Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Otkriće velikog znanstvenika Faradaya iz 1831. godine o principu elektromagnetske indukcije omogućilo je novi pogled na mnoge zakone elektrotehnike. Temeljio se na interakciji elektromagnetskih polja, 45 godina nakon toga veliki ruski znanstvenik P. N. Yablochkov dobio je patent za izum transformatora. Klasična definicija je: transformator je električni uređaj koji pretvara struju primarnog namota jednog napona u struju sekundarnog namota s različitim naponom.

Indukcijski učinak nastaje kada se elektromagnetsko polje mijenja, stoga je za rad transformatora potrebno imati napon s izmjeničnom strujom. Transformacija (prijenos) provodi se pretvaranjem električne energije primarnog namota u magnetsko polje, a zatim se u sekundarnom namotu odvija obrnuta transformacija magnetskog polja u električnu energiju. Ako je broj zavoja sekundarnog namota veći od broja zavoja primarnog namota, tada će se uređaj nazivati pojačavajući transformator. Kada su namoti spojeni obrnutim redoslijedom, dobiva se uređaj za spuštanje.

Uređaj i princip rada

Strukturno, uređaj za transformaciju napona sastoji se od jezgre i dva namota . Jezgra je sastavljena od ploča električnog lima. Na njega su namotani primarni i sekundarni namoti, od bakrene žice različitih promjera. Debljina žice za namatanje transformatora izravno ovisi o njegovoj izlaznoj snazi.

Jezgra uređaja može biti okretna ili oklopljena. Pri uporabi proizvoda u niskonaponskim naponskim mrežama najčešće se koriste žičani magnetni žice, koje po obliku mogu biti:

  • U-oblika.
  • W obliku.
  • Toroidalni.

Jezgre su izrađene od specijalnog transformatorskog željeza, od kojih ovise kvalitativne karakteristike od kojih mnogi opći parametri uređaja. Uvučena je jezgra od tankih željeznih ploča, koje su izolirane jedna od druge slojem laka ili oksida kako bi se smanjili gubici zbog vrtložnih struja. Mogu se koristiti i gotovi polovice, koje su izrađene od čvrstih željeznih traka.

Prednosti i nedostaci jezgara

  • Tipkani češće koriste za uređaj magnetske krugove s proizvoljnim poprečnim presjekom, ograničenim samo širinom ploča. Najbolji parametri su naponski transformatori kvadratnog presjeka. Nedostatak ove vrste jezgre je potreba za tijesnim zatezanjem ploča, malim faktorom punjenja prostora zavojnice, kao i povećanom disperzijom magnetskog polja uređaja.
  • Upredene jezgre su mnogo lakše tipkati u sklopu. Cijela jezgra tipa W sastoji se od četiri dijela, a tip U-oblika ima samo dva dijela. Tehničke karakteristike takvog transformatora mnogo su bolje od dial-upa. Nedostaci uključuju potrebu za minimalnim razmakom između dijelova. S fizičkim utjecajem ploče dijelovi se mogu oljuštiti, au budućnosti je vrlo teško postići čvrsto prianjanje.
  • Toroidne jezgre imaju oblik prstena, koji je uvijen od trake transformatora. Takva jezgra imaju najbolje tehničke karakteristike i gotovo potpuno uklanjanje disperzije magnetskog polja. Nedostatak je složenost namota, osobito žica s velikim poprečnim presjekom.

Kod transformatora tipa W, svi se namoti obično izrađuju na središnjoj šipki. U uređaju u obliku slova U, sekundarni namot može se namotati na jedan štap, a primarni na drugi. Osobito često postoje konstruktivna rješenja, kada su namoti podijeljeni na pola i namotani na obje šipke, a zatim su međusobno povezani serijski. Istovremeno se znatno smanjuje potrošnja žice za transformator, a poboljšavaju se i tehničke karakteristike uređaja.

Tehničke specifikacije

Glavne karakteristike rada transformatora su:

  • Ulazni napon.
  • Magnituda izlaznog napona.
  • Uređaj za napajanje.
  • Struja i napon u praznom hodu.

Omjer napona na ulazu i izlazu uređaja naziva se omjer transformacije. Ovaj omjer ovisi samo o broju zavoja u namotima i ostaje nepromijenjen u bilo kojem načinu rada uređaja.

Snaga transformatora, koja je na strani primarnog namota jednaka zbroju snaga sekundarnih namota, osim gubitaka, izravno ovisi o promjeru žica i vrsti jezgre.

Napon primljen na izlaznom namotu uređaja, bez spajanja opterećenja, naziva se napon praznog hoda. Razlika između ovog pokazatelja i napona s opterećenjem označava veličinu gubitaka zbog različite otpornosti žica za namatanje.

Vrijednost struje bez opterećenja u potpunosti ovisi o pokazateljima kvalitete transformatorske jezgre. U idealnom slučaju, struja primarnog namota u jezgri uređaja stvara magnetsko polje promjenljive vrijednosti, čija je najveća elektromotorna sila jednaka struji praznog hoda i suprotnoj u smjeru. No, u stvarnosti, veličina elektromotorne sile je uvijek manja od napona na ulazu, zbog mogućih gubitaka u jezgri.

