Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Un transformator (transformat, transformat ) este un dispozitiv electromagnetic de tip static care conține două sau mai multe înfășurări care sunt cuplate inductiv. Utilizarea metodei de inducție electromagnetică transformă curentul alternativ în curent direct. Constă din bobine izolate sau bobine (înfășurări), expuse la un flux magnetic, înfășurată pe un miez de material feromagnetic moale.

Puțin despre etapele de dezvoltare

Prin producția de transformatoare se utilizează proprietățile materialelor: metalice, magnetice, nemetalice. Pentru producția de echipamente moderne, mulți cercetători din anii trecuți și-au aplicat cunoștințele și descoperirile. A. G. Stoletov a dezvăluit o buclă de histereză și o structură specială a aliajului feromagnetic. Teoria circuitelor electromagnetice a fost dezvoltată de frații Hopkinson.

Inducția electromagnetică descoperită de M. Faraday, acest fenomen este baza acțiunii transformatorului. Schema primului transformator a apărut pentru prima oară în lucrările lui Henry și Faraday în 1831. Dar oamenii de stiinta nu au considerat dispozitivul ca un convertor de curent alternativ.

Mecanicul francez din 1848 a brevetat bobina de inducție, care a devenit prototipul transformatorului. În 1876, pentru prima dată a inventat transformatorul Yablochkov P. N. Dispozitivul era o tijă cu mai multe înfășurări. Transformatoarele cu miezuri închise au fost proiectate de frații Hopkins în 1884.

Folosind răcirea cu ulei, dispozitivul a început să-și îndeplinească funcțiile mai fiabil. Dispozitivul a fost plasat în vase ceramice cu ulei, ceea ce a dus la o creștere a fiabilității înfășurărilor. Mecanicul inventator rus Dolivo-Dobrovolsky M. O. a proiectat primul motor trifazat de tip asincron, un sistem AC cu trei faze și a realizat pentru prima dată un transformator trifazat cu o putere de 230 KW, care funcționează la 5 V.

Transformatoarele de putere au început să fie produse în 1928 odată cu deschiderea fabricii de transformatoare de la Moscova. La începutul anilor 1900, metalurgistul englez a făcut prima tonă de oțel transformator pentru producția de miezuri. Și la începutul anilor 30 ai secolului al XX-lea, s-a observat apariția saturației magnetice cu 50%, o scădere a pierderilor de histerezis de 4 ori, o creștere a permeabilității magnetice de 5 ori cu utilizarea combinată a încălzirii și laminării.

Tipuri de transformatoare

autotransformator

Aceasta este o variantă a transformatorului, a cărui principiu de funcționare este conectarea directă a înfășurărilor secundare și primare, în bobine există o conexiune electrică și electromagnetică. Pentru a conecta și a obține o tensiune diferită în bobină, sunt prevăzute mai multe terminale. Acest tip de echipament funcționează cu eficiență ridicată, deoarece doar o parte din putere este convertită, ceea ce este important, cu o mică diferență în tensiunea de intrare și ieșire.

Caracteristicile negative includ absența izolației galvanice (strat de izolare) între circuitul secundar și circuitul primar. Utilizați autotransformatoare în locul unităților convenționale pentru a conecta circuite cu împământare cu indicatori de tensiune de 110 KW și raportul de transformare nu trebuie să depășească o valoare de 3-4.

Pozitiv este costul scăzut datorat greutății reduse a oțelului de bază, a firelor de cupru, de aici și a greutății mici a dispozitivului și a dimensiunilor mici.

putere

Dispozitivul obișnuit standard pentru conversia electricității în rețele și dispozitive care primesc și utilizează energie electrică.

Transformator de curent

Principiul de funcționare și dispozitivul transformatorului este de a furniza energie de la sursa de energie electrică. Cea mai relevantă este utilizarea pentru a reduce indicatorii primari de curent la valoarea folosită în circuitele de măsurare și de protecție, alarmă și control. În bobina secundară se indică indicatoare curente de 5 A sau 1 A. Dispozitivele de măsurare sunt conectate la înfășurarea secundară, iar un circuit în care este măsurată curentul este conectat la înfășurarea primară. Pentru a calcula curentul în cea de-a doua bobină, valorile din bobina primară sunt utilizate și împărțite la raportul de transformare.

