроэнергию. Но тороидальный трансформатор отличается при той же передаваемой мощности меньшими размерами и меньшим весом, то есть лучшими экономическими показателями. Главная особенность тороидального трансформатора — небольшой общий объем устройства, доходящий до половины в сравнении с другими типами магнитопроводов. Шихтованный сердечник вдвое больше по объему чем тороидальный ленточный сердечник при той же габаритной мощности. Поэтому тороидальные трансформаторы удобнее устанавливать и подключать, и уже не так важно, идет ли речь о внутреннем или о наружном монтаже.

Любой специалист скажет, что тороидальная форма сердечника является идеальной для трансформатора по нескольким причинам: во-первых, экономия материалов на производстве, во-вторых, обмотки равномерно заполняют весь сердечник, распределяясь по всей его поверхности, не оставляя неиспользованных мест, в-третьих, поскольку обмотки имеют меньшую длину, КПД тороидальных трансформаторов получается выше в силу меньшего сопротивления провода обмоток.

Охлаждение обмоток — еще один важный фактор. Обмотки эффективно охлаждаются будучи расположены в форме тороида, следовательно плотность тока может быть более высокой. Потери в железе при этом минимальны и ток намагничивания сильно меньше. В итоге тепловая нагрузочная способность тороидального трансформатора оказывается очень высокой.

Экономия электроэнергии — еще один плюс в пользу тороидального трансформатора. Примерно на 30% больше энергии сохраняется при полной нагрузке, и примерно 80% на холостом ходу, в сравнении с шихтованными магнитопроводами иных форм. Показатель рассеяния у тороидальных трансформаторов в 5 раз меньше чем у броневых и стержневых трансформаторов, поэтому их можно безопасно использовать с чувствительным электронным оборудованием. При мощности тороидального трансформатора до киловатта, он настолько легок и компактен, что для монтажа достаточно применить прижимную металлическую шайбу и болт. Потребителю всего то и нужно выбрать подходящий трансформатор по току нагрузки и по первичному и вторичному напряжениям. При изготовлении трансформатора на заводе рассчитывают площадь сечения сердечника, площадь окна, диаметры проводов обмоток, — и выбирают оптимальные габариты магнитопровода с учетом допустимой индукции в нем.

Материал подготовлен: http://electricalschool.info

Применение трансформатора для подключения точечных светильников | Полезные статьи

Подключать точечные светильники 220v нужно точно так же, как и обычные светильники: цепь состоит из постоянного источника питания, выключателя и самого светильника.

Когда нужен трансформатор? Если планируется использовать не точечные светильники 220в, а приборы с лампочками на 12 вольт, в стандартную схему нужно добавить еще трансформаторы для точечных светильников, понижающие стандартные сетевые 220 вольт до необходимых 12. Подключается трансформатор понижающий для точечных светильников непосредственно перед светильниками.

 

Особенности выбора трансформатора

Выбирая блок питания для точечных светильников, следует учитывать, что его мощность обязательно на 10-15% должна превышать суммарную потребляемую мощность светильников, запитанных от данного трансформатора. Также нужно помнить, что трансформатор нужно сделать обслуживаемым (заменяемым), чтобы в случае его поломки, аппарат можно было бы легко достать через отверстие в потолке, только демонтировав светильник.

По этой причине многие предпочитают покупать все же точечные светильники на 220 вольт, хотя у них есть существенный недостаток – такие точечные светильники греются, из-за чего отличаются повышенной пожароопасностью, и не подходят для установки в некоторые типы потолков.

Гораздо разумнее устанавливать точечные светильники 12 вольт и просто при выборе трансформатора кроме мощности учитывать и габариты устройства. Если не получается подобрать компактный трансформатор требуемой мощности, можно установить несколько менее мощных устройств, от чего общая надежность осветительной системы только повысится. Для этого светильники делятся на несколько групп, каждая из которых запитывается то отдельного трансформатора.

Виды трансформаторов

Наиболее распространены индукционные и электронные трансформаторы. Первые весят полтора-два килограмма и считаются вполне надежными, а также относительно недорогими. Вторые гораздо легче и меньше, но зато намного чаще ломаются, да и стоят дороже. Кроме того, для электронных трансформаторов нужно учитывать длину кабелей, связывающих их с лампочками, поскольку на расстоянии от двух метров начинаются потери мощности из-за сопротивления провода.

 

Трансформатор розжига индукционный ТРИ-220 —

Трансформатор розжига (поджига) вырабатывает и подает на горелку котла высоковольтную искру, которая в свою очередь разжигает в камере сгорания топливно-воздушную смесь.

Появление искры –результат передачи высокого напряжения к электродам розжига.

Таким образом, трансформатор розжига котла –это источник напряжения, которое провоцирует дугу для воспламенения газа или воздушной топливно-газовой рабочей смеси.

Принцип действия индукционного трансформатора розжига — в повышении сетевого напряжения 220 В до 9000-15000В.

ПРИМЕНЕНИЕ индукционных трансформаторов розжига ТРИ-220

  • Запальные и основные горелки любых топливосжигающих установок — печей, котлов, энергоагрегатов.
  • Высокоэнергетический трансформатор применяется для запальных или основных горелок любой длины, или прямого розжига горелок, работающих на газовом или жидком топливе — дизельное, мазут, отработанное масло.
  • Подходит для замены трансформаторов розжига, трансформаторов поджига, источников высокого напряжения любых других производителей.
Технические характеристики ТРИ-220
Входное (первичное) напряжение 220В
Ток, не более 1 А
Выходное (вторичное) напряжение, не менее 9 кВ
при холостом ходе 15 кВ
ток в режиме КЗ 30 мА
Длительность одного включения при розжиге горючей смеси,не более, (периодичность включения не менее 2 мин) 45 сек
Рекомендуемый искровой промежуток, мм 3 – 5 мм
Длина кабеля питания 2 м
Длина высоковольтного кабеля (в комплекте) 1,5 м
Температура окружающей среды, 0С от минус 40 до плюс 60
Степень защиты по ГОСТ 14254 IP54
Габариты, не более, 110*73*92мм
Масса, не более 2,5кг

 

Габаритные размеры ТРИ-220

МОНТАЖ ТРАНСФОРМАТОРОВ РОЗЖИГА ТРИ-220


Трансформатор розжига смонтировать рядом с запальной горелкой.

Подключение ТРИ-220:

-коричневый провод (ФАЗА) подключить к фазовой линии сети 220В

-синий провод (НУЛЬ) подключить к нулевой линии сети 220В.

-желто-зеленый провод (ЗЕМЛЯ) соединить с корпусом запальника или горелки.

Допускается заземлять по месту, подключив ж/з провод к контуру заземления- в этом случае сопротивление между точкой заземления ТР и корпусом запальника должно быть не более 10 Ом.

Высоковольтный провод В/В (поставляемый комплектно) укоротить  до необходимой длинны. Рекомендуемая длина высоковольтного кабеля — до 1м.

Подключение свечного наконечника –высоковольтный кабель вставляется в свечной наконечник и наворачивается в установленный в нем винт-саморез.

Свечной наконечник подключить к искровому разряднику запальной горелки, электрода розжига или других газогорелочных устройств.

Снижение электромагнитных наводок — кабель питания, высоковольтный кабель прокладываются отдельно в пластиковом трубопроводе, отдельно от других кабелей.

Скачать краткое описание

Использование и применение трансформатора

Использование и применение трансформатора

Наиболее важные области применения и применения Transformer:

  • Он может повышать или понижать уровень напряжения или тока (когда напряжение увеличивается, ток уменьшается и наоборот, потому что P = V x I , а мощность такая же) в цепи переменного тока.
  • Может увеличивать или уменьшать значение конденсатора, катушки индуктивности или сопротивления в цепи переменного тока.Таким образом, он может действовать как устройство передачи импеданса.
  • Может использоваться для предотвращения передачи постоянного тока от одной цепи к другой.
  • может электрически изолировать две цепи.

