Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Objav veľkého vedca Faradaya z roku 1831 o princípe elektromagnetickej indukcie umožnil nový pohľad na mnohé zákony elektrotechniky. To bolo založené na interakcii elektromagnetických polí, 45 rokov po tom veľký ruský vedec P.N. Yablochkov dostal patent na vynález transformátora. Klasická definícia je: transformátor je elektrické zariadenie, ktoré prevádza prúd primárneho vinutia jedného napätia na prúd sekundárneho vinutia s iným napätím.

Indukčný efekt sa vytvára vtedy, keď sa mení elektromagnetické pole, preto pre transformátor musí pracovať napätie so striedavým prúdom. Transformácia (prenos) sa uskutočňuje premenou elektrickej energie primárneho vinutia na magnetické pole a potom v sekundárnom vinutí spätná transformácia magnetického poľa na elektrickú energiu. Ak počet závitov sekundárneho vinutia prekročí počet otáčok primárneho vinutia, potom sa zariadenie bude nazývať stupňovitý transformátor. Keď sú vinutia pripojené v opačnom poradí, získa sa spúšťacie zariadenie.

Zariadenie a princíp činnosti

Štruktúrne zariadenie na transformáciu napätia pozostáva z jadra a dvoch vinutí . Jadro je zostavené z dosiek z elektrického oceľového plechu. Na ňom sú navinuté primárne a sekundárne vinutia z medeného drôtu rôznych priemerov. Hrúbka drôtu vinutia transformátora je priamo závislá od jeho výstupného výkonu.

Jadro zariadenia môže byť otočné alebo pancierované. Pri použití výrobku v nízkofrekvenčných sieťach sa najčastejšie používajú drôty magnetu, ktoré môžu byť vo forme:

  • U tvaru.
  • W v tvare.
  • Toroidné.

Jadrá sú vyrobené zo špeciálneho transformátorového železa, na kvalitatívnych vlastnostiach, ktoré závisia od mnohých všeobecných parametrov zariadenia. Ťahá sa jadro z tenkých železných dosiek, ktoré sú od seba izolované lakom alebo oxidovou vrstvou na zníženie strát spôsobených vírivými prúdmi. Môžu byť použité a hotové polovice, ktoré sú vyrobené z masívnych železných pásov.

Výhody a nevýhody jadier

  • Viac často sa používa pre magnetické obvody zariadenia s ľubovoľným prierezom, obmedzeným len šírkou dosiek. Najlepšie parametre sú transformátory napätia so štvorcovým prierezom. Nevýhodou tohto typu jadra je potreba tesného utiahnutia dosiek, malý plniaci faktor priestoru cievky, ako aj zvýšená disperzia magnetického poľa zariadenia.
  • Skrútené jadrá sú oveľa jednoduchšie vysádzať do zostavy. Celé jadro typu W sa skladá zo štyroch častí a typ U má v konštrukcii iba dve časti. Technické charakteristiky takéhoto transformátora sú oveľa lepšie ako dial-up. Nevýhodou je potreba minimálnej medzery medzi časťami. S fyzickým dopadom doskových častí sa môže odlupovať a v budúcnosti je veľmi ťažké dosiahnuť tesné uchytenie.
  • Toroidné jadrá majú tvar prstenca, ktorý je skrútený z transformátorovej železnej pásky. Takéto jadrá majú najlepšie technické vlastnosti a takmer úplné odstránenie disperzie magnetického poľa. Nevýhodou je zložitosť vinutia, najmä drôty s veľkým prierezom.

V transformátoroch typu W sa všetky vinutia zvyčajne vyrábajú na centrálnej tyči. V zariadení v tvare písmena U môže byť sekundárne vinutie navinuté na jednu tyč a primárne na strane druhej. Obzvlášť často existujú konštruktívne riešenia, keď sú vinutia rozdelené na polovicu a navinuté na obidve tyče, a potom sú vzájomne prepojené v sérii. Zároveň sa výrazne znižuje spotreba kábla pre transformátor a zlepšujú sa technické vlastnosti zariadenia.

Technické špecifikácie

Hlavné charakteristiky prevádzky transformátora sú: \ t

  • Vstupné napätie.
  • Veľkosť výstupného napätia.
  • Napájacie zariadenie.
  • Voľnobeh prúdu a napätia.

Pomer napätí na vstupe a výstupe zariadenia sa nazýva transformačný pomer. Tento pomer závisí len od počtu závitov vo vinutiach a zostáva nezmenený v akomkoľvek režime prevádzky zariadenia.

Výkon transformátora, ktorý je na strane primárneho vinutia rovný súčtu výkonov sekundárnych vinutí, s výnimkou strát, priamo závisí od priemeru vodičov a typu jadra.

Napätie prijaté na výstupnom vinutí zariadenia bez pripojenia záťaže sa nazýva napätie bez záťaže. Rozdiel medzi týmto indikátorom a napätím so záťažou udáva veľkosť strát v dôsledku rozdielneho odporu vodičov vinutia.

Hodnota prúdu bez záťaže úplne závisí od indikátorov kvality jadra transformátora. V ideálnom prípade primárny vinutý prúd v jadre zariadenia vytvára magnetické pole s premenlivou hodnotou, ktorého najväčšia elektromotorická sila sa rovná prúdu bez zaťaženia a naopak v smere. Ale v skutočnosti je veľkosť elektromotorickej sily vždy nižšia ako napätie na vstupe, kvôli možným stratám v jadre.

