Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Descoperirea din 1831 a marelui om de știință Faraday a principiului inducției electromagnetice a făcut posibilă o privire nouă asupra multor legi ale ingineriei electrice. Sa bazat pe interacțiunea câmpurilor electromagnetice, la 45 de ani după aceea marele om de știință rus P.N. Yablochkov a primit un brevet pentru invenția unui transformator. Definiția clasică este: un transformator este un dispozitiv electric care convertește curentul înfășurării primare a unei tensiuni în curentul bobinei secundare cu o tensiune diferită.

Efectul de inducție se formează atunci când câmpul electromagnetic se schimbă, prin urmare, pentru ca transformatorul să funcționeze, este necesară existența unei tensiuni cu curent alternativ. Transformarea (transmisia) se realizează prin transformarea energiei electrice a înfășurării primare într-un câmp magnetic și apoi, în bobina secundară, are loc transformarea inversă a câmpului magnetic în energie electrică. Dacă numărul de rotații ale înfășurării secundare depășește numărul de rotații ale înfășurării primare, atunci dispozitivul va fi numit un transformator de step-up. Când înfășurările sunt conectate în ordine inversă, se obține un dispozitiv de coborâre.

Dispozitiv și principiu de funcționare

Structurally, dispozitivul de transformare a tensiunii constă dintr-un miez și două înfășurări . Miezul este asamblat din plăci din tablă de oțel electric. Înfășurările primare și secundare sunt înfășurate pe aceasta, din sârma de cupru de diferite diametre. Grosimea firului de înfășurare a transformatorului este direct dependentă de puterea sa de ieșire.

Miezul dispozitivului poate fi pivotat sau blindat. Atunci când se utilizează produsul în rețele de joasă frecvență de tensiune, se folosesc cel mai adesea fire de magnet de tijă, care în formă pot fi:

  • În formă de U.
  • În formă de W.
  • Toroidal.

Miezurile sunt fabricate din fier transformator special, pe caracteristicile de calitate de care depind mulți parametri generali ai dispozitivului. Se trage un miez de plăci subțiri de fier, care sunt izolate una de alta cu un strat de lac sau oxid pentru a reduce pierderile datorate curenților turbionari. Pot fi folosite și finisate jumătăți, care sunt realizate din benzi solide de fier.

Avantaje și dezavantaje ale miezurilor

  • Tastat mai des folosit pentru circuitele magnetice ale dispozitivului cu o secțiune transversală arbitrară, limitată numai de lățimea plăcilor. Parametrii cei mai buni sunt transformatoarele de tensiune cu o secțiune transversală pătrată. Dezavantajul acestui tip de miez este nevoia de strângere strânsă a plăcilor, un mic factor de umplere al spațiului bobinei, precum și o dispersie crescută a câmpului magnetic al dispozitivului.
  • Miezurile twisted sunt mult mai ușor de scris în ansamblu. Întregul miez de tip W este alcătuit din patru părți, iar tipul în formă de U are doar două părți în proiectare. Caracteristicile tehnice ale unui astfel de transformator sunt mult mai bune decât dial-up-ul. Dezavantajele includ necesitatea unui decalaj minim între părți. Cu impactul fizic al pieselor plăcii se poate desprinde, iar în viitor este foarte dificil de realizat o fixare strânsă.
  • Miezurile toroide au forma unui inel, care este răsucit de pe bandă de fier transformator. Aceste miezuri au cele mai bune caracteristici tehnice și eliminarea aproape completă a dispersiei câmpului magnetic. Dezavantajul este complexitatea înfășurării, în special a firelor cu o secțiune transversală mare.

În transformatoarele de tip W, toate înfășurările sunt de obicei realizate pe o tijă centrală. În dispozitivul în formă de U, înfășurarea secundară poate fi înfășurată pe o tijă, iar cea primară - pe cealaltă. În mod deosebit, există soluții constructive, când înfășurările sunt împărțite pe jumătate și înfășurate pe ambele tije, iar apoi sunt interconectate în serie. În același timp, consumul de fire pentru un transformator este semnificativ redus, iar caracteristicile tehnice ale dispozitivului sunt îmbunătățite.

Specificații tehnice

Principalele caracteristici ale funcționării transformatorului sunt:

  • Tensiunea de intrare.
  • Amplitudinea tensiunii de ieșire.
  • Dispozitiv de alimentare.
  • Curentul și tensiunea la ralanti.

Raportul dintre tensiunile de intrare și ieșire ale dispozitivului se numește raportul de transformare. Acest raport depinde doar de numărul de viraje din bobină și rămâne neschimbat în orice mod de funcționare a dispozitivului.

Puterea transformatorului, care pe partea înfășurării primare este egală cu suma puterilor înfășurărilor secundare, cu excepția pierderilor, depinde în mod direct de diametrul firelor și de tipul miezului.

Tensiunea primită la înfășurarea de ieșire a dispozitivului, fără conectarea sarcinii, se numește tensiune fără sarcină. Diferența dintre acest indicator și tensiunea cu sarcina indică amploarea pierderilor datorate rezistenței diferite a firelor de înfășurare.

Valoarea curentului fără sarcină depinde în totalitate de indicatorii de calitate ai miezului transformatorului. În cazul ideal, curentul de înfășurare primar din miezul dispozitivului creează un câmp magnetic cu valoare variabilă, cea mai mare forță electromotoare a cărei forță este egală cu curentul fără sarcină și opus în direcție. Dar, în realitate, magnitudinea forței electromotoare este întotdeauna mai mică decât tensiunea la intrare, din cauza posibilelor pierderi ale miezului.