Трансформатор является основной причиной передачи и распределения мощности переменного тока вместо постоянного, потому что трансформатор не работает на постоянном токе, поэтому слишком сложно передавать мощность на постоянном токе. при переходе и распределении постоянного тока уровень напряжения повышается с помощью понижающего и повышающего преобразователя, но это слишком дорого и нецелесообразно с экономической точки зрения.
Основное применение трансформатора — повышение (увеличение) или понижение (уменьшение) уровня напряжения.
другими словами, увеличивает или снижает уровень тока, в то время как мощность должна быть такой же.
Другое применение и применение трансформатора:
Повышает уровень напряжения на стороне генерации перед передачей и распределением.
на стороне распределения, для коммерческого или бытового использования электроэнергии, трансформатор понижает (понижает) уровень напряжения, например, с 11 кВ до 220 В однофазный и 440 В трехфазный.
Трансформатор тока и трансформатор напряжения также используются в энергосистемах и в промышленности. Также он используется для согласования импеданса. Итак, это были простые способы использования трансформатора.

Также читают:

Распределительный трансформатор, установленный на опоре, с вторичной обмоткой с отводом от средней точки, используемый для обеспечения «расщепленной фазы» электропитания для жилых и коммерческих помещений, которое в Северной Америке обычно составляет 120/240 В. Источники изображений и указание источника Википедия

Применение трансформатора в повседневной жизни и в промышленности — pnpntransistor

Если вы находите применение трансформатора в повседневной жизни, а — в электронике, это то место, где вы получите свой ответ в простой и понятной форме.Здесь мы сначала увидим примерный вид сверху на применение трансформатора, а затем подробно рассмотрим применение. Итак, во-первых, мы должны знать некоторые основы трансформатора, прежде чем изучать его применение.

Трансформатор — это электрическое устройство, состоящее из двух обмоток с разным числом витков, которое помогает повышать или понижать уровень напряжения. Итак, Основное применение трансформатора для увеличения и понижения существующего напряжения до необходимого уровня напряжения для применения в электрической цепи .

мы видели самое первое основное назначение трансформатора, используемого для передачи энергии, но здесь мы также рассмотрим некоторые другие приложения. Посмотреть все краткие заявки,

Каковы основные области применения трансформатора?

1. Трансформатор используется для получения необходимого уровня напряжения. Повышающий трансформатор используется для увеличения напряжения, а понижающий трансформатор используется для уменьшения уровня напряжения.

2. Трансформатор может увеличивать или уменьшать значение конденсатора, катушки индуктивности или сопротивления в цепи переменного тока.Таким образом, он действует как устройство передачи импеданса.

3. Трансформатор также используется для электрической изоляции двух цепей.

4. Трансформатор используется для согласования зависимости.

5. Трансформатор используется в конструкции электрического измерительного прибора, такого как вольтметр, амперметр, реле и т. Д.

6. Используется для ректификации. Выпрямление — это процесс преобразования переменного тока в постоянный. Выпрямление важно для передачи высокого напряжения. Лучший пример выпрямителя — мобильное зарядное устройство.

7. Используется в регуляторе напряжения и стабилизаторе напряжения.

8. Он широко используется в процессе передачи и распределения электроэнергии.

Другое Применение различных типов трансформатора:

Трансформатор бывает разных типов в зависимости от области применения. Итак, теперь мы подробно рассмотрим типы трансформаторов и их применение. В целом, как мы видели, трансформаторы в основном можно разделить на два типа трансформаторов: повышающий трансформатор и понижающий трансформатор.Повышающий трансформатор используется для увеличения уровня напряжения при передаче, а понижающий трансформатор используется для уменьшения уровня напряжения.

Применение изолирующего трансформатора

Изолирующий трансформатор — это трансформатор, который используется для передачи электроэнергии от источника переменного тока (AC) к какому-либо оборудованию или устройству, при этом запитываемое устройство изолируется от источника питания, обычно по соображениям безопасности.

Применение измерительного трансформатора

основное назначение измерительного трансформатора — обеспечить напряжение или ток на приемлемом уровне, который используется для измерения электрических величин.Эти измерительные трансформаторы представляют собой электрическое устройство очень высокой точности, потому что оно будет использоваться при измерении.

Применение автотрансформатора

Автотрансформатор — это трансформатор только с одной обмоткой. Обычно, как мы видели, трансформатор имеет две обмотки: первичную и вторичную. Но здесь в автотрансформаторе одна и та же одиночная обмотка действует как первичная и вторичная обмотки. Автотрансформатор имеет множество применений, включая запуск асинхронного двигателя, регулируемую мощность и т. Д.

Почему трансформаторы важны?

Мы видели все применения различных типов трансформаторов. Но трансформатор чрезвычайно важен в системе передачи и распределения энергии. в электростанции мощность передается под высоким напряжением, которое может быть реализовано через трансформатор. На электростанции для передачи используется повышающий трансформатор. за счет передачи электроэнергии высокого напряжения стоимость передачи снижается, и мы можем получить электроэнергию экономичным способом.

энергии поступает в дом путем преобразования этого высокого напряжения в низкое с помощью трансформатора. (Электроэнергия не может поступать в дом напрямую от электростанции. Есть одна или несколько подстанций, которые также имеют трансформаторы, которые преобразуют это напряжение в более низкий уровень). На приемной стороне напряжение понижается понижающим трансформатором. Итак, мы можем представить, что трансформатор является неотъемлемой частью системы передачи и распределения электроэнергии.

Трансформатор используется не только в процессах передачи и приема энергии, но и в измерениях.вольтметр, амперметр, реле и т. д. — примеры использования трансформатора в измерительных приборах. В каждом отдельном приложении, где происходит преобразование напряжения, будет использоваться трансформатор.

Заключение

Надеюсь, теперь вы знаете все применения трансформатора. Мы видели, что трансформатор в основном используется для получения необходимого уровня напряжения. Трансформатор также используется для электрической изоляции двух цепей. Мало того, что трансформатор имеет широкое применение в передаче и распределении электроэнергии.Трансформатор является важной частью экономичной передачи энергии.

После некоторых применений трансформаторов в повседневной жизни мы увидели и другие типы применения трансформаторов. мы кратко рассмотрели измерительный трансформатор, изолирующий трансформатор и автотрансформатор. Надеюсь, ты все это знаешь. Если у вас все еще есть вопросы по этой статье, не стесняйтесь оставлять комментарии в этой статье.

Продолжить чтение

Применение трансформаторов

— Компания Gund

Трансформаторы (как правило) делятся на две категории: сухие трансформаторы и жидкостные или масляные трансформаторы.Несмотря на то, что первичные компоненты сухих и маслонаполненных трансформаторов схожи (сердечник, катушка, выводы и т. Д.), Изоляция может быть совершенно разной. В сухих трансформаторах используются сертифицированные по безопасности CSA и признанные UL системы высокотемпературной изоляции, а в масляных трансформаторах используются изоляционные материалы на основе древесины с высокой диэлектрической прочностью и маслом.

Компания Gund производит широкий спектр компонентов изоляции для различных типов трансформаторов. Наш опыт в области прикладных разработок может помочь нашим клиентам понять их выбор изоляционного материала и варианты конструкции компонентов, от больших маслонаполненных трансформаторов до сухих распределительных трансформаторов или низковольтных электронных трансформаторов.

Масляные трансформаторы

В масляных трансформаторах используется диэлектрическое масло для изоляции и охлаждения обмоток трансформаторов. Благодаря преимуществу диэлектрического масла для охлаждения обмотки трансформатора в этих конструкциях могут использоваться относительно низкотемпературные изоляционные материалы. Типичными изоляционными материалами являются изделия на основе целлюлозы, такие как прессованный картон и клееная древесина с относительными температурными показателями от 80 ° C до 105 ° C. Масляные трансформаторы обычно классифицируются как силовые или распределительные, в зависимости от их размера и области применения.Компания Gund поставляет ряд изоляционных материалов и компонентов для каждого типа трансформатора.

Силовые трансформаторы

Силовые трансформаторы — это большие маслонаполненные трансформаторы, которые обычно делятся по номинальной мощности. Классификация трансформаторов малой мощности обычно начинается с 10 МВА с максимальным рабочим напряжением 145 кВ. Трансформаторы средней мощности варьируются от 30 до 100 МВА и обычно работают как повышающие трансформаторы сети и генератора.Классификация мощных силовых трансформаторов включает трансформаторы с номинальной мощностью более 100 МВА и напряжением более 345 кВ. Компания Gund поставляет широкий спектр изоляционных компонентов для всех типов силовых трансформаторов.