Transformator de tensiune

Este un dispozitiv pentru transformarea indicatorilor de tensiune mare în valori scăzute în circuitele standard, liniile de măsurare și circuitele de protecție la relee. Dispozitivul este alimentat de la o sursă de tensiune electrică, izolate circuitele de protecție logică și circuitele de măsurare de la un circuit cu indicatori de înaltă tensiune.

Acțiune impulsivă

Dispozitivul este utilizat pentru a converti semnalele de impulsuri cu o distorsiune minimă a formei și o durată de până la zeci de microsecunde. Se utilizează în principal pentru a transfera un impuls de tip dreptunghiular (cea mai abruptă și cea mai abruptă, aproximativ o oscilație constantă de amplitudine). Acesta servește la transformarea impulsurilor video scurte care sunt repetate în mod constant, sarcina principală fiind de a transmite impulsuri transformabile în forma lor originală și nedistorsionată. La ieșirea înfășurărilor este necesară obținerea aceleiași forme de impulsuri de tensiune, dar uneori se schimbă polaritatea sau amplitudinea.

Tipul de separare

Acest dispozitiv nu are înfășurări primare și secundare. Transformatorul este utilizat pentru a crește conexiunea sigură la rețelele electrice, pentru cazurile de contact simultan cu piesele în mișcare și cu solul. Protejează împotriva contactului simultan cu componentele care nu sunt sub acțiunea curentului, dar pot fi sub el ca urmare a unei defecțiuni a izolației. Unitățile sunt proiectate pentru a asigura izolarea galvanică (izolarea) circuitelor electrice.

Transformator de vârf

Se utilizează pentru a converti un curent sinusoidal într-o tensiune pulsată cu o polaritate care se schimbă la fiecare jumătate de perioadă.

Suflaj dublu

Un filtru inductiv sau un filtru dublu este un tip de dispozitiv care utilizează două înfășurări. Din cauza inducției reciproce a bobinei, aceasta acționează mai eficient decât un singur șoc. Folosit ca dispozitiv de filtru de intrare în fața surselor de alimentare, în circuite digitale diferențiale de semnal și în inginerie cu sunet.

Trifazat blindat

Ele produc două modele de bază diferite:

  • tijă;
  • armura.

Ambele modele nu modifică performanța și fiabilitatea dispozitivului, dar în fabricare există diferențe semnificative:

  • tipul de bază include miezul și înfășurările; atunci când se uită la structură, miezul este ascuns în spatele înfășurărilor, se poate vedea numai jugul inferior și superior, axa înfășurărilor are un aranjament vertical;
  • tipul de armă a dispozitivului include un miez sub formă de înfășurări, în timp ce se poate observa că miezul ascunde o parte a înfășurărilor transformatorului, axa înfășurărilor poate fi aranjată într-o poziție verticală sau orizontală.

Componente principale

În calitatea lor vin:

  • sistem magnetic (miez, magnetic);
  • lichidare;
  • sistem de răcire.

Sistem magnetic

Se compune din elemente din set, cele mai des utilizate plăci de material feromagnetic sau oțeluri electrice, care sunt asamblate într-o formă geometrică specifică. Alegerea sa este determinată de localizarea câmpului magnetic principal al transformatorului în el. Sistemul de efecte magnetice simultan cu toate nodurile, elementele și piesele pentru conectarea pieselor într-o structură comună, se numește nucleul transformatorului.

Partea sistemului magnetic care include înfășurările principale se numește tija. O altă parte a kitului magnetic, pe care nu există înfășurări de lucru și care servește la conectarea circuitului magnetic, are jugul de nume. În funcție de modul în care sunt amplasate tijele, subdivizați:

  • un sistem plan, în care barele longitudinale și jugul sunt situate în același plan;
  • sistemul spațial include un aranjament multiplu de miezuri și juguri;
  • sistemul simetric se distinge prin aceeași formă și lungime a tijei, iar dispunerea lor în raport cu jgheaburile este standard pentru toate elementele;
  • sistem asimetric, în care toate tijele diferă în formă și dimensiune, iar poziția lor nu este simetrică și diferită de celelalte elemente.