To je dôvod, prečo znížiť veľkosť prúdu bez zaťaženia, potrebujete pri výrobe jadra vysoko kvalitný materiál a minimálnu medzeru medzi jeho doskami. Toroidné jadrá zodpovedajú týmto podmienkam vo väčšej miere.

Typy zariadení

V závislosti od výkonu, prevedenia a rozsahu ich použitia existujú tieto typy transformátorov:

  • Autotransformátor je navrhnutý ako jedno vinutie s dvoma koncovými svorkami, ako aj v medziľahlých bodoch zariadenia je niekoľko svoriek, v ktorých sú umiestnené primárne a sekundárne cievky.
  • Prúdový transformátor obsahuje primárne a sekundárne vinutia, jadro z magnetického materiálu, ako aj optické snímače, špeciálne odpory, ktoré umožňujú urýchliť metódy regulácie napätia.
  • Výkonový transformátor je zariadenie, ktoré prenáša prúd, indukciou elektromagnetického poľa, medzi dva okruhy. Takéto transformátory môžu byť krokové alebo stupňovité, suché alebo olejové.
  • Antirezonančné transformátory môžu byť buď jednofázové alebo trojfázové. Princíp činnosti takéhoto zariadenia sa podstatne nelíši od transformátorov typu výkonu. Štrukturálne je to liatinové zariadenie s dobrou tepelnou ochranou a polozavretou štruktúrou. Transformátory typu antiresonančného typu sa používajú na prenos signálov na dlhé vzdialenosti a pri vysokých zaťaženiach. Ideálne pre použitie vo všetkých klimatických podmienkach.
  • Uzemnené transformátory (zaťažiteľné) . Znakom tohto typu je umiestnenie vinutí vo forme hviezdy alebo cikcak. Na pripojenie merača elektrickej energie sa často používajú uzemnené zariadenia.
  • Špičkové transformátory sa používajú v rádiokomunikačných zariadeniach a počítačovo podporovaných výrobných technológiách, založených na princípe separácie priameho a striedavého prúdu. Konštrukcia takéhoto transformátora je zjednodušená: vinutie s určitým počtom závitov je umiestnené okolo jadra z feromagnetického materiálu.
  • Izolačný domáci transformátor sa používa pri prenose striedavého prúdu na iné zariadenie alebo zariadenie, pričom blokuje možnosti zdroja energie. V domácom prostredí tieto zariadenia zabezpečujú reguláciu napätia a galvanické oddelenie. Najčastejšie sa používa na potlačenie elektrického hluku v citlivých zariadeniach a na ochranu pred škodlivými účinkami elektrického prúdu.

Servis a opravy

Odporúča sa, aby sa osoba, ktorá nepozná princíp činnosti elektrických zariadení, nezapojila do opravy tohto zariadenia z dôvodu možnosti úrazu elektrickým prúdom. Pri opravách a údržbe transformátorových zariadení je jedinou vecou, ktorú možno bez neprijateľných následkov opraviť, previnúť transformátor.

Pred začatím akýchkoľvek opráv je potrebné skontrolovať transformátor:

  • V prvom rade je potrebné posúdiť stav zariadenia pomocou vizuálnej kontroly, pretože niekedy stmavené a napuchnuté oblasti priamo indikujú chybu vinutia transformátora.
  • Určenie správneho pripojenia zariadenia. Elektrický obvod, ktorý vytvára magnetické pole, musí byť pripojený k primárnemu vinutiu zariadenia. Druhý obvod, ktorý spotrebuje energiu transformátora, by však mal byť zahrnutý do vinutia výstupného napätia.
  • Filtrácia výstupného signálu fázy je definovaná ako pre diódy a kondenzátory na sekundárnom vinutí zariadenia.
  • Ďalším krokom je príprava prístroja na riadenie merania parametrov, t.j. odstránenie ochranných panelov a krytov, aby sa získal voľný prístup k prvkom obvodu. Pomocou testera musíte ďalej merať napätie transformátora.
  • Pri meraní je potrebné napájať obvodové zariadenie. Meranie parametrov primárneho vinutia vykonáva tester v režime AC. Ak je získaná hodnota nižšia ako 80% očakávanej hodnoty, potom chyba môže byť v samotnom transformátore alebo v obvode celého zariadenia.
  • Skontrolujte výstupné vinutie pomocou testera. Zároveň kontrolujeme vinutie, či ide o možnosť skratových otáčok, ako aj o prerušenie vodiča vinutia cievky podľa princípu merania odporu (ak je odpor nízky, potom existuje pravdepodobnosť skratových otáčok av prípade, že odpor vinutia je vysoký, je prerušený).

Po previnutí transformátora so zvýšeným napätím, v prípade poruchy vinutia, je potrebné ho zmontovať v opačnom poradí, pričom osobitná pozornosť by sa mala venovať najtesnejšiemu upevneniu dosiek jadra.

Nezávislá výroba alebo oprava zariadenia je zaistená veľmi zložitým a časovo náročným procesom. Na vykonanie takejto práce bude potrebná dostupnosť potrebných materiálov, ako aj možnosť vykonať niektoré špeciálne výpočty. Najmä bude potrebné presne vypočítať počet závitov v vinutí transformátora, priemer drôtov pre vinutie, ako aj prierez a typ jadra zariadenia.

Preto je lepšie aplikovať na tieto operácie kvalifikovanú osobu, ktorá je oboznámená so základnými pojmami a vlastnosťami elektrotechniky a výpočtami potrebných vzorcov.

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie:

Nástroje