  • Комплекты изоляции сердечника
  • Ступенчатые блоки
  • Основные блоки
  • Тарелки Флетча
  • Стержни наполнителя сердечника
  • Конструкция свинца и шипа
  • Изоляция опорных и ярмовых балок
  • Крепежные элементы (стержни и гайки)
  • Формы намотки
  • Полосы ласточкин хвост
  • Разделители для ключей
  • Зажимные кольца
  • Опорные блоки катушки
  • Шайба в сборе
  • Платы переключателя ответвлений
  • Устройство переключения ответвлений, кожухи с намотанной нитью
  • Каналы охлаждения и распорки с композитным сердечником
  • Зажимы свинцовые
  • Свинцовые трубки
  • Прокладки корпуса устройства РПН
  • Прокладки и уплотнительные кольца втулки
  • Прокладки радиатора
  • Прокладки люков и люков

Многослойная уплотненная древесина Ranprex®, производимая Rancan, является широко используемым материалом в промышленности масляных силовых и распределительных трансформаторов.При производстве Ranprex® используются специально подобранные фанеры из красного бука, пропитанные запатентованной термореактивной смолой и спрессованные при высоком давлении / температуре для производства материала, соответствующего нормам DIN7707 и IEC61061. Ranprex® доступен в форме пластин (листов) и в качестве отделочных компонентов в соответствии с вашими чертежами.

Материалы

Rancan соответствуют и превосходят свойства следующих марок, используемых для масляных трансформаторов:

Параллельное строительство:
  • P1R / KP20210 / ML22EL
  • P2R / KP20212 / ML20EL
  • P4R / KP20214 / ML15EL
Поперечное строительство:
  • C1R / KP20220 / ML22E
  • C2R / KP20222 / ML20E
  • C4R / KP20224 / ML15E
Тангенциальная конструкция:
  • T2R / KP20242 / ML20ET
  • T4R / KP20244 / ML15ET

Для получения дополнительной информации о нашем ламинированном уплотненном древесном материале для электрических масляных силовых и распределительных трансформаторов щелкните здесь.

Щелкните здесь, чтобы просмотреть дополнительные спецификации материалов.

Распределительные трансформаторы

Масляные распределительные трансформаторы обычно устанавливаются на опорах или на площадках. Распределительные трансформаторы, устанавливаемые на опорах, названы так потому, что они устанавливаются на опоры электрических сетей в большинстве старых городских или сельских районов. В пригородных зонах, построенных за последние несколько десятилетий, большинство распределительных линий проложено под землей, поэтому трансформаторы устанавливаются на бетонные опоры в жилых, коммерческих или легких промышленных помещениях.Компания Gund производит и изготавливает различные изоляционные материалы для распределительных трансформаторов.

  • Слой изоляции
  • Слой изоляционной ленты
  • Блоки ступеней сердечника
  • Опоры катушки
  • Упаковка рулонов ДВП и регулировочные шайбы
  • Фазовые перегородки
  • Наземные барьеры
  • Барьеры для смотровых окон
  • Свинцовые опоры, распорки и зажимы
  • Платы предохранителей
  • Трубки предохранителей
  • Платы переключателя ответвлений
  • Прокладки корпуса
  • Прокладки втулки
  • Кольца уплотнительные

Щелкните здесь, чтобы просмотреть дополнительные спецификации материалов.

Общие гибкие изоляционные материалы в распределительных трансформаторах
Гибкая изоляция
Крафт-бумага Крафт-бумага с алмазным покрытием
Бумага LFT Крепированная бумага
Канальная бумага — стикер Вулканизированное волокно (рыбья бумага)
Щелкните здесь, чтобы просмотреть дополнительные спецификации материалов.

Компания Gund также предлагает широкий выбор трансформаторных прокладок и уплотнений для вашего будущего проекта.

Трансформаторы сухого типа

В то время как маслонаполненные трансформаторы используют диэлектрическое масло для изоляции и охлаждения обмоток трансформатора, сухие трансформаторы чаще всего используются в приложениях, где использование диэлектрического масла в конструкции трансформатора не допускается. Без присутствия охлаждающего диэлектрического масла в трансформаторах сухого типа должны использоваться изоляционные материалы с более высокими температурами.Большинство сухих трансформаторов, производимых в Северной Америке, сертифицированы по системам изоляции, признанным UL и CSA.

Компания Gund является вертикально интегрированным производителем этих высокотемпературных изоляционных материалов, включая материалы с температурой 155 ° C , 180 ° C и 220 ° C , которые были специально протестированы в соответствии с UL 1446 на химическую совместимость. с длинным списком систем изоляции, признанных UL. Компания Gund предлагает различные изоляционные компоненты для следующих типов сухих трансформаторов.

Сухие трансформаторы с многослойной обмоткой

Также известные как трансформаторы с цилиндрической обмоткой, трансформаторы со слоистой обмоткой чаще всего используются в низковольтных устройствах (класс <600 В). Устройства с многослойной намоткой называются так потому, что катушка изготавливается путем наматывания слоя проводника на изолированную форму обмотки и последующего наматывания слоя изоляции на проводник. Катушка строится путем наматывания слоя проводника, а затем слоя изоляции последовательными слоями в соответствии с конструкцией.В этой конструкции обычно используются высокотемпературные распорные стержни, называемые «собачьими костями», которые используются для создания каналов для воздушного охлаждения. Между первичной и вторичной обмотками обычно имеется гибкий изоляционный слой, такой как Nomex® Aramid Paper, или даже гибкий стеклопластиковый ламинат, такой как Grade N200F или Grade FHT.

  • Изоляторы опорные
  • Опорные уголки и каналы шины
  • Формы намотки и гильзы с намотанной нитью
  • Слой «витой» изоляции
  • Слой изоляционной ленты
  • Осевые распорные втулки «Dogbones»
  • Изоляция ярма
  • Опорные блоки катушки
  • Клинья, регулировочные шайбы и наполнитель
  • Свинцовые опоры, распорки и зажимы
  • Платы предохранителей
  • Клеммные колодки
  • Свинцовая изоляция — оплетка
  • Фазовые перегородки
  • Крепежные детали — стержни и гайки
  • Прокладки корпуса

Трансформаторы сухого типа с дисковой обмоткой

Конструкции трансформаторов с дисковой обмоткой

обычно рассчитаны на более высокое напряжение, чем бочкообразные или многослойные трансформаторы.Трансформаторы с дисковой обмоткой называются так потому, что проводник намотан вокруг катушки таким образом, что катушка выглядит как набор уложенных друг на друга дисков, разделенных зазорами для воздушного потока. В этих устройствах используются либо радиальные прокладки, либо гребенки намотки для формирования опоры проводника и пути намотки вокруг катушки, обеспечивая при этом зазоры для воздушного потока через катушку. Эти радиальные прокладки и гребенки обмотки обычно изготавливаются из высокотемпературного (130 ° C, 155 ° C, 180 ° C или 220 ° C) изоляционного стеклополиэфирного материала, такого как NEMA GPO-3 , NEMA GPO-1 . (Марки: N155 , N180 , N220 , SG-200 или HST-II).

  • Изоляторы опорные
  • Опорные уголки и каналы шины
  • Формы намотки и гильзы с намотанной нитью
  • Обмотка проводника
  • Гребни для намотки
  • Распорки радиальные осевые
  • Распорка «Dogbones»
  • Изоляция ярма
  • Опорные блоки катушки
  • Клинья, регулировочные шайбы, наполнитель
  • Свинцовые опоры, распорки и зажимы
  • Платы предохранителей
  • Клеммные колодки
  • Свинцовая изоляция — оплетка
  • Фазовые перегородки
  • Крепежные детали — стержни и гайки

Трансформаторы с литой катушкой

Трансформаторы с литой обмоткой

имеют обмотки, которые были изготовлены с использованием процесса вакуумного формования, который полностью пропитывает и изолирует проводники системой полиэфира или эпоксидной смолы в большинстве конструкций.Литая конструкция катушки обеспечивает более высокую стойкость к короткому замыканию и перегрузочную способность. Из-за существенно различающихся конструкций катушек для литых катушек требуются другие изоляционные компоненты, чем для других типов сухих трансформаторов. Обычные компоненты литой изоляции катушек, поставляемые компанией Gund, включают пропитанные DMD , NMN и стеклосодержащие эпоксидные изоляционные слои B-ступени, а также распорные стержни «собачьей кости».