înfășurări

Elementul structural principal al înfășurării este o bobină, care este o serie de conductori conectați paralel (în varianta multiwire a miezului), o dată acoperind o parte din miezul magnetic. Curentul bobinei, împreună cu curentul altor bobine, conductori și părți ale transformatorului, produce un câmp de transformare magnetică în care forța care conduce curentul este indusă de câmpul magnetic.

Înfășurarea este numărul total de curbe care formează un circuit electric pentru însumarea EMF în ture. Transformatorul trifazat are în construcție un set de înfășurări de trei faze de lucru. Un conductor este de obicei pătrat în secțiune transversală pentru a crește suprafața acestuia în două sau mai multe tije conductive. Această tehnică ajută la reducerea curenților turbionari și facilitează funcționarea înfășurării. Conductorul pătrat este numit rezidențial. Un cablu transmis este folosit ca o înfășurare.

Izolația se face cu înfășurări de hârtie sau cu lac pe bază de smalț. Două conductoare paralele pot fi realizate într-o singură izolație, un astfel de kit fiind numit un cablu. Pentru a înțelege cum funcționează transformatorul, trebuie să știți separarea înfășurărilor după tip. În funcție de destinația înfășurării sunt:

  • principalele sunt cele care acceptă energia convertită sau deviază curent alternativ;
  • sunt prevăzute reglaje pentru normalizarea coeficientului de tensiune pentru indicațiile mici ale curentului în înfășurări;
  • Auxiliar sunt destinate pentru alimentarea electrică a nevoilor proprii cu putere mai mică decât puterea nominală a transformatorului, magnetizarea sistemului magnetic cu curent constant.

În funcție de versiunea de lichidare este împărțită:

  • bobinele obișnuite sunt realizate de-a lungul întregii lungimi în direcția axei, bobinele ulterioare sunt înfășurate strâns, fără goluri;
  • șurub - au o suprapunere multistrat, există distanțe între rotiri sau înfășurări;
  • înfășurările discului conțin discuri conectate în serie, cu o înfășurare în formă de spirală înfășurată în centrul fiecăruia;
  • foaia de înfășurare este făcută dintr-o foaie de aluminiu sau cupru, de diferite grosimi.

Rezervor de răcire

Este un rezervor de ulei, protejează ingredientul activ și servește drept suport pentru dispozitivele de comandă și dispozitivele auxiliare. Înainte de a adăuga ulei în rezervor, aerul este pompat pentru o rezistență dielectrică sigură a izolației. În fabricarea frecvențelor sonore din miezul transformatorului și din elementele rezervorului ar trebui să fie aceleași.

Proiectarea oferă parametri suplimentari pentru extinderea uleiului în condițiile de încălzire, uneori este un rezervor de expansiune suplimentar. Dacă crește puterea nominală a transformatorului, atunci curenții din interior și din exterior duc la supraîncălzirea structurii. Fluxul magnetic împrăștiat în interiorul rezervorului acționează în mod similar. Pentru a reduce impactul negativ, inserțiile sunt realizate din materiale nemagnetice, care le înconjoară cu izolații cu curent ridicat.

Aplicație transformator

Întrucât pierderile pentru încălzirea sârmei sunt proporționale cu amperajul din pătratul care merge de-a lungul acestui fir, atunci când transmiteți electricitate pe distanțe lungi, ar trebui să utilizați o tensiune înaltă cu un amperaj redus. Din cauza siguranței în mediul casnic nu aplicați tensiuni prea mari. Pentru a regla tensiunea în rețea, sunt utilizate transformatoare care măresc tensiunea înainte de transmisie prin linii de înaltă tensiune, apoi scad performanța înainte de consum.

Pentru alimentarea diferitelor noduri de recepție a energiei, sunt necesare diferite indicatoare de tensiune (pe televizor, computer). În perioadele trecute, transformatorul a fost greu și greoi, dar cu o frecvență tot mai mare a curentului alternativ, dimensiunile dispozitivului pot fi reduse. Prin urmare, în dispozitivele moderne, curentul electric este mai întâi rectificat, apoi este transformat în impulsuri cu frecvență ridicată. Ultimii curenți merg la un transformator de impuls pentru a se transforma în tensiunea corectă.

Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Categorie:

Instrumente