De aceea, pentru a reduce magnitudinea curentului fără sarcină, aveți nevoie de un material de înaltă calitate pentru fabricarea miezului și distanța minimă între plăcile sale. Miezurile toroide corespund într-o mai mare măsură acestor condiții.

Tipuri de dispozitive

În funcție de puterea, designul și domeniul de aplicare al aplicației lor, există aceste tipuri de transformatoare:

  • Autotransformatorul este proiectat ca o singură înfășurare cu două terminale terminale, precum și la punctele intermediare ale dispozitivului există mai multe terminale în care sunt amplasate bobinele primare și secundare.
  • Transformatorul de curent include înfășurări primare și secundare, un miez de material magnetic, precum și senzori optici, rezistențe speciale, care permit accelerarea metodelor de reglare a tensiunii.
  • Un transformator de putere este un dispozitiv care transmite curent, prin inducerea unui câmp electromagnetic, între două circuite. Astfel de transformatoare pot fi step-up sau step-down, uscate sau ulei.
  • Transformatoarele antirezonante pot fi fie monofazate, fie cu trei faze. Principiul de funcționare a unui astfel de dispozitiv nu este foarte diferit de transformatoarele tipului de putere. Din punct de vedere structural, este un dispozitiv de tip turnat cu o bună protecție termică și o structură semi-închisă. Transformatoarele de tip transrezonant sunt utilizate pentru transmiterea semnalului pe distanțe lungi și sub sarcini grele. Ideal pentru utilizare în toate condițiile climatice.
  • Transformatoare cu împământare (încărcătoare) . O caracteristică de acest tip este amplasarea înfășurărilor sub formă de stea sau zig-zag. Dispozitivele împrăștiate frecvent sunt utilizate pentru a conecta contorul de energie electrică.
  • Transformatoarele de vârf sunt utilizate în dispozitivele de comunicații radio și tehnologiile de producție asistate de calculator, pe baza principiului de separare a curentului direct și alternativ. Proiectarea unui astfel de transformator este simplificată: o înfășurare cu un anumit număr de rotații este situată în jurul unui nucleu de material feromagnetic.
  • Se aplică un transformator de izolare acasă atunci când se transferă curentul de alimentare cu curent alternativ la alt dispozitiv sau echipament, în timp ce se blochează capacitățile sursei de alimentare. În mediul casnic, astfel de dispozitive asigură reglarea tensiunii și izolarea galvanică. Cel mai adesea folosit pentru a suprima zgomotul electric în dispozitivele sensibile și pentru a proteja împotriva efectelor dăunătoare ale curentului electric.

Service și reparații

Este recomandabil ca o persoană care nu cunoaște principiul funcționării dispozitivelor electrice să nu se angajeze în lucrările de reparații ale acestui echipament, din cauza posibilității de șoc electric. În repararea și întreținerea dispozitivelor de transformare, singurul lucru care poate fi fixat, fără consecințe inacceptabile, este reîncărcarea transformatorului.

Înainte de a începe orice reparații, este necesar să verificați transformatorul:

  • În primul rând, este necesar să se evalueze starea aparatului cu ajutorul unei inspecții vizuale, deoarece, uneori, zonele întunecate și umflate indică în mod direct defecțiunea înfășurării transformatorului.
  • Determinarea conexiunii corecte a dispozitivului. Un circuit electric care generează un câmp magnetic trebuie conectat la înfășurarea primară a dispozitivului. Dar cel de-al doilea circuit care consumă energia transformatorului trebuie inclus în bobina de tensiune de ieșire.
  • Filtrarea semnalului de ieșire al fazei este definită ca pentru diode și condensatoare pe bobina secundară a dispozitivului.
  • Următorul pas este pregătirea instrumentului pentru măsurarea parametrilor de comandă, adică înlăturarea panourilor și a capacelor de protecție pentru a obține acces liber la elementele de circuit. Cu ajutorul unui tester, trebuie să măsurați în continuare tensiunea transformatorului.
  • Pentru măsurători, trebuie să aplicați curent la dispozitivul de circuit. Măsurarea parametrilor înfășurării primare este efectuată de tester în modul AC. Dacă valoarea obținută este mai mică de 80% din valoarea așteptată, atunci defecțiunea poate apărea în transformator sau în circuitul întregului dispozitiv.
  • Verificați dacă înfășurarea de ieșire este efectuată cu ajutorul unui tester. În același timp, verificăm bobinajul atât pentru posibilitățile de răsucire cu scurtcircuit, cât și pentru ruperea sârmei în bobina bobinei, în conformitate cu principiul măsurării rezistenței (dacă rezistența este scăzută, atunci există o probabilitate de răsuciri cu scurtcircuit, iar în cazul în care rezistența de înfășurare este ridicată, este rupt).

După rebobinarea transformatorului de tensiune în trepte, în caz de defecțiune a înfășurării, este necesar să-l asamblați în ordine inversă, acordând o atenție deosebită fixării celei mai strânse a plăcilor de bază.

Fabricarea sau repararea independentă a dispozitivului este asigurată de un proces foarte complex și consumator de timp. Pentru a efectua astfel de lucrări va fi nevoie de disponibilitatea materialelor necesare, precum și de capacitatea de a efectua anumite calcule speciale. În particular, va fi necesar să se calculeze cu precizie numărul de rotații în bobina transformatorului, diametrul firelor pentru înfășurare, precum și secțiunea transversală și tipul miezului dispozitivului.

Prin urmare, este mai bine să se aplice pentru aceste operațiuni unei persoane calificate familiarizate cu conceptele și proprietățile de bază ale ingineriei electrice și calculele cu formulele necesare.

Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Categorie:

Instrumente