  • Изоляторы опорные
  • Опорные уголки и каналы шины
  • Слой «витой» изоляции
  • Слой изоляционной ленты
  • Осевые распорные втулки «Dogbones»
  • Опорные блоки катушки
  • Свинцовые опоры, распорки и зажимы
  • Свинцовая изоляция — оплетка
  • Крепежные детали — стержни и гайки

Электронные трансформаторы

Используя термин «электронные трансформаторы», мы намереваемся охватить широкий спектр низковольтных трансформаторов, обычно используемых в электронном оборудовании.Эти блоки обычно рассчитаны на напряжение менее 600 вольт. Они используются в различных приложениях, от трансформаторов тока до измерительных трансформаторов и осветительных балластов. В эту категорию также попадают и другие специальные магниты, например шунты и дроссели. Диапазон типов и применений электронных трансформаторов практически неограничен. Общие области применения изоляционных материалов в электронных трансформаторах включают:

  • Изготовленные намоточные бобины
  • Изоляция сердечника
  • Слой изоляции
  • Слой изоляционной ленты
  • Свинцовая изоляция — оплетка
  • Клеммные колодки
  • Платы предохранителей

Реакторы

Реакторы

имеют конструкцию с железным или воздушным сердечником.Они используются для контроля качества за счет ограничения отказов и скачков нагрузки или линий высокого напряжения. Реакторы обычно используются при строительстве подстанций рядом с нагрузкой, которая может вызвать значительные колебания качества электроэнергии. Реакторы часто используются вместе с конденсаторными батареями, чтобы контролировать качество электроэнергии. Все реакторы с воздушным сердечником имеют токопроводящие обмотки, намотанные так же, как обмотка трансформатора сухого типа с дисковой обмоткой.

Щелкните здесь, чтобы просмотреть дополнительные спецификации материалов.

Компания Gund также предлагает широкий выбор прокладок и уплотнений трансформаторов для вашего будущего проекта.

Компания Gund использует «Контрольный список для трансформаторов сухого типа», чтобы помочь нашим клиентам ознакомиться со спецификациями материалов и компонентов. Контрольный список также полезен для настройки программ комплектования и программ инвентаризации, управляемых поставщиком, при проектировании трансформатора. Свяжитесь с одним из наших специалистов по материалам для трансформаторов сегодня, чтобы узнать больше.

Компания Gund — это вертикально интегрированный производитель инженерных материалов. С 1951 года мы прислушиваемся к мнению наших клиентов и узнаем о сложных условиях эксплуатации в их отраслях.Мы сертифицированы по стандарту AS9100D и соответствуют требованиям ITAR. Наши детали, изготовленные на заказ, производятся в соответствии с сертифицированными системами качества ISO 9001: 2015.

Мы понимаем проблемы выбора материалов и сложных условий эксплуатации вашего приложения. Наша группа разработки приложений применяет консультативный подход, чтобы понять ваши требования. Полагаясь на наших специалистов по материалам, наши клиенты получают ценную информацию об улучшении конструкции компонентов для повышения эффективности и функциональности при одновременном снижении затрат.Помимо помощи в выборе материала, мы ставим перед собой задачу оптимизировать производство по выходу материала или эффективности изготовления. Как бережливое предприятие мы ориентируемся на постоянное совершенствование и поиск наиболее экономичных и эффективных решений для наших клиентов.

Свяжитесь с нами сегодня, если мы сможем ответить на вопросы о свойствах материалов или предоставить ценовое предложение для конкретного применения. Спасибо за возможность заработать на своем бизнесе.

Как это работает, детали, типы, применение, преимущества

Трансформатор — это машина, которая помогает преобразовывать мощность из одной цепи в другую без изменения частоты.В этой статье мы обсудим, что такое Transformer, как он работает, его составные части, различные типы с кратким описанием, приложения, преимущества и недостатки.

Что такое трансформатор

Это электрическое оборудование, работающее по принципу индукции. Он в основном используется в электроснабжении для передачи электроэнергии с одного уровня напряжения на другой.

Рис. 1 — Знакомство с трансформатором

Они датируются 1880 годом.После открытия свойства индукции преобразователь претерпел эволюцию, сделав его более эффективным и меньшим по размеру. В 1830 году Отто Блати, Микса Дери, Кароли Зиперновски из Австро-Венгерской империи были первыми джентльменами, которые разработали Трансформеры. Они экспериментировали и использовали это в коммерческих целях.

Основные части трансформатора

Состоит из трех основных частей. Это:

  • Сердечник
  • Первичная обмотка
  • Вторичная обмотка

Сердечник

Он создает путь для магнитного потока.

Первичная обмотка

Принимает входной сигнал от источника переменного тока.

Вторичная обмотка

Получает энергию от первичной обмотки и передает ее нагрузке.

Рис. 2 — Основные части трансформатора

Как работает трансформатор

Чтобы понять, как это работает, давайте рассмотрим однофазные трансформаторы, как показано на Рис. 3 ниже. Один или несколько электрических проводников из изолированной меди или алюминия намотаны вокруг вертикального участка магнитопровода, называемого «конечностями».Когда напряжение V 1 подается на первичную обмотку, переменное напряжение V 2 возникает во вторичной обмотке за счет взаимной индукции.

Электрические проводники в сердечнике магнитно связаны, и энергия передается через эту электрическую / магнитную связь. Соотношение между количеством витков катушек равно напряжениям при нагрузке «0». Количество витков первичной обмотки обозначается как N 1 , и аналогично количество витков вторичной обмотки обозначается как N 2 .

Таким образом, уравнение трансформатора:

Рис. 3 — (a) Принципиальная схема однофазного трансформатора (b) Принципиальная схема однофазного трансформатора

Типы трансформаторов

В зависимости от Назначение и назначение трансформаторов могут быть различных типов, как указано ниже:

  • Повышающие и понижающие трансформаторы
  • Трехфазные и однофазные трансформаторы
  • Силовые, распределительные и измерительные трансформаторы
  • Двухобмоточные и автоматические Обмоточные трансформаторы
  • Внешний и внутренний трансформатор
  • Трансформаторы с масляным охлаждением и сухого типа
  • Трансформатор с сердечником, оболочкой и ягодным типом

Повышающий и понижающий трансформатор

Эти типы трансформаторов обычно помогают во время колебаний напряжения .Они стабилизируют блоки питания и нормально их распределяют.

Рис. 4 — Повышающие и понижающие трансформаторы

  Подробнее о повышающем трансформаторе, принципах его работы, конструкции, применении и преимуществах  

  Подробнее о понижающем трансформаторе, Работа, уравнения, типы, преимущества и недостатки  

Трехфазный и однофазный трансформатор

Трехфазная система питания используется из-за ее экономической эффективности по сравнению с однофазными трансформаторами.Однако, учитывая размер и удобство транспортировки, однофазные трансформаторы подходят. Далее они подразделяются на:

Тип сердечника

В этом типе обе обмотки (первичная и вторичная) расположены на боковых конечностях и имеют две магнитные цепи.

Корпус типа

Этот тип имеет одну магнитную цепь и обмотки, расположенные на центральных плечах трансформатора.

Рис. 5 — Однофазный и трехфазный трансформатор

Силовой, распределительный и измерительный трансформатор

Силовые трансформаторы предназначены для стабилизации колебаний напряжения питания.Это используется во время длительной нагрузки высокой мощности.

Распределительные трансформаторы предназначены для коммерческого или жилого назначения. Он имеет хороший уровень эффективности при 50% полной нагрузочной способности и может работать в течение 24 часов с хорошей стабилизацией напряжения.

Измерительные трансформаторы включает трансформаторы тока и трансформаторы напряжения, которые используются для понижения напряжения. Они обеспечивают гальваническую развязку между силовой цепью высокого напряжения и измерительными приборами.

Рис. 6 — Распределительные трансформаторы

Двухобмоточный и автоматический трансформатор

Это трансформаторы, используемые в зависимости от соотношения напряжения. Используются два обмоточных трансформатора с коэффициентом больше 2, тогда как последний используется, когда коэффициент напряжения меньше 2.

Рис. Как следует из названия, трансформаторы для наружной установки устанавливаются для наружного оборудования.Внутренние трансформаторы обычно используются в офисе или в жилых помещениях.

Рис. 8 — (a) Внешние трансформаторы (b) Внутренние трансформаторы

Масляные и сухие трансформаторы

Разница между обоими трансформаторами заключается в системе охлаждения. В то время как для масляного охлаждения требуется масло, а для сухого трансформатора в качестве охлаждающей среды используется воздух.