Stoga je za smanjenje veličine struje bez opterećenja potreban visokokvalitetan materijal u izradi jezgre i minimalni razmak između ploča. Toroidne jezgre odgovaraju takvim uvjetima u većoj mjeri.

Vrste uređaja

Ovisno o snazi, dizajnu i opsegu njihove primjene, postoje ove vrste transformatora:

  • Autotransformator je izveden kao jedan namot s dvije stezaljke, kao i na međutočkama uređaja, ima više terminala u kojima se nalaze primarni i sekundarni namotaji.
  • Strujni transformator uključuje primarne i sekundarne namote, jezgru od magnetskog materijala, kao i optičke senzore, posebne otpornike koji omogućuju ubrzavanje metoda regulacije napona.
  • Energetski transformator je uređaj koji prenosi struju, indukcijom elektromagnetskog polja, između dva kruga. Takvi transformatori mogu biti step-up ili step-down, suhi ili ulje.
  • Antiresonantni transformatori mogu biti jednofazni ili trofazni. Princip rada takvog uređaja ne razlikuje se mnogo od transformatora tipa napajanja. Strukturno je to lijevani uređaj s dobrom toplinskom zaštitom i poluzatvorenom strukturom. Antiresonant transformatori se koriste za prijenos signala na velike udaljenosti i pod velikim opterećenjima. Idealan za uporabu u svim klimatskim uvjetima.
  • Uzemljeni transformatori (nosivi) . Značajka ovog tipa je položaj namotaja u obliku zvijezde ili cik-cak. Često se uzemljeni uređaji koriste za povezivanje mjerača električne energije.
  • Peak - transformatori koriste se u radiokomunikacijskim uređajima i računalnim tehnologijama proizvodnje, a temelje se na principu odvajanja izravne i izmjenične struje. Dizajn takvog transformatora je pojednostavljen: namotaj s određenim brojem zavoja nalazi se oko jezgre feromagnetskog materijala.
  • Kod prijenosa izmjeničnog napajanja na drugi uređaj ili opremu primjenjuje se izolacijski kućni transformator, dok istovremeno blokira mogućnosti napajanja. U domaćem okruženju takvi uređaji osiguravaju regulaciju napona i galvansku izolaciju. Najčešće se koristi za suzbijanje električnih smetnji u osjetljivim uređajima i zaštitu od štetnog djelovanja električne struje.

Servis i popravak

Preporučljivo je za osobu koja ne poznaje princip rada električnih uređaja, da se ne uključi u popravak ovog uređaja, zbog mogućnosti strujnog udara. Kod popravaka i održavanja transformatorskih uređaja, jedino što se može popraviti, bez neprihvatljivih posljedica, je premotavanje transformatora.

Prije početka bilo kakvih popravaka potrebno je provjeriti transformator:

  • Prije svega, potrebno je vizualnim pregledom procijeniti stanje uređaja, jer ponekad zamračena i natečena područja izravno ukazuju na kvar namota transformatora.
  • Određivanje ispravnog spajanja uređaja. Električni krug koji stvara magnetsko polje mora biti povezan s primarnim namotom uređaja. No, drugi krug koji troši energiju transformatora mora biti uključen u namotaj izlaznog napona.
  • Filtracija izlaznog signala faze definirana je kao za diode i kondenzatore na sekundarnom namotu uređaja.
  • Sljedeći korak je pripremiti instrument za kontrolno mjerenje parametara, tj. Ukloniti zaštitne ploče i poklopce kako bi se dobio slobodan pristup elementima kruga. Uz pomoć testera, potrebno je dodatno izmjeriti napon transformatora.
  • Za mjerenja, morate primijeniti struju na uređaj sklopa. Mjerenje parametara primarnog namota provodi ispitivač u AC načinu rada. Ako je dobivena vrijednost manja od 80% očekivane vrijednosti, tada kvar može biti u samom transformatoru ili u krugu cijelog uređaja.
  • Provjerite da li je izlazni namot izveden pomoću testera. Istodobno provjeravamo i namotaj kako za mogućnost kratkog spoja, tako i za prekid žice u namotu zavojnice, prema načelu mjerenja otpora (ako je otpor nizak, postoji vjerojatnost kratkog spoja, au slučaju visokog otpora namota, to je prekid).

Nakon premotavanja transformatora pojačanog napona, u slučaju neispravnosti namota, potrebno ga je sastaviti obrnutim redoslijedom, pri čemu treba obratiti posebnu pozornost na najtješnje prianjanje jezgrenih ploča.

Samostalna izrada ili popravak uređaja osigurava vrlo složen i dugotrajan proces. Za obavljanje takvog rada zahtijevat će se dostupnost potrebnih materijala, kao i mogućnost izrade nekih posebnih izračuna. Konkretno, bit će potrebno točno izračunati broj zavoja u namotaju transformatora, promjer žica za namotavanje, kao i poprečni presjek i tip jezgre uređaja.

Stoga je za te operacije bolje podnijeti zahtjev kvalificiranoj osobi upoznatoj s osnovnim pojmovima i svojstvima elektrotehnike te izračunima potrebnih formula.

Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Kategorija:

Instrumenti