Рис. 9 — Трансформаторы сухого типа и с масляным охлаждением

Применения трансформаторов

Некоторые применения перечислены ниже:

  • Из-за функции равной передачи и распределения Электроэнергия, Трансформаторы используются на электростанциях, промышленных предприятиях и в традиционных электроэнергетических компаниях.
  • Они используются для управления мощным источником питания.
  • Используются в качестве повышающих / понижающих устройств при передаче энергии.

Преимущества трансформаторов

Преимущества указаны ниже:

  • Его главное преимущество — это управление и стабилизация передачи напряжения.
  • Не требует времени запуска.
  • Это высокоэффективный прибор с меньшими капиталовложениями и низкими затратами на обслуживание.
  • Обеспечивают изоляцию от земли.
  • В трансформаторах нет движущихся частей.

Недостатки трансформатора

Есть некоторые недостатки в работе трансформаторов. Некоторые из них упомянуты ниже.

  • Из-за материала, из которого изготовлен стальной сердечник, возникают потери в прохождении тока.
  • Выделяет много тепла, которое требует охлаждения. Это создает перерыв в течении тока.
  Также читают: 
  Двигатель постоянного тока - Классификация, рабочий механизм, применение и преимущества 
  Коэффициент мощности - треугольник мощности, типы, коррекция коэффициента мощности, применения, преимущества 
  Как сделать простой инвертор в домашних условиях - шаг за шагом  
Понижающий трансформатор

: применение и принципы работы

Повышающий или понижающий трансформатор — это статическое устройство без движущихся компонентов, которое передает электроэнергию от одного цепь к другому.Напряжение и ток изменяются во время этого процесса, в то время как у нас нет изменения частоты.

Повышающий трансформатор — это машина, которая преобразует низкое первичное напряжение в высокое вторичное и увеличивает входное напряжение. С другой стороны, понижающий трансформатор снижает входное напряжение. У нас более низкое вторичное напряжение по сравнению с первичным.

На следующих изображениях показана простая иллюстрация использования трансформаторов (повышающих и понижающих трансформаторов) в обычной системе передачи.

Использование повышающих и понижающих трансформаторов в линии передачи (Ссылка: www.electronicshub.org)

В чем разница между понижающими и повышающими трансформаторами?

Трансформаторы подразделяются на несколько типов в зависимости от конструкции, номинального напряжения, типа охлаждения, места, где он используется, количества фаз в системе переменного тока и т. Д. Здесь мы обсудим повышающие и понижающие трансформаторы, которые классифицируются по преобразованию уровня напряжения.

Повышающий трансформатор

В повышающем трансформаторе вторичное напряжение выше исходного напряжения. Это ожидается из-за меньшего количества катушек на первой стороне, чем на вторичной. Повышающий трансформатор используется для повышения напряжения до более высокого уровня. Они устанавливаются в системах передачи и считаются на более высоких уровнях мощности.

Понижающий трансформатор

В понижающем трансформаторе вторичное напряжение ниже исходного напряжения из-за меньшего количества витков во вторичной обмотке.Поэтому этот тип трансформатора используется для понижения напряжения до расчетных уровней для схемы. Почти в большинстве источников питания есть понижающий трансформатор, чтобы поддерживать рабочий диапазон цепи до определенных более безопасных пределов напряжения. Эти трансформаторы обычно устанавливаются в электронных схемах (электронные трансформаторы) и распределительных сетях (силовые трансформаторы).

Следует отметить, что трансформатор — это обратимая машина, поэтому его можно использовать как в качестве повышающего, так и понижающего трансформатора.Например, если для схемы требуется высокое напряжение, мы бы подключили клеммы ВН к системе, тогда как для схемы или нагрузки требуется низкое напряжение, мы бы подключили клеммы НН к системе.

Схема повышающего и понижающего трансформатора. (Ссылка: electronicshub.org)

Передаточное число определяет соотношение напряжений в трансформаторе. Используя большее количество витков в обмотке, мы получим в ней более высокое производимое напряжение. Понижающий трансформатор имеет меньшее количество витков на вторичной обмотке, чтобы обеспечить низкое напряжение, и больше витков на первичной обмотке, чтобы противостоять высоким уровням напряжения источника переменного тока.

Соотношение витков = N_P / N_S = V_P / V_S

Отношение витков = Первичные витки / Вторичные витки = Первичное напряжение / Вторичное напряжение

Какова конструкция трансформатора?

Конструкция трансформатора представляет собой железный сердечник, покрытый стальными лентами. Пластины сердечника состоят из изолированных тонких металлических полос. Пластины разделяются и скручиваются вокруг сгиба с помощью листа пальто или пергамента. Обмотка состоит из двух сторон: основной и вторичной обмотки.Обе обмотки образованы электрической катушкой и изолированы друг от друга. Основной особенностью сердечника является облегчение намотки магнитного потока и обеспечение полезного потока в направлении с низким сопротивлением. Для получения дополнительной информации о частях трансформатора щелкните здесь.

Части трансформатора следующие:

  1. Электрическая цепь
  2. Магнитная цепь
  3. Конструкция кожуха
  4. Конструкция сердечника
  5. Диэлектрическая цепь
  6. Консерватор
  7. Втулка
  8. Дыхательный патрубок
  9. Воздухоотводчик
  10. Взрывоотводчик
  11. Обмотки
  12. Резервуар для зимнего сада

Принцип работы трансформаторов

Принцип работы электрического трансформатора — «взаимная индукция», который гласит: равномерное изменение тока в катушке приводит к возникновению E.М.Ф. в другой катушке, которая индуктивно связана с первой катушкой. Трансформатор включает в себя две катушки с высокой взаимной индуктивностью, которые электрически разделены, но имеют типичную магнитную цепь в своей основной форме. На следующем рисунке показана базовая структура трансформатора, работающего как понижающий трансформатор.

Базовая структура понижающего трансформатора (Ссылка: electronicshub.org)

Первичная катушка или первичная обмотка, первый набор катушек, подключены к первичному напряжению, источнику переменного напряжения на первой стороне.Другой набор катушек, который называется вторичной обмоткой или вторичной катушкой, подключен к нагрузке. Нагрузка потребляет переменное выходное напряжение (пониженное или повышенное напряжение).

Входное переменное напряжение возбуждает первичную обмотку, и в ней течет переменный ток. Переменный ток создает переменный магнитный поток, который проходит в сердечнике магнитного железа и завершает свой путь.

Согласно закону Фарадея ЭДС возникает во вторичной обмотке, поскольку вторичная обмотка также связана с переменным магнитным потоком.Сила напряжения на вторичной обмотке зависит от количества проходящих через нее магнитного потока. Следовательно, без электрического контакта переменное напряжение первичной обмотки передается на другую обмотку.

Следует отметить, что в зависимости от типа трансформатора напряжение на вторичной стороне трансформатора может быть таким же, более низким или более высоким по сравнению с первичной обмоткой трансформатора. Однако, но период напряжения и его частота не меняются.

Подробнее о Linquip

Типы трансформаторов: статья о различиях конструкции и конструкции трансформаторов

Что такое понижающий трансформатор?

Понижающий трансформатор — это трансформатор, который преобразует высокое напряжение на первичных обмотках в низкое напряжение на вторичных обмотках. Что касается обмоток катушки, то первичная обмотка понижающего трансформатора имеет больше витков, чем вторичная обмотка. На следующем изображении показан типичный понижающий трансформатор.

Понижающий трансформатор (www.electronicshub.org)

Мощность понижающего трансформатора

Мы можем измерить мощность трансформатора, используя напряжение и ток в системе. Мощность трансформатора определяется в ВА, вольт-амперах (для более крупных трансформаторов — киловольт-вольт-амперах, кВА).

В идеале мощность на обеих сторонах любого трансформатора постоянна, что означает, что доступная мощность на вторичной стороне трансформатора такая же, как мощность на первичной стороне трансформатора.Это относится и к понижающему трансформатору. Однако, поскольку напряжение на вторичной обмотке понижающего трансформатора ниже, чем на первичной обмотке, ток на вторичной обмотке будет увеличиваться, чтобы сбалансировать абсолютную мощность трансформатора.

Соотношение напряжения и тока в понижающем трансформаторе

Рассмотрим VP как напряжение, IP как ток, а PP как мощность на первичной стороне трансформатора. Как мы знаем, мощность можно вычислить, просто умножив ток и напряжение.Следовательно, мощность задается на первичной стороне трансформатора по формуле

P_P = V_P \ times I_P

Аналогично, рассматривая VS как напряжение, IS как ток и PS как мощность на вторичной обмотке трансформатора. боковая сторона. Мощность на вторичной обмотке трансформатора равна

P_S = V_S \ times I_S

Из-за равенства мощностей в трансформаторе мы имеем:

P_P = P_S

V_P \ раз I_P = V_S \ раз I_S

Поскольку VS ниже, чем VP в понижающем трансформаторе, IS должно быть больше, чем IP.Таким образом, выходное напряжение в понижающем трансформаторе меньше, чем у первичного напряжения, в то время как выходной ток выше, чем входной ток.

Основываясь на приведенных выше уравнениях, мы можем определить понижающий трансформатор как машину, которая преобразует переменный вход высокого напряжения и низкого тока в переменный выход низкого напряжения и высокого тока.

Как упоминалось ранее, приведенный выше расчет мощности предназначен для идеального трансформатора без потерь. При этом будут потери в виде потерь в меди и в стали, которые следует учитывать, даже если эти потери невелики.

Подключение понижающего трансформатора

Мы можем подключить понижающий трансформатор в соответствии с представленными инструкциями:

  1. Перед установкой понижающего трансформатора необходимо определить его номинальные характеристики и схему. Сначала снимаем крышку клеммной коробки.
  2. Знайте описание оконечной нагрузки и соблюдайте все понижающие трансформаторы: h2, h3, h4 и h5 обозначают сторону высокого напряжения трансформатора или конец подачи питания. Взаимосвязь трансформатора может варьироваться в зависимости от напряжения, используемого для питания трансформатора, и производителя.
  3. Обрежьте провода питания до нужной длины. В случае использования больших наконечников для проводов следует учитывать размер наконечников и длину провода, который мы можем вставить в область обжима с внутренней резьбой.
  4. Зачистите внешнюю изоляцию проводов с помощью приспособления для зачистки проводов или ножа. Наденьте кабельный наконечник или кольцо с проушиной на очищенный медный провод и надежно прижмите соединительное устройство к проводу, используя обжимной пресс подходящего размера.
  5. Прервите высокое напряжение понижающего трансформатора.В случае болтов на выводах на стороне высокого напряжения постарайтесь соблюдать требования к крутящему моменту, указанные в списках производителей.
  6. Прекратить низкое напряжение трансформатора. Эти терминалы будут распознаваться X1, X2, X3 и X4. Еще раз прочтите индивидуальные схемы производителя для конкретного типа трансформатора, который вы используете. На небольших управляющих трансформаторах будут только X1 и X2. Питание — это X1 или «горячая» сторона, а X2 обычно является заземляющей и нейтральной частью низкого напряжения.
  7. Разомкните малый трансформатор управления.X1 перейдет прямо к цепи управления после прохождения через небольшой предохранитель, рассчитанный на эту цепь. X2 будет подключен к нейтральной стороне цепи управления и заземления. Это означает, что мы должны подключить сторону X2 небольшого управляющего трансформатора к заземлению электрической цепи.
  8. Закройте все корпуса и все крышки на трансформаторе, чтобы защитить вас от электричества. Подключите высокое напряжение к трансформатору, включив питание фидера. Включите предохранитель на стороне низкого давления.
  9. Используйте вольтметр для проверки правильности напряжения на второй стороне понижающего трансформатора. Он должен быть равен значениям, указанным на этикетке со спецификациями, предоставленной производителем.

Проверка понижающего трансформатора

С помощью следующей инструкции мы можем проверить, правильно ли работает трансформатор или почему он перестал работать:

  1. Отверткой отсоедините все провода от клемм трансформатора. Различите кабели, если они еще не распознаны.Отметьте каждую клемму и подсоединенный к ней провод.
  2. Используйте омметр. Подключите одну головку к металлическому каркасу, а другую к клеммам трансформатора в следующей последовательности: h2, h3, X1, а затем X2. Омметр должен показывать полностью открытые или бесконечные сопротивления. В некоторых случаях омметр показывает сопротивление любой формы, поэтому существует внутренняя проблема, связанная с обмотками. Катушки замкнуты на корпус трансформатора, и его придется заменить.
  3. Вы должны проверить целостность каждой катушки с помощью омметра.Подключите один конец к h2, а другой к h3. Обычно сопротивление должно находиться в диапазоне от 3 до 100 Ом, в зависимости от типа и типа трансформатора. Сделайте то же самое для клемм X1 и X2 и проверьте, дают ли они одинаковые результаты. В случае считывания открытого или бесконечного сопротивления провода разделяются.
  4. Проверить цепь развязки трансформаторов с помощью омметра. Подключите один конец к h2, а другой к X1. Измеритель должен отображать полностью разомкнутую цепь или бесконечное сопротивление. Сделайте то же самое для h3 и X2 соответственно.При обнаружении любого сопротивления изоляцию трансформатора необходимо заменить, так как она нарушена.

Управляющий трансформатор (Ссылка: guillevin.com)

Технические характеристики понижающих трансформаторов напряжения

Для преобразования слаботочной высоковольтной мощности в низковольтные различные понижающие трансформаторы напряжения сконструированы в следующих спецификациях. .

Напряжение: Низкое выходное напряжение и высокое входное напряжение

Обмотка: Первичная обмотка — обмотка высокого напряжения

Ток: Вторичная обмотка имеет высокий ток

Уровень выходного напряжения: 10 В, 20 В, 24В, 110В и т. Д.

В дополнение к упомянутым характеристикам, повышающие и понижающие трансформаторы доступны в представленных спецификациях:

  • Свободные выводы
  • Voltage IN: определение напряжения OUT
  • Один или несколько выходов
  • Изоляция
  • PC Крепление
  • Определение отношения X: Y

Применения понижающих трансформаторов

Трансформаторы используются для увеличения напряжения для передачи и снижения напряжения для использования в военной, медицинской, телекоммуникационной, электронной промышленности и т. Д.Вот несколько примеров их применения:

  • Обеспечение изоляции 1: 1
  • Электростанции (преобразование 220В в 110В и преобразование из 110В в 220В)
  • Подстанции
  • Электрическое и электронное оборудование
  • Дверные звонки
  • Телевизоры
  • Холодильники
  • Музыкальные / развлечения
  • Выпрямительные схемы
  • Инверторы
  • Медицинское оборудование
  • Модули печатных плат

Это были трансформаторы, но мы должны помнить, что почти все настенные адаптеры низкого напряжения используют понижающие трансформаторы для широкого использования импульсные блоки питания.Также все уличные трансформаторы возле наших городов и домов — это понижающие трансформаторы. У них есть переменное входное напряжение 11 кВ, которое преобразуется в 230 В для использования в наших домах. Понижающие трансформаторы обычно используются для преобразования 220-вольтного электричества в 110-вольтное, необходимое для североамериканских устройств.

Обычные адаптеры, которые мы используем, являются примером понижающих трансформаторов (Ссылка: ebay.com)

Приложение понижающего трансформатора в реальном времени

Напряжение на электростанциях или генерирующих станциях составляет примерно 20 кВ.Его повышают до 440 кВ с помощью повышающего трансформатора, чтобы передать это напряжение на большие расстояния в наш дом. Это напряжение передается на распределительную станцию, и понижающий трансформатор снижает его до 11 кВ.

Можно ли использовать понижающий трансформатор и повышающий поочередно?

Можно использовать оба этих типа трансформаторов в обратном направлении, используя источник переменного тока для питания вторичной обмотки и подключения первичной обмотки к нагрузке.Таким образом, выполняя противоположную функцию, понижение может действовать как повышение и наоборот. Одним из условностей, используемых в электроэнергетике, является использование обозначений «H» для обмотки (с более высоким напряжением, например, первичная обмотка в понижающей системе и вторичная обмотка в повышающей) и «X». обозначения обмотки с пониженным напряжением.

Одним из наиболее важных факторов для повышения эффективности трансформатора и уменьшения нагрева является выбор типа металла обмоток.Медные обмотки значительно более эффективны, чем алюминий и различные варианты обмоток из металла; однако это также стоит дороже. Трансформатор с медными обмотками вначале стоит дорого. Тем не менее, это позволяет сэкономить на расходах на электроэнергию в будущем.

Применение, конструкция и эффективность | Library.AutomationDirect

Часть первая из двух частей серии

Хотя большинство из нас сталкивались с трансформаторами в своей профессиональной жизни, удивительно, насколько мало о них знает средний дизайнер или технический специалист.Основная функция трансформатора — «преобразовывать» переменный ток из нежелательного напряжения в напряжение, подходящее для данной схемы. Хорошим примером этого применения является использование управляющих трансформаторов для снижения высоких линейных напряжений до более низких и более безопасных управляющих напряжений. Более низкое управляющее напряжение можно безопасно использовать в шкафу управления и во всех компонентах оборудования.

Трансформаторы

выполняют эту задачу за счет индуктивного соединения первичной и вторичной обмоток.По мере того, как напряжение в первичной катушке растет и падает, оно создает соответствующее магнитное поле, которое индуцирует симпатическое напряжение во вторичной катушке. Чтобы управлять входным и выходным напряжениями, количество витков в каждой катушке регулируется для получения «соотношения» между первичной и вторичной катушками трансформатора. Таким образом, если трансформатор имеет 100 витков на первичной обмотке и 50 витков на вторичной обмотке, то он имеет соотношение 2: 1. Следовательно, когда к первичной обмотке подается 120 В переменного тока, вторичная обмотка будет производить 60 В переменного тока.Если роли катушек поменять местами и на вторичную подать 120 В переменного тока, то первичная будет производить 240 В переменного тока. При этом токи подвергаются обратному преобразованию во время этого процесса, то есть, если вторичный выход требует 60 В переменного тока при 5 А, то на первичный необходимо подавать 120 В переменного тока при минимальном токе 2,5 А. На рисунке 1 показаны коэффициенты трансформации и преобразование напряжения / тока трансформатора.

В основном на рынке широко доступны два типа трансформаторов: изолирующие и автоматические.Большинство трансформаторов представляют собой изолирующие блоки, в которых первичная и вторичная обмотки электрически изолированы друг от друга. Изолирующий трансформатор обеспечивает две различные функции, которые очень желательны для большинства приложений. Во-первых, вторичная цепь электрически изолирована от более высокого и опасного входного напряжения. Это обеспечивает уровень безопасности, необходимый для большинства цепей. Вторая особенность заключается в том, что изолирующий трансформатор естественным образом фильтрует переходные процессы высокого напряжения и высокочастотный шум.В грязной электрической среде эта функция может сыграть важную роль в защите хрупкой электроники. В некоторых случаях изолирующий трансформатор может означать разницу между надежным оборудованием и полностью нефункциональным мусором.

На рис. 2 в разобранном виде показан типичный изолирующий трансформатор с сердечником «C». Обратите внимание, что две катушки полностью отделены друг от друга как физически, так и электрически. Единственная связь между двумя катушками — магнитная связь через сердечник.

На Рисунке 3 показан типичный трансформатор с сердечником «E». В этом случае первичная и вторичная катушки размещаются вокруг общей стойки в центре сердечника. Такая компоновка позволяет получить более компактный блок с более высокой эффективностью. По этим причинам сердечники типа «E» являются предпочтительными для управляющих трансформаторов и трансформаторов общего назначения.

Для приложений, где изоляция нежелательна или не нужна, может быть указан автотрансформатор. Эти трансформаторы обычно используются для согласования напряжения.В случаях, когда часть оборудования может быть настроена на другой стандарт напряжения, чем тот, который доступен на месте установки, автотрансформатор согласования напряжения обеспечивает экономичное решение проблемы. Типичным примером является установка оборудования, рассчитанного на 240 В переменного тока, в здании, обслуживающем 208 В переменного тока. В этом случае довольно скромный автотрансформатор может повысить сервис, и проблема будет быстро решена.

На рисунке 4 схематично показан автотрансформатор согласования напряжения.В этом случае линейное напряжение подключается к соответствующим входным клеммам, а отрегулированные напряжения доступны на различных выходных клеммах.

Хотя существуют буквально тысячи применений трансформаторов, большая часть этих приложений делится на четыре основные категории. Наиболее наглядным приложением является распределение электроэнергии через национальную сеть. Стоит только взглянуть на телефонные столбы, которые пронизывают наш ландшафт, и вы, скорее всего, увидите полюсный трансформатор.

Трансформаторы второй категории — это распределительные устройства для зданий.В этих случаях стандартное напряжение высокого напряжения из сети подключается к зданию и направляется к центральному распределительному трансформатору. Выходы этих трансформаторов рассчитаны на обеспечение почти любого стандартного напряжения, существующего в стране. На рисунке 5 схематично показан трехфазный распределительный трансформатор. Обратите внимание, что трансформатор имеет изоляционную конструкцию, которая помогает защитить здание от переходных процессов высокого напряжения и шума, который может передаваться по сети.

Часть вторая, продолжение которой будет продолжено в Выпуске 16, будет включать в себя включение трансформаторов в элемент машины, приложения для управления трансформаторами и многое другое.Прочтите здесь: http://library.automationdirect.com/transformers-application-construction-and-efficiencies-issue-16-2010/

Брайан С. Эллиотт

Первоначально опубликовано: 1 сентября 2009 г.

Потенциальный трансформатор

и объяснение его применения

Что такое потенциальный трансформатор

Potential Transformer — это измерительный трансформатор, который используется для преобразования напряжения от большего значения к меньшему. Следовательно, это понижающий трансформатор, который снижает напряжение до более безопасного предела.Это более низкое напряжение легко измеряется любым прибором низкого напряжения, таким как ваттметр, вольтметр и т. Д.

Трансформатор напряжения также называют трансформатором напряжения. Они предназначены для измерения высокого напряжения, подключенного к системам передачи и распределения. Трансформатор напряжения понижает уровень напряжения и упрощает расчет значения напряжения с помощью простого прибора низкого напряжения.

Другими словами, измерительные приборы находятся под низким напряжением, поэтому их нельзя подключать напрямую к линиям передачи и распределения.Таким образом, преобразуются в более низкие значения и измеряются. Кроме того, эти трансформаторы работают как изолятор цепи. Он защищает измерительную цепь от сети (цепи), которая работает при более высоком уровне напряжения.

Конструкция трансформатора потенциала

Трансформатор напряжения — понижающий трансформатор. Следовательно, количество витков первичной обмотки равно большему количеству витков и меньшему количеству витков вторичной обмотки. На входе трансформатора подается высокое напряжение переменного тока.После преобразования на выходе трансформатора напряжения получается более низкое напряжение. Это выходное напряжение измеряется с помощью вольтметра. Кроме того, две первичные и вторичные обмотки электрически изолированы и механически связаны.

Примечание. Напряжение переменного тока преобразуется в постоянное с помощью однополупериодного выпрямителя и / или двухполупериодного мостового выпрямителя.

Трансформатор потенциала

Трансформаторы напряжения

сконструированы таким образом, что могут работать при более низком магнитном токе, плотности потока и при минимальной нагрузке.Используемые здесь проводники большие, а сердечник сделан из железа. В основном используется трансформатор напряжения с сердечником, хотя можно легко спроектировать как тип оболочки, так и тип сердечника.

Поскольку первичное напряжение достаточно высокое, оно разделено на более мелкие участки (число витков / передаточное число). Это снижает стоимость изоляции и снижает риск повреждения. Еще одним важным фактором при построении трансформатора напряжения является фазовый сдвиг между первичной и вторичной обмотками. Внимательно следите за понижением напряжения путем изменения нагрузки.

Соединения в PT

Трансформатор напряжения всегда подключается параллельно сети (цепи передачи и распределения). Первичная обмотка трансформатора напряжения напрямую подключается к магистрали. Затем рассчитывается напряжение сети. Измерительные приборы, такие как вольтметр или ваттметр, подключены к вторичному выводу трансформатора. Следовательно, высокое линейное напряжение легко измеряется с помощью таких устройств измерения низкого напряжения.

Поскольку соединение трансформатора механически связано и гальванически изолировано, цепь полностью безопасна, а измерения выполняются правильно.Кроме того, первичная обмотка трансформатора напряжения рассчитана на от 400 до тысяч вольт. Вторичная обмотка рассчитана на максимальное напряжение 400 В.

Принцип работы трансформатора напряжения

Принцип действия трансформатора потенциала основан на взаимной индукции. Подключение силовой цепи к трансформатору напряжения осуществляется между фазой и землей. Первичная и вторичная обмотки трансформатора магнитно связаны через путь сердечника с минимальным сопротивлением (но электрически изолированы).

Теперь на вход трансформатора подается высокое напряжение, которое создает магнитный поток. Этот поток проходит через сердечник и индуцирует напряжение на вторичной обмотке трансформатора. Следовательно, благодаря принципу электромагнитной индукции высокое напряжение преобразуется в более низкое напряжение. Это происходит без какой-либо физической связи между ними.

Кроме того, поскольку трансформатор напряжения имеет большее значение импеданса, следовательно, меньшее значение тока проходит через вторичную обмотку.Остальные функции этого трансформатора аналогичны функциям обычного трансформатора.

Схема эквивалентного трансформатора напряжения

Схема замещения трансформатора напряжения такая же, как и у обыкновенного.

Эквивалентная схема трансформатора потенциала

Где,

Vp = напряжение источника / первичное напряжение

N1 = первичная обмотка

N2 = вторичные витки

Вс = вторичное напряжение

I1 = первичный ток

I2 = вторичный ток

R1 = сопротивление утечки первичной обмотки

X1 = реактивное сопротивление утечки первичной обмотки

Xm = магнитное реактивное сопротивление

R2 = сопротивление утечки первичной обмотки

X2 = реактивное сопротивление утечки первичной обмотки

Io = Ток холостого хода

В остальном расчеты такие же, как и для обычного трансформатора.

Типы трансформаторов напряжения

Эти трансформаторы делятся на категории в зависимости от их функции, а также конструкции.

В зависимости от конструкции трансформатор классифицируется как

.
  • Измерительные трансформаторы напряжения
  • Трансформаторы напряжения защиты

Оба они доступны как в однофазном, так и в трехфазном исполнении и имеют хорошую точность. Такие трансформаторы используются для управления и эксплуатации измерительных устройств, таких как реле и т. Д.

По конструкции трансформаторы напряжения можно разделить на «Электромагнитный тип» и «Емкостной тип». Обсудим их подробнее.

Трансформатор потенциала электромагнитного типа

Этот тип трансформатора напряжения аналогичен обычным маслонаполненным трансформаторам с проволочной обмоткой. Водопроводный бак подключается к линейному выводу. Для заливки масла на бачке есть пробка. Отчеканен на опоре изолятора.

В этом типе трансформаторов тока первичная обмотка соединяется между двумя фазами.Или между фазой и землей. Следовательно, один конец первичной обмотки подключен к сети (цепи измерительной мощности). А другой — на землю (общий вывод заземления).

Вторичная обмотка трансформатора подводится к нагрузке, то есть к мультиметру или вольтметру для наблюдения за значением напряжения. После того, как значение рассчитано на вторичной обмотке, мы можем рассчитать напряжение на более высокой первичной стороне, используя коэффициент трансформации. Для расчета полезна следующая формула:

Зная все параметры, вычисляем значение V2.

Вторичная обмотка этого трансформатора также полезна для защиты цепи в случае неисправности. Следовательно, реле могут служить этой цели.

Трансформатор емкостного потенциала

Трансформатор напряжения — это емкостной делитель напряжения. Он подключается между фазой сети и землей. Это может быть муфта или втулка. Основное различие между ними заключается в способе формирования емкости. Таким образом, это помогает определить рейтинг бремени.

Конденсаторный трансформатор потенциала

ПТ этого типа имеет серию подключенных конденсаторов. Все эти конденсаторы связи изготавливаются либо из алюминиевой фольги, либо из бумаги, пропитанной маслом. Соединение первичной и вторичной обмоток этих конденсаторов дает желаемые значения напряжения с обеих сторон.

По сравнению с электромагнитным типом, этот емкостной трансформатор напряжения более экономичен.

Ошибки трансформатора потенциала или напряжения

Ошибка означает наблюдаемую разницу между истинным и измеренным значением.В идеальном трансформаторе напряжение, создаваемое во вторичной обмотке, точно пропорционально первичному. В идеале это соотношение напряжений равно отношению количества витков (витков) на первичной обмотке к числу витков на вторичной обмотке.

Но практически в трансформаторах напряжения это недостижимо. Это происходит из-за падений напряжения в первичной и вторичной обмотках (из-за сопротивлений и реактивных сопротивлений), а также из-за коэффициента мощности нагрузки во вторичной обмотке. Это создает ошибки в системе.Могут быть два типа ошибок: ошибка отношения и ошибка угла сдвига фаз. Обсудим подробно обе ошибки.

Ошибка фазового угла

В идеале, разница фаз между первичным и вторичным напряжениями должна быть равна нулю. Но практически этого не происходит, и у нас есть разность фаз. Эта разность фаз представляет собой ошибку угла сдвига фаз.

Для уменьшения сопротивления реактивное сопротивление трансформатора должно быть оптимальным. Кроме того, ток холостого хода играет роль в возникновении или нарушении погрешности фазового угла.

Ошибка соотношения

Ошибка соотношения — это разница между измеренным значением и фактическим (коэффициентом). Следовательно, если это происходит в трансформаторе, то напряжение на вторичной обмотке отклоняется от истинного значения. Ниже приводится формула для вычисления коэффициента погрешности:

Уменьшение ошибок в трансформаторе напряжения

Следующие пункты помогают уменьшить погрешность трансформатора напряжения:

  • За счет уменьшения расстояния между первичным и вторичным.Это снижает реактивное сопротивление утечки и, следовательно, уменьшает погрешность.
  • Обеспечивает высокую плотность магнитного потока (в сердечнике) и снижает сопротивление обмотки. Для этого уменьшаем длину намотки на сердечник.
  • За счет уменьшения длины среднего витка обмоток и использования толстых проводников.
  • Уменьшите первичный ток холостого хода трансформатора.
  • Уменьшите длину магнитного пути (для магнитного потока) в сердечнике.

Применение трансформатора напряжения

У нас есть огромное количество трансформаторов напряжения. Ниже приведены несколько приложений:

  • In Электрозащита
  • В цепях учета и реле
  • Используется для защиты фидеров
  • Для синхронизации генераторов с сеткой
  • В импедансной защите генераторов
  • Используется в защите трансформаторов напряжения
  • Как несущие цепи связи

Трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения, используемый для измерения, называется измерительным трансформатором потенциала.В то время как трансформаторы, используемые для защиты силовых цепей, известны как трансформаторы защиты напряжения. Точно так же есть случаи, когда нам нужны и измерение, и защита. Таким образом, на вторичной стороне один подключается для защиты, а другой подключается к счетчику для измерения.

Характеристики трансформатора потенциала

Давайте теперь посмотрим, какой эффект возникает, когда мы делаем небольшие изменения параметров во вторичной обмотке трансформаторов напряжения.

Влияние изменения коэффициента мощности на вторичной стороне

Когда коэффициент мощности нагрузки на вторичной обмотке трансформатора уменьшается, фазовый угол увеличивается.Следовательно, первичный ток равен току холостого хода, а первичное и вторичное напряжения находятся в фазе с индуцированным напряжением как в первичной, так и во вторичной обмотке.

Таким образом, напряжение на первичной обмотке остается прежним. Но коэффициент трансформации увеличивается. Это связано с уменьшением коэффициента мощности. Поэтому обратите внимание на следующие моменты:

  • Ошибка соотношения уменьшается с уменьшением коэффициента мощности на вторичной стороне.
  • Ошибка угла сдвига фаз увеличивается с уменьшением коэффициента мощности.

Влияние изменения напряжения на вторичной стороне

По мере увеличения напряжения на стороне нагрузки, соответственно, увеличивается вторичный ток. Это увеличение вторичного тока увеличивает первичный ток. Следовательно, напряжение падает из-за сопротивления, а реактивное сопротивление увеличивается.

Эти падения напряжения как в первичной, так и во вторичной обмотке снижают напряжение на клеммах нагрузки. Следовательно, это увеличивает коэффициент трансформации по мере уменьшения знаменателя. Обратите внимание на следующие моменты при изменении вторичного напряжения:

  • С увеличением напряжения на вторичной обмотке трансформатора напряжения увеличивается и погрешность соотношения.
  • Если мы нарисуем график между ошибкой фазового угла и вторичным напряжением, то мы получим линейную кривую.
Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *