Transformatory to urządzenia przeznaczone do konwersji energii elektrycznej. Ich głównym zadaniem jest zmiana wartości napięcia przemiennego. Transformatory są wykorzystywane zarówno jako samodzielne urządzenia, jak i jako komponenty innych urządzeń elektrycznych.

Dość często transformatory są wykorzystywane do przesyłania energii elektrycznej na duże odległości. Bezpośrednio w przedsiębiorstwach energetycznych mogą znacznie zwiększyć napięcie generowane przez źródło prądu przemiennego.

Podnosząc napięcie do 1150 kW, transformatory zapewniają bardziej ekonomiczny przesył energii elektrycznej: znacznie zmniejszają się straty energii elektrycznej w przewodach i możliwe staje się zmniejszenie pola przekroju kabli stosowanych w liniach elektroenergetycznych.

Zasada działania transformatora opiera się na działaniu indukcji elektromagnetycznej. Klasyczna konstrukcja składa się z metalowego obwodu magnetycznego i niepołączonych elektrycznie uzwojeń wykonanych z izolowanego drutu. Uzwojenie, do którego dostarczana jest energia elektryczna, nazywa się uzwojeniem pierwotnym. Drugi - podłączony do urządzeń zużywających prąd, nazywany jest wtórnym.

Po podłączeniu transformatora do źródła prądu przemiennego jego uzwojenie pierwotne tworzy zmienny strumień magnetyczny. Poprzez obwód magnetyczny jest przekazywany do zwojów uzwojenia wtórnego, wywołując w nich przemienną siłę elektromotoryczną (siła elektromotoryczna). W obecności urządzenia poboru w obwodzie uzwojenia wtórnego powstaje prąd elektryczny.

Stosunek napięcia wejściowego i wyjściowego transformatora jest wprost proporcjonalny do stosunku liczby zwojów odpowiednich uzwojeń.

Ta wartość nazywana jest współczynnikiem transformacji: Ktr \u003d W 1 / W 2 \u003d U 1 / U 2, gdzie:

• W1, W2 - liczba zwojów odpowiednio uzwojenia pierwotnego i wtórnego;
• U1,U2 - odpowiednio napięcia wejściowe i wyjściowe.

Uzwojenia mogą być ułożone jako oddzielne cewki lub jedna na drugiej. W przypadku urządzeń małej mocy uzwojenia są wykonane z drutu z izolacją bawełnianą lub emaliowaną. Mikrotransformator posiada uzwojenia wykonane z folii aluminiowej o grubości nie większej niż 20-30 mikronów. Powłoka tlenkowa, uzyskana przez naturalne utlenianie folii, działa jak materiał izolacyjny.

TYPY I TYPY TRANSFORMATORÓW

Transformatory to dość rozpowszechnione urządzenia, więc istnieje wiele ich odmian. Ze względu na konstrukcję i przeznaczenie dzielą się na:

Autotransformatory.

Mają jedno uzwojenie z kilkoma odczepami. Przełączając się między tymi odczepami, można uzyskać różne odczyty napięcia. Wadą jest brak galwanicznej izolacji między wejściem a wyjściem.

Transformatory impulsowe.

Zaprojektowany do konwersji sygnału impulsowego o krótkim czasie trwania (około dziesięciu mikrosekund). W tym przypadku kształt impulsu jest minimalnie zniekształcony. Zwykle stosowany w obwodach przetwarzania sygnału wideo.

Transformator izolujący.

Konstrukcja tego urządzenia zapewnia całkowity brak połączenia elektrycznego między uzwojeniem pierwotnym i wtórnym, to znaczy zapewnia izolację galwaniczną między obwodami wejściowymi i wyjściowymi. Służy do poprawy bezpieczeństwa elektrycznego i z reguły ma współczynnik transformacji równy jeden.

Transformator szczytowy.

Służy do sterowania półprzewodnikowymi urządzeniami elektrycznymi, takimi jak tyrystory. Przekształca sinusoidalne napięcie AC na impulsy przypominające skoki.

Warto podkreślić sposób klasyfikacji transformatorów ze względu na sposób ich chłodzenia.

Wyróżnia się suche urządzenia z naturalnym chłodzeniem powietrzem w otwartej, zabezpieczonej i hermetycznie zamkniętej obudowie oraz z wymuszonym chłodzeniem powietrzem.

Urządzenia chłodzone cieczą mogą wykorzystywać różne rodzaje nośników ciepła. Najczęściej jest to olej, jednak zdarzają się modele, w których jako wymiennik ciepła stosuje się wodę lub ciekły dielektryk.

Ponadto produkowane są transformatory z kombinowanym chłodzeniem cieczowo-powietrznym. Ponadto każda z metod chłodzenia może być zarówno obiegiem naturalnym, jak i wymuszonym.

CHARAKTERYSTYKA TRANSFORMATORA

Główne cechy techniczne transformatorów to:

• poziom napięcia: wysokie napięcie, niskie napięcie, wysoki potencjał;
• metoda konwersji: góra, dół;
• liczba faz: jedno lub trójfazowa;
• liczba uzwojeń: dwu- i wielouzwojenia;
• kształt obwodu magnetycznego: prętowy, toroidalny, zbrojony.

Jednym z głównych parametrów jest moc znamionowa urządzenia wyrażona w woltoamperach. Dokładne wartości graniczne mogą się nieznacznie różnić w zależności od liczby faz i innych cech. Jednak z reguły urządzenia, które konwertują do kilkudziesięciu woltamperów, są uważane za urządzenia o małej mocy.

Za urządzenia średniej mocy uważa się urządzenia od kilkudziesięciu do kilkuset, a transformatory dużej mocy działają ze wskaźnikami od kilkuset do kilku tysięcy woltamperów.

Częstotliwość pracy - wyróżnia się urządzenia o częstotliwości obniżonej (poniżej standardowej 50 Hz), częstotliwości przemysłowej - dokładnie 50 Hz, częstotliwości przemysłowej podwyższonej (od 400 do 2000 Hz) oraz częstotliwości podwyższonej (do 1000 Hz).

OBSZAR ZASTOSOWAŃ

Transformatory znajdują szerokie zastosowanie zarówno w przemyśle jak iw życiu codziennym. Jednym z głównych obszarów ich zastosowań przemysłowych jest przesył energii elektrycznej na duże odległości i jej redystrybucja.

Nie mniej znane są transformatory spawalnicze (elektrotermiczne). Jak sama nazwa wskazuje, tego typu urządzenie znajduje zastosowanie w spawaniu elektrycznym oraz do zasilania instalacji elektrotermicznych. Również dość szerokim obszarem zastosowania transformatorów jest zasilanie różnych urządzeń.

W zależności od przeznaczenia transformatory dzielą się na:

Są najczęstszym typem transformatora przemysłowego. Służą do zwiększania i zmniejszania napięcia. Stosowany w liniach energetycznych. W drodze z zakładu wytwarzania energii do odbiorcy energia elektryczna może wielokrotnie przechodzić przez transformatory podwyższające napięcie, w zależności od odległości od konkretnego odbiorcy.

Energia elektryczna przed doprowadzeniem bezpośrednio do urządzeń konsumenckich (maszyn, sprzętu AGD i oświetleniowego) przechodzi odwrotne przemiany, przechodząc przez transformatory obniżające napięcie.

Aktualny.

Zdalne przekładniki prądowe służą do zapewnienia sprawności obwodów pomiarowych energii elektrycznej do ochrony linii energetycznych i autotransformatorów mocy. Mają różne rozmiary i wskaźniki wydajności. Mogą być umieszczane w obudowach małych urządzeń lub być oddzielnymi, całościowymi urządzeniami.

W zależności od wykonywanych funkcji rozróżnia się następujące typy:

• pomiar - dostarczanie prądu do przyrządów pomiarowych i kontrolnych;
• ochronny - podłączony do obwodów ochronnych;
• pośredni - używany do ponownej konwersji.

Napięcia.

Służą do konwersji napięcia na żądane wartości. Ponadto takie urządzenia znajdują zastosowanie w obwodach izolacji galwanicznej oraz pomiarach elektroradiowych.

© 2012-2019 Wszelkie prawa zastrzeżone.

Wszystkie materiały prezentowane na tej stronie służą wyłącznie celom informacyjnym i nie mogą być wykorzystywane jako wytyczne i dokumenty normatywne.

Wśród ogólnych przemysłowych stosowanych do rozliczania produktów i surowców powszechne są towary, samochody, wagony, wózki itp. Technologiczne służą do ważenia produktów podczas produkcji w procesach technologicznie ciągłych i okresowych. Laboratoryjne służą do oznaczania wilgotności materiałów i półproduktów, do wykonywania analiz fizykochemicznych surowców oraz do innych celów. Są techniczne, wzorcowe, analityczne i mikroanalityczne.

Można je podzielić na kilka typów w zależności od zjawisk fizycznych, na których opiera się zasada ich działania. Najpopularniejszymi urządzeniami są układy magnetoelektryczne, elektromagnetyczne, elektrodynamiczne, ferrodynamiczne i indukcyjne.

Schemat urządzenia układu magnetoelektrycznego pokazano na ryc. jeden.

Część nieruchoma składa się z magnesu 6 i obwodu magnetycznego 4 z nabiegunnikami 11 i 15, pomiędzy którymi jest zainstalowany ściśle wyśrodkowany stalowy cylinder 13.

Rama jest zamocowana w dwóch osiach z rdzeniami 10 i 14, opierającymi się o łożyska oporowe 1 i 8. Przeciwległe sprężyny 9 i 17 służą jako przewody prądowe łączące uzwojenie ramy z obwodem elektrycznym i zaciskami wejściowymi urządzenia. Strzałka 3 z ciężarkami równoważącymi 16 i przeciwległą sprężyną 17 połączoną z dźwignią korekcyjną 2 są zamocowane na osi 4.

01.04.2019

1. Zasada działania radaru aktywnego.
2. Radar pulsacyjny. Zasada działania.
3. Podstawowe taktowanie działania radaru impulsowego.
4. Rodzaje orientacji radaru.
5. Powstawanie przemiatania na radarze PPI.
6. Zasada działania dziennika indukcyjnego.
7. Rodzaje bezwzględnych opóźnień. Dziennik hydroakustyczny Dopplera.
8. Rejestrator danych lotu. Opis pracy.
9. Cel i zasada działania AIS.
10.Przesyłane i odbierane informacje AIS.
11. Organizacja komunikacji radiowej w AIS.
12. Skład wyposażenia statku AIS.
13. Schemat konstrukcyjny AIS statku.
14. Zasada działania GPS SNS.
15. Istota trybu różnicowego GPS.
16. Źródła błędów w GNSS.
17. Schemat strukturalny odbiornika GPS.
18. Pojęcie ECDIS.
19. Klasyfikacja ENC.
20. Powołanie i właściwości żyroskopu.
21. Zasada działania żyrokompasu.
22. Zasada działania kompasu magnetycznego.

Kable połączeniowe- proces technologiczny uzyskania połączenia elektrycznego dwóch odcinków kabla z odtworzeniem na styku wszystkich powłok ochronnych i izolacyjnych kabla i oplotów ekranu.

Przed podłączeniem kabli zmierz rezystancję izolacji. W przypadku kabli nieekranowanych, dla ułatwienia pomiaru, jedno wyjście megaomomierza jest podłączone kolejno do każdego rdzenia, a drugie do pozostałych rdzeni połączonych ze sobą. Rezystancja izolacji każdego ekranowanego rdzenia jest mierzona, gdy przewody są podłączone do rdzenia i jego ekranu. , uzyskana w wyniku pomiarów, nie powinna być mniejsza niż znormalizowana wartość ustalona dla tej marki kabla.

Po zmierzeniu rezystancji izolacji przystępują do ustalenia lub numeracji żył lub kierunków układania, które są oznaczone strzałkami na tymczasowo zamocowanych znacznikach (rys. 1).

Po zakończeniu prac przygotowawczych można przystąpić do cięcia kabli. Geometria cięcia połączeń końcówek kabli jest modyfikowana w celu zapewnienia wygody przywracania izolacji żył i osłony, a dla kabli wielożyłowych także w celu uzyskania akceptowalnych wymiarów złącza kable.

POMOC METODOLOGICZNA W PRAKTYCE PRAKTYCZNEJ: „DZIAŁANIE UKŁADÓW CHŁODZENIA SPP”

WEDŁUG DYSCYPLINY: " PRACA ELEKTROWNI I BEZPIECZNE PODGLĄD W SILNIKOWNI»

DZIAŁANIE UKŁADU CHŁODZENIA

Cel układu chłodzenia:

• usuwanie ciepła z silnika głównego;
• usuwanie ciepła z urządzeń pomocniczych;
• dostawa ciepła do Schroniska i innych urządzeń (GD przed uruchomieniem, VDG utrzymywane w „gorącej” rezerwie itp.);
• odbieranie i filtrowanie wody zaburtowej;
• wydmuchiwanie skrzynek kingston latem z zatkania meduzą, glonami, błotem, zimą - z lodu;
• zapewnienie działania lodówek itp.

Strukturalnie system chłodzenia jest podzielony na system chłodzenia wodą słodką i wodą wlotową. Systemy chłodzenia ADG są autonomiczne.

Ryż. 1. Układ chłodzenia oleju napędowego

1 - chłodnica paliwa; 2 - chłodnica oleju turbosprężarki; 3 - zbiornik wyrównawczy silnika głównego; 4 - chłodnica wody DG; 5 - chłodnica oleju silnika głównego; 6 - pudełko Kingstona; 7 - filtry do wody morskiej; 8 - pudełko Kingston; 9 - filtry odbiorcze VDG; 10 - zaburtowe pompy wodne VDG; 11 - silnik główny pompy świeżej wody; 12 - pompy główne i rezerwowe do wody zaburtowej silnika głównego; 13 - chłodnica oleju VDG; 14 - chłodnica wody VDG; 15 - VDG; 16 - zbiornik wyrównawczy VDG; 17 - łożysko oporowe wału; 18 - główne łożysko oporowe; 19 - silnik główny; 20 - chłodnica powietrza doładowującego; 21 - woda do sprężarek chłodzących; 22 - napełnianie i uzupełnianie systemu świeżej wody; 23 - podłączenie układu ogrzewania silnika spalinowego; 1op - słodka woda; 1 uncja - woda morska.

23.03.2019

Podczas pracy jego uzwojenie stopniowo zawodzi, pod wpływem różnych negatywnych czynników. Możesz przywrócić silnik do pracy, przewijając go. Musisz wykonać procedurę, jeśli występują oznaki awarii.

Przyczyny i oznaki zużycia uzwojeń

Uzwojenie silnika jest przewijane w przypadku takich „objawów”, jak obcy hałas i stukanie, którym towarzyszy naruszenie integralności i utrata elastyczności izolacji. Dzieje się tak z kilku powodów. Najważniejsze z nich to:

• wpływ zjawisk naturalnych, w tym wysokiej wilgotności, wahań temperatury;
• wnikanie oleju silnikowego, kurzu i innych zanieczyszczeń;
• niewłaściwa praca jednostki napędowej;
• wpływ na obciążenia wibracyjne silnika.

Częstą przyczyną zużycia, rozciągania, utraty integralności są momenty temperaturowe. W przypadku przegrzania dochodzi do nadmiernego przepięcia, które sprawia, że ​​uzwojenie jest wrażliwe na wpływy zewnętrzne. Najmniejszy wstrząs i wibracje prowadzą do pęknięcia.

Częstą przyczyną awarii uzwojeń silników elektrycznych jest również awaria łożysk, które na skutek przeciążeń lub chwilowego zużycia mogą rozsypać się na drobne kawałki, co prowadzi do spalenia uzwojeń.

Działanie dowolnego obwodu elektrycznego wymaga zmiany wartości napięcia i prądu. Jeśli różnica między wartościami jest niewielka, problem rozwiązuje się za pomocą rezystorów.

Jednak przy silnym rozkładzie parametrów uwalniana jest znaczna ilość ciepła. Ponadto ta metoda prowadzi do strat mocy, spada sprawność urządzenia.

Wydajny konwerter prądu lub napięcia to transformator. Zmiana wartości napięcia następuje prawie bez strat, energia przekazywana jest liniowo, przy zachowaniu mocy wejściowej i wyjściowej.

Ważny! Transformacja może nastąpić w obu kierunkach. Są transformatory obniżające i podwyższające napięcie.

Do czego służy transformator?

1. Głównym celem jest zmniejszenie napięcia podczas organizowania zasilania urządzeń elektrycznych. Scentralizowane zasilanie daje wartość wejściową 220 lub 380 woltów. Budowanie obwodów elektrycznych o takich wartościach jest nieracjonalne i niebezpieczne. Wymagana jest organizacja ochrony, wielkość elementów i przewodów będzie zbyt duża. Dlatego na wejściu w większości urządzeń montowany jest zasilacz z transformatorem obniżającym napięcie.
2. Innym zastosowaniem jest przesył energii elektrycznej. Zgodnie z prawem Ohma im wyższe napięcie w przewodzie, tym mniejsza ilość prądu przepływającego przez obwód (przy zachowaniu mocy). Mniej nagrzewania się przewodów, odpowiednio, mniejsze straty Napięcie kilkudziesięciu kilowoltów jest przesyłane liniami energetycznymi. Za pomocą transformatorów obniżających napięcie w podstacjach wartość ta jest redukowana do akceptowalnego 600 V.

Następnie następuje drugi etap konwersji – trzy fazy 380 V i jednofazowe zasilanie 220 V.

Za pomocą transformatora (znowu pamiętaj o prawie Ohma) możesz pracować z dużymi prądami, przy małej mocy wejściowej. Przykładem jest spawarka.

Przy mocy wejściowej 5 kW (co jest dość dużo) i napięciu 220 woltów prąd może osiągnąć 20 amperów. W przypadku prac spawalniczych to nie wystarczy.

Jeśli przeliczysz napięcie na wartość 18-24 woltów, natężenie prądu (przy zachowaniu mocy) osiągnie 200 amperów. Takie prądy mogą tworzyć łuk spawalniczy i stopić metal.

Była prototypem transformatora.

Wraz z wynalezieniem transformatora pojawiło się techniczne zainteresowanie prądem przemiennym. Rosyjski inżynier elektryk Michaił Osipowicz Dolivo-Dobrovolsky w 1889 r. zaproponował trójfazowy system prądu przemiennego z trzema przewodami (trójfazowy system prądu przemiennego z sześcioma przewodami został wynaleziony przez Nikolę Teslę, patent USA nr , zbudował pierwszy trójfazowy asynchroniczny silnik z klatkowym uzwojeniem klatkowym i trójfazowym uzwojeniem na wirniku (trójfazowy silnik asynchroniczny wynaleziony przez Nikolę Teslę, patent USA, z trzema prętami obwodu magnetycznego umieszczonymi w tej samej płaszczyźnie. Na wystawie elektrycznej we Frankfurcie nad Menem w 1891 roku Dolivo-Dobrovolsky zademonstrował eksperymentalną trójfazową transmisję mocy wysokiego napięcia o długości 175 km. Generator trójfazowy miał moc 230 kW przy napięciu 95 V.

Na początku XX wieku angielski metalurg Robert Hadfield przeprowadził serię eksperymentów w celu określenia wpływu dodatków na właściwości żelaza. Dopiero kilka lat później udało mu się dostarczyć klientom pierwszą tonę stali transformatorowej z dodatkami krzemowymi.

Kolejny duży skok w technologii produkcji rdzeni nastąpił na początku lat 30. XX wieku, kiedy amerykański metalurg Norman P. Gross ustalił, że pod wpływem połączonego efektu walcowania i nagrzewania stal krzemowa rozwinęła niezwykłe właściwości magnetyczne w kierunku walcowania: nasycenie magnetyczne zwiększyło się o 50%, straty na histerezie zostały zmniejszone 4-krotnie, a przenikalność magnetyczna wzrosła 5-krotnie.

Podstawowe zasady transformatora

Działanie transformatora opiera się na dwóch podstawowych zasadach:

1. Zmienny w czasie prąd elektryczny wytwarza zmienne w czasie pole magnetyczne (elektromagnetyzm)
2. Zmiana strumienia magnetycznego przechodzącego przez uzwojenie powoduje powstanie pola elektromagnetycznego w tym uzwojeniu (indukcja elektromagnetyczna)

Na jednym z uzwojeń, zwanym uzwojenie pierwotne napięcie jest podawane z zewnętrznego źródła. Prąd przemienny przepływający przez uzwojenie pierwotne wytwarza zmienny strumień magnetyczny w obwodzie magnetycznym. W wyniku indukcji elektromagnetycznej przemienny strumień magnetyczny w obwodzie magnetycznym wytwarza we wszystkich uzwojeniach, w tym pierwotnym, indukcyjne pole elektromagnetyczne proporcjonalne do pierwszej pochodnej strumienia magnetycznego, z prądem sinusoidalnym przesuniętym o 90 ° w przeciwnym kierunku z w odniesieniu do strumienia magnetycznego.

W niektórych transformatorach pracujących przy wysokich lub bardzo wysokich częstotliwościach obwód magnetyczny może być nieobecny.

Prawo Faradaya

Siłę elektromotoryczną generowaną w uzwojeniu wtórnym można obliczyć z prawa Faradaya, które mówi, że:

U 2- Napięcie na uzwojeniu wtórnym, N 2 - ilość zwojów w uzwojeniu wtórnym, Φ - całkowity strumień magnetyczny, przez jeden obrót uzwojenia. Jeśli zwoje uzwojenia są prostopadłe do linii pola magnetycznego, wówczas strumień będzie proporcjonalny do pola magnetycznego B i kwadratowy S przez który przechodzi.

SEM generowane w uzwojeniu pierwotnym odpowiednio:

U 1- chwilowa wartość napięcia na końcach uzwojenia pierwotnego, N 1 to liczba zwojów w uzwojeniu pierwotnym.

Dzielenie równania U 2 na U 1, otrzymujemy stosunek:

Idealne równania transformatora

Idealnym transformatorem jest transformator, który nie ma strat energii na nagrzewanie uzwojeń i strumieni upływu uzwojeń. W idealnym transformatorze wszystkie linie siły przechodzą przez wszystkie zwoje obu uzwojeń, a ponieważ zmieniające się pole magnetyczne generuje tę samą siłę elektromotoryczną w każdym zwoju, całkowita siła elektromotoryczna indukowana w uzwojeniu jest proporcjonalna do całkowitej liczby jego zwojów. Transformator taki przekształca całą energię przychodzącą z obwodu pierwotnego w pole magnetyczne, a następnie w energię obwodu wtórnego. W tym przypadku energia przychodząca jest równa energii przetworzonej:

P1- chwilowa wartość mocy dostarczanej do transformatora, pochodzącej z obwodu pierwotnego, P2- chwilowa wartość mocy przetworzonej przez transformator w obwodzie wtórnym.

Łącząc to równanie ze stosunkiem napięć na końcach uzwojeń otrzymujemy równanie idealnego transformatora:

W ten sposób uzyskujemy to wraz ze wzrostem napięcia na końcach uzwojenia wtórnego U 2, prąd obwodu wtórnego maleje ja 2.

Aby przekonwertować rezystancję jednego obwodu na rezystancję innego, należy pomnożyć wartość przez kwadrat stosunku. Na przykład opór Z2 podłączony do końców uzwojenia wtórnego, jego zmniejszona wartość do obwodu pierwotnego będzie wynosić . Zasada ta obowiązuje również dla obwodu wtórnego: .

Tryby pracy transformatora

Tryb zwarcia

W trybie zwarcia do uzwojenia pierwotnego transformatora przykładane jest małe napięcie przemienne, przewody uzwojenia wtórnego są zwarte. Napięcie wejściowe jest ustawione tak, aby prąd zwarciowy był równy prądowi znamionowemu (obliczonemu) transformatora. W takich warunkach wartość napięcia zwarcia charakteryzuje straty w uzwojeniach transformatora, straty w rezystancji omowej. Stratę mocy można obliczyć, mnożąc napięcie zwarcia przez prąd zwarcia.

Ten tryb jest szeroko stosowany w pomiarach przekładników prądowych.

Tryb załadowany

Gdy obciążenie jest podłączone do uzwojenia wtórnego, w obwodzie wtórnym powstaje prąd, który wytwarza w obwodzie magnetycznym strumień magnetyczny, skierowany przeciwnie do strumienia magnetycznego wytwarzanego przez uzwojenie pierwotne. W rezultacie równość indukcyjnego pola elektromagnetycznego i pola elektromagnetycznego źródła zasilania zostaje naruszona w obwodzie pierwotnym, co prowadzi do wzrostu prądu w uzwojeniu pierwotnym, dopóki strumień magnetyczny nie osiągnie prawie tej samej wartości.

Schematycznie proces transformacji można przedstawić w następujący sposób:

Aby to zrobić, rozważ odpowiedź systemu na sygnał sinusoidalny ty 1=U 1 e-jω t(ω=2π f, gdzie f jest częstotliwością sygnału, j jest jednostką urojoną). Następnie ja 1=ja 1 e-jω t itp., zmniejszając współczynniki wykładnicze, otrzymujemy

U 1=-jω L1 ja 1-jω 12 ja 2+ja 1 R1

Jω L2 ja 2-jω 12 ja 1+ja 2 R2 =-ja 2 Z n

Metoda złożonych amplitud pozwala nam badać nie tylko czysto czynne, ale także dowolne obciążenie, podczas gdy wystarczy zastąpić rezystancję obciążenia R n jego impedancja Z n. Z otrzymanych równań liniowych można łatwo wyrazić prąd przez ładunek, korzystając z prawa Ohma - napięcie na obciążeniu itp.

Obwód zastępczy transformatora w kształcie litery T.

Część układu magnetycznego transformatora, która nie przenosi głównych uzwojeń i służy do zamykania obwodu magnetycznego, nazywa się - jarzmo

W zależności od przestrzennego rozmieszczenia drążków wyróżniamy:

1. Płaski system magnetyczny- system magnetyczny, w którym osie podłużne wszystkich prętów i jarzm znajdują się w tej samej płaszczyźnie
2. Przestrzenny system magnetyczny- system magnetyczny, w którym osie podłużne prętów lub jarzm lub prętów i jarzm znajdują się w różnych płaszczyznach
3. Symetryczny system magnetyczny- system magnetyczny, w którym wszystkie pręty mają ten sam kształt, konstrukcję i wymiary, a względna pozycja każdego pręta względem wszystkich jarzm jest taka sama dla wszystkich prętów
4. Asymetryczny system magnetyczny- system magnetyczny, w którym poszczególne pręty mogą różnić się od innych kształtem, konstrukcją lub wymiarami lub względne położenie dowolnego pręta w stosunku do innych prętów lub jarzm może różnić się od położenia każdego innego pręta

uzwojenia

Głównym elementem uzwojenia jest cewka- przewodnik elektryczny lub szereg takich przewodników połączonych równolegle (rdzeń linkowy), po owinięciu wokół części systemu magnetycznego transformatora, którego prąd elektryczny wraz z prądami innych takich przewodników i innych części transformatora , wytwarza pole magnetyczne transformatora iw którym pod wpływem tego pola magnetycznego indukowana jest siła elektromotoryczna.

Meandrowy- zestaw zwojów, które tworzą obwód elektryczny, w którym sumuje się pole elektromagnetyczne indukowane w zwojach. W transformatorze trójfazowym uzwojenie zwykle oznacza zestaw uzwojeń o tym samym napięciu trzech faz połączonych ze sobą.

Przekrój przewodu uzwojenia w transformatorach mocy ma zwykle kształt kwadratu, aby jak najlepiej wykorzystać dostępną przestrzeń (w celu zwiększenia współczynnika wypełnienia w oknie rdzenia). Wraz ze wzrostem pola przekroju przewodnika można go podzielić na dwa lub więcej równoległych elementów przewodzących w celu zmniejszenia strat prądów wirowych w uzwojeniu i ułatwienia pracy uzwojenia. Element przewodzący o kształcie kwadratu nazywany jest mieszkalnym.

Każdy rdzeń jest izolowany papierem lub lakierem emaliowanym. Dwa indywidualnie izolowane i połączone równolegle rdzenie mogą czasami mieć wspólną izolację papierową. Dwa takie izolowane rdzenie we wspólnej izolacji papierowej nazywane są kablem.

Specjalnym rodzajem przewodnika nawojowego jest kabel transponowany w sposób ciągły. Kabel ten składa się z żył izolowanych dwiema warstwami lakieru emaliowego, ułożonych osiowo względem siebie, jak pokazano na rysunku. Kabel transponowany w sposób ciągły uzyskuje się przez przeniesienie żyły zewnętrznej jednej warstwy do następnej warstwy ze stałym skokiem i zastosowanie wspólnej izolacji zewnętrznej.

Papierowe uzwojenie kabla wykonane jest z cienkich (kilkadziesiąt mikrometrów) pasków papieru o szerokości kilku centymetrów, owiniętych wokół rdzenia. Papier jest owinięty kilkoma warstwami, aby uzyskać wymaganą grubość całkowitą.

Uzwojenie dysku

Uzwojenia są podzielone według:

1. Wizyta, umówione spotkanie
   • Główny- uzwojenia transformatora, do których dostarczana jest energia przetworzonego prądu przemiennego lub z których usuwana jest energia przetworzonego prądu przemiennego.
   • Regulacyjne- przy małym prądzie uzwojenia i niezbyt szerokim zakresie regulacji można zastosować w uzwojeniu odczepy do regulacji przekładni napięciowej.
   • Pomocniczy- uzwojenia przeznaczone np. do zasilania sieci pomocniczej mocą znacznie mniejszą od mocy znamionowej transformatora, do kompensacji pola magnetycznego trzeciej harmonicznej, do magnesowania układu magnetycznego prądem stałym itp.
2. Wykonanie
   • Zwykłe uzwojenie- zwoje uzwojenia znajdują się w kierunku osiowym na całej długości uzwojenia. Kolejne zwoje są ciasno ze sobą nawijane, nie pozostawiając przestrzeni pośredniej.
   • uzwojenie śrubowe- uzwojenie śrubowe może być wariantem uzwojenia wielowarstwowego z odległościami między poszczególnymi zwojami lub początkiem uzwojenia.
   • Uzwojenie dysku- uzwojenie dysku składa się z kilku dysków połączonych szeregowo. W każdym dysku cewki są nawinięte w kierunku promieniowym w formie spiralnej do wewnątrz i na zewnątrz na sąsiednich dyskach.
   • uzwojenie folii- uzwojenia folii wykonane są z szerokiej blachy miedzianej lub aluminiowej o grubości od dziesiątych części milimetra do kilku milimetrów.

Schematy i grupy do łączenia uzwojeń transformatorów trójfazowych

Istnieją trzy główne sposoby łączenia uzwojeń fazowych z każdej strony transformatora trójfazowego:

• Połączenie Y („gwiazda”), w którym każde uzwojenie jest połączone na jednym końcu ze wspólnym punktem, zwanym neutralnym. Jest „gwiazda” z wnioskiem ze wspólnego punktu (oznaczenie Y 0 lub Y n) i bez niego (Y)
• -połączenie („delta”), w którym uzwojenia trójfazowe są połączone szeregowo
• Połączenie Z („zygzak”). Przy tej metodzie łączenia każde uzwojenie fazowe składa się z dwóch identycznych części umieszczonych na różnych prętach obwodu magnetycznego i połączonych szeregowo, przeciwnie. Powstałe uzwojenia trójfazowe są połączone we wspólnym punkcie, podobnym do „gwiazdy”. Zwykle „zygzak” jest używany z odgałęzieniem ze wspólnego punktu (Z 0)

Zarówno uzwojenie pierwotne, jak i wtórne transformatora można podłączyć na dowolny z trzech sposobów pokazanych powyżej, w dowolnej kombinacji. Konkretna metoda i kombinacja zależy od przeznaczenia transformatora.

Połączenie Y jest zwykle używane do uzwojeń wysokiego napięcia. Wynika to z wielu powodów:

Uzwojenia trójfazowego autotransformatora można łączyć tylko w „gwiazdę”;

Gdy zamiast jednego wysokowydajnego transformatora trójfazowego stosuje się trzy jednofazowe autotransformatory, nie można ich podłączyć w inny sposób;

Gdy uzwojenie wtórne transformatora zasila linię wysokiego napięcia, obecność uziemionego przewodu neutralnego zmniejsza przepięcia podczas uderzeń piorunów. Bez uziemienia zerowego niemożliwe jest działanie zabezpieczenia różnicowego linii pod względem upływu do ziemi. W takim przypadku uzwojenia pierwotne wszystkich transformatorów odbiorczych na tej linii nie powinny mieć uziemionego punktu zerowego;

Konstrukcja regulatorów napięcia (przełączników zaczepów) jest znacznie uproszczona. Umieszczenie odczepów uzwojenia od „neutralnego” końca zapewnia minimalną liczbę grup styków. Zmniejszono wymagania dotyczące izolacji przełącznika, ponieważ działa przy minimalnym napięciu względem ziemi;

Ten związek jest najbardziej zaawansowany technologicznie i najmniej metalochłonny.

Połączenie w trójkąt jest stosowane w transformatorach, w których jedno uzwojenie jest już połączone w gwiazdę, zwłaszcza z zaciskiem neutralnym.

Działanie wciąż rozpowszechnionych transformatorów ze schematem Y / Y 0 jest uzasadnione, jeśli obciążenie jego faz jest takie samo (silnik trójfazowy, trójfazowy piec elektryczny, ściśle obliczone oświetlenie uliczne itp.) Jeśli obciążenie jest asymetryczny (krajowy i inny jednofazowy), wtedy strumień magnetyczny w rdzeniu jest niezrównoważony, a nieskompensowany strumień magnetyczny (tzw. „strumień sekwencji zerowej”) zamyka się przez pokrywę i zbiornik, powodując ich nagrzewanie i wibrować. Uzwojenie pierwotne nie może skompensować tego przepływu, ponieważ jego koniec jest podłączony do wirtualnego przewodu neutralnego nie podłączonego do generatora. Napięcia wyjściowe będą zniekształcone (wystąpi „niesymetria faz”). W przypadku obciążenia jednofazowego taki transformator jest zasadniczo dławikiem z otwartym rdzeniem, a jego impedancja jest wysoka. Prąd zwarcia jednofazowego będzie znacznie zaniżony w porównaniu z obliczonym (dla zwarcia trójfazowego), co powoduje, że działanie sprzętu ochronnego jest zawodne.

Jeżeli uzwojenie pierwotne jest połączone w trójkąt (transformator z obwodem Δ/Y 0), to uzwojenia każdego pręta mają dwa wyprowadzenia zarówno do obciążenia, jak i do generatora, a uzwojenie pierwotne może namagnesować każdy pręt z osobna, bez wpływu na pozostałe dwa i bez naruszania równowagi magnetycznej. Rezystancja jednofazowa takiego transformatora będzie zbliżona do obliczonej, asymetria napięcia jest praktycznie wyeliminowana.

Z drugiej strony, przy uzwojeniu trójkątnym konstrukcja przełącznika zaczepów (styki wysokiego napięcia) staje się bardziej skomplikowana.

Połączenie uzwojenia z trójkątem umożliwia krążenie trzeciej i wielokrotnej harmonicznej prądu wewnątrz pierścienia utworzonego przez trzy połączone szeregowo uzwojenia. Zamknięcie prądów trzeciej harmonicznej jest konieczne, aby zmniejszyć rezystancję przekładnika przy niesinusoidalnych prądach obciążenia (obciążenie nieliniowe) i utrzymać jego napięcie sinusoidalne. Trzecia harmoniczna prądu we wszystkich trzech fazach ma ten sam kierunek, prądy te nie mogą krążyć w uzwojeniu połączonym gwiazdą z izolowanym punktem neutralnym.

Brak trójskładnikowych prądów sinusoidalnych w prądzie magnesującym może prowadzić do znacznych zniekształceń indukowanego napięcia w przypadku, gdy rdzeń ma 5 prętów lub jest wykonany w wersji zbrojonej. Uzwojenie transformatora połączone w trójkąt wyeliminuje to zakłócenie, ponieważ uzwojenie połączone w trójkąt będzie tłumić prądy harmoniczne. Czasami transformatory zapewniają obecność trzeciorzędowego uzwojenia połączonego w , przewidzianego nie do ładowania, ale w celu zapobiegania zniekształceniom napięcia i zmniejszeniu impedancji sekwencji zerowej. Takie uzwojenia nazywane są kompensacją. Transformatory rozdzielcze przeznaczone do ładowania między fazą a przewodem neutralnym po stronie pierwotnej są zwykle wyposażone w uzwojenie w trójkąt. Jednak prąd w uzwojeniu delta może być bardzo niski, aby osiągnąć minimalną moc znamionową, a wymagany rozmiar przewodu uzwojenia jest wyjątkowo niewygodny w produkcji fabrycznej. W takich przypadkach uzwojenie wysokiego napięcia może być połączone w gwiazdę, a uzwojenie wtórne w zygzak. Prądy składowej zerowej krążące w dwóch zaczepach zygzakowatego uzwojenia będą się równoważyć, impedancja składowej zerowej strony wtórnej jest głównie określana przez błądzące pole magnetyczne między dwoma gałęziami uzwojeń i jest wyrażana jako bardzo mały numer.

Wykorzystując połączenie pary uzwojeń na różne sposoby, możliwe jest uzyskanie różnych stopni napięcia polaryzacji między bokami transformatora.

1. Równolegle mogą pracować tylko transformatory o tym samym błędzie kątowym między napięciem pierwotnym i wtórnym.
2. Bieguny o tej samej biegunowości po stronie wysokiego i niskiego napięcia muszą być połączone równolegle.
3. Transformatory powinny mieć w przybliżeniu taką samą przekładnię napięciową.
4. Napięcie impedancji zwarcia musi być takie samo, w granicach ±10%.
5. Stosunek mocy transformatorów nie powinien odbiegać więcej niż 1:3.
6. Przełączniki dla liczby zwojów powinny znajdować się w pozycjach, które zapewniają wzmocnienie napięcia jak najbliżej.

Innymi słowy oznacza to, że należy zastosować najbardziej podobne transformatory. Najlepszą opcją są identyczne modele transformatorów. Odstępstwa od powyższych wymagań są możliwe przy wykorzystaniu odpowiedniej wiedzy.

Częstotliwość

Regulacja napięcia transformatora

W zależności od obciążenia sieci elektrycznej zmienia się jej napięcie. Do normalnej pracy konsumenckich odbiorników elektrycznych konieczne jest, aby napięcie nie odbiegało od określonego poziomu bardziej niż dopuszczalne limity, dlatego stosuje się różne metody regulacji napięcia w sieci.

Rozwiązywanie problemów

Rodzaj usterki	Przyczyna
Przegrzać	Przeciążać
Przegrzać	Niski poziom oleju
Przegrzać	Domknięcia
Przegrzać	Niewystarczające chłodzenie
Awaria	Przeciążać
Awaria	Zanieczyszczenie olejem
Awaria	Niski poziom oleju
Awaria	Włącz starzenie się izolacji
Klif	Słaba jakość lutu
Klif	Silne odkształcenia elektromechaniczne podczas zwarcia
Zwiększony szum	Osłabienie docisku laminowanego obwodu magnetycznego
Zwiększony szum	Przeciążać
Zwiększony szum
Zwiększony szum	zwarcie w uzwojeniu
Pojawienie się powietrza w przekaźniku gazowym (z filtrem termosyfonowym)	Filtr termosyfonowy jest zatkany, powietrze dostaje się do przekaźnika gazowego przez wtyczkę

Transformator przepięciowy

Rodzaje przepięć

Podczas użytkowania transformatory mogą być poddawane działaniu napięć przekraczających ich parametry pracy. Przepięcia te są klasyfikowane według czasu ich trwania na dwie grupy:

• Chwilowe przepięcie- napięcie o częstotliwości sieciowej o względnym czasie trwania od poniżej 1 sekundy do kilku godzin.
• Przepięcie przejściowe- krótkotrwałe przepięcie w zakresie od nanosekund do kilku milisekund. Czas narastania może wynosić od kilku nanosekund do kilku milisekund. Przepięcia przejściowe mogą być oscylacyjne i nieoscylacyjne. Zwykle mają jednokierunkowe działanie.

Transformator może być również narażony na kombinację przepięć przejściowych i przejściowych. Przepięcia przejściowe mogą natychmiast następować po przepięciach przejściowych.

Przepięcia dzielą się na dwie główne grupy, charakteryzujące ich pochodzenie:

• Przepięcia spowodowane wpływami atmosferycznymi. Najczęściej przejściowe przepięcia występują z powodu wyładowań atmosferycznych w pobliżu linii przesyłowych wysokiego napięcia podłączonych do transformatora, ale czasami impuls piorunowy może uderzyć w transformator lub samą linię przesyłową. Szczytowa wartość napięcia zależy od prądu udaru piorunowego i jest zmienną statystyczną. Zarejestrowano prądy udarowe powyżej 100 kA. Zgodnie z pomiarami wykonanymi na liniach wysokiego napięcia, w 50% przypadków szczytowa wartość prądów udarowych zawiera się w przedziale od 10 do 20 kA. Odległość między transformatorem a punktem uderzenia impulsu piorunowego wpływa na czas narastania impulsu, który uderza w transformator, im krótsza odległość do transformatora, tym krótszy czas.
• Przepięcia generowane w systemie elektroenergetycznym. Grupa ta obejmuje zarówno przepięcia krótkotrwałe, jak i przejściowe, wynikające ze zmian warunków pracy i eksploatacji systemu elektroenergetycznego. Zmiany te mogą być spowodowane naruszeniem procesu przełączania lub awarią. Tymczasowe przepięcia są spowodowane zwarciami doziemnymi, zrzucaniem obciążenia lub zjawiskiem rezonansu niskiej częstotliwości. Przepięcia przejściowe występują, gdy system jest często odłączany lub podłączany. Mogą również wystąpić, gdy zapali się zewnętrzna izolacja. Podczas przełączania obciążenia biernego napięcie przejściowe może wzrosnąć do 6-7 jednostek j.m. ze względu na liczne przerwy w prądzie przejściowym w wyłączniku z czasem narastania impulsu do kilku ułamków mikrosekund.

Zdolność transformatora do wytrzymywania przepięć

Transformatory muszą przejść określone testy wytrzymałości dielektrycznej przed opuszczeniem fabryki. Przejście tych testów wskazuje na prawdopodobieństwo nieprzerwanej pracy transformatora.

Testy opisane są w normach międzynarodowych i krajowych. Testowane transformatory potwierdzają wysoką niezawodność eksploatacyjną.

Dodatkowym warunkiem wysokiego stopnia niezawodności jest zapewnienie dopuszczalnych wartości granicznych przepięć, ponieważ transformator podczas pracy może być narażony na poważniejsze przepięcia w porównaniu do warunków testowych.

Należy podkreślić niezwykłą wagę planowania i rozliczania wszystkich rodzajów przepięć, które mogą wystąpić w systemie elektroenergetycznym. Do normalnego spełnienia tego warunku konieczne jest zrozumienie pochodzenia różnych rodzajów przepięć. Wielkość różnych rodzajów przepięć jest zmienną statystyczną. Zdolność izolacji do wytrzymywania przepięć jest również zmienną statystyczną.

Zobacz też

	Transformator w Wikisłowniku
	Transformator w Wikimedia Commons

• Zintegrowane stanowisko do testowania transformatorów

Uwagi

1. Kharlamova T. E. Historia nauki i technologii. Energetyka. Podręcznik Petersburg: SZTU, 2006. 126 s.
2. Kislitsyn A. L. Transformers: Podręcznik do kursu „Elektromechanika” .- Uljanowsk: UlGTU, 2001. - 76 s.

Transformator jest statycznym urządzeniem elektromagnetycznym zawierającym od dwóch do kilku uzwojeń umieszczonych we wspólnym obwodzie magnetycznym, a zatem połączonych ze sobą indukcyjnie. Służy jako transformator do przetwarzania energii elektrycznej prądu przemiennego za pomocą indukcji elektromagnetycznej bez zmiany częstotliwości prądu. Transformatory są wykorzystywane zarówno do przetwarzania napięcia przemiennego, jak iw różnych dziedzinach elektrotechniki i elektroniki.

Należy uczciwie zauważyć, że w niektórych przypadkach transformator może zawierać tylko jedno uzwojenie (autotransformator), a rdzeń może być całkowicie nieobecny (transformator HF), jednak w większości transformatory mają rdzeń (obwód magnetyczny) i dwa lub więcej izolowanych uzwojeń taśmy lub drutu objętych wspólnym strumieniem magnetycznym, ale najpierw najważniejsze. Zastanów się, jakie są rodzaje transformatorów, jak są rozmieszczone i do czego są używane.

Ten typ transformatorów niskiej częstotliwości (50-60 Hz) znajduje zastosowanie w sieciach elektrycznych, a także w instalacjach do odbioru i przetwarzania energii elektrycznej. Dlaczego nazywa się to mocą? Ponieważ to właśnie tego typu transformatory służą do dostarczania i odbierania energii elektrycznej do linii elektroenergetycznych oraz z linii elektroenergetycznych, gdzie napięcie może osiągnąć 1150 kV.

W miejskich sieciach elektroenergetycznych napięcie osiąga 10 kV. Dzięki temu napięcie jest również zmniejszane do 0,4 kV, 380/220 woltów, wymaganych przez konsumentów.

Strukturalnie typowy transformator mocy może zawierać dwa, trzy lub więcej uzwojeń umieszczonych na zbrojonym rdzeniu ze stali elektrotechnicznej, a niektóre z uzwojeń niskiego napięcia mogą być zasilane równolegle (transformator z dzielonymi uzwojeniami).

Jest to wygodne do zwiększania napięcia odbieranego jednocześnie z kilku generatorów. Z reguły transformator mocy umieszczany jest w kadzi z olejem transformatorowym, a w przypadku szczególnie mocnych egzemplarzy dodawany jest aktywny system chłodzenia.

W podstacjach i elektrowniach instalowane są trójfazowe transformatory mocy do 4000 kVA. Częstsze są trójfazowe, ponieważ straty są do 15% mniejsze niż w przypadku trzech jednofazowych.

Transformator sieciowy

Transformatory sieciowe z lat 80. i 90. można było znaleźć w prawie każdym urządzeniu elektrycznym. Za pomocą transformatora sieciowego (zwykle jednofazowego) napięcie sieci domowej 220 woltów z częstotliwością 50 Hz zostaje zredukowane do poziomu wymaganego przez urządzenie elektryczne, na przykład 5, 12, 24 lub 48 wolty.

Często transformatory sieciowe są wykonane z wieloma uzwojeniami wtórnymi, dzięki czemu wiele źródeł napięcia może być używanych do zasilania różnych części obwodu. W szczególności transformatory TN (transformatory żarowe) zawsze (i nadal można) znaleźć w obwodach, w których były obecne lampy radiowe.

Nowoczesne transformatory sieciowe są konstrukcyjnie wykonane na rdzeniach w kształcie litery W, prętowych lub toroidalnych z zestawu stalowych płyt elektrotechnicznych, na których nawinięte są uzwojenia. Toroidalny kształt obwodu magnetycznego pozwala uzyskać bardziej kompaktowy transformator.

Jeśli porównamy transformatory o jednakowej mocy całkowitej na rdzeniach toroidalnych i E-kształtnych, to toroidalny zajmie mniej miejsca, ponadto powierzchnia toroidalnego obwodu magnetycznego jest całkowicie pokryta uzwojeniami, nie ma pustego jarzma, tak jak w przypadku zbrojonych rdzeni w kształcie litery E lub prętów. W szczególności transformatorom sieciowym można przypisać transformatory spawalnicze o mocy do 6 kW. Transformatory sieciowe to oczywiście transformatory o niskiej częstotliwości.

Jedną z odmian transformatora niskiej częstotliwości jest autotransformator, w którym uzwojenie wtórne jest częścią pierwotnego lub pierwotne jest częścią wtórnego. Oznacza to, że w autotransformatorze uzwojenia są połączone nie tylko magnetycznie, ale także elektrycznie. Z jednego uzwojenia wyciąga się kilka wniosków, które pozwalają uzyskać różne napięcia z jednego uzwojenia.

Główną zaletą autotransformatora jest niższy koszt, ponieważ na uzwojenia zużywa się mniej drutu, mniej stali na rdzeń, a co za tym idzie, waga jest mniejsza niż w przypadku konwencjonalnego transformatora. Wadą jest brak galwanicznej izolacji uzwojeń.

Autotransformatory są stosowane w automatach sterujących, a także szeroko stosowane w sieciach elektroenergetycznych wysokiego napięcia. Autotransformatory trójfazowe z uzwojeniami połączonymi w trójkąt lub w gwiazdę w sieciach elektrycznych są dziś bardzo poszukiwane.

Autotransformatory mocy produkowane są z mocami do setek megawatów. Autotransformatory służą również do uruchamiania potężnych silników prądu przemiennego. Autotransformatory są szczególnie odpowiednie dla niskich współczynników transformacji.

Szczególnym przypadkiem autotransformatora jest autotransformator laboratoryjny (LATR). Pozwala płynnie regulować napięcie dostarczane do konsumenta. Konstrukcja LATR jest z pojedynczym uzwojeniem, które ma nieizolowaną „tor” od zwoju do zwoju, to znaczy, że można podłączyć do każdego z zwojów uzwojenia. Kontakt z torem zapewnia wysuwana szczotka węglowa, którą steruje obrotowe pokrętło.

Możesz więc uzyskać napięcie robocze o różnych wartościach na obciążeniu. Typowe jednofazowe LATR pozwalają na odbiór napięcia od 0 do 250 woltów, a trójfazowe - od 0 do 450 woltów. LATRy o mocy od 0,5 do 10 kW są bardzo popularne w laboratoriach do ustawiania urządzeń elektrycznych.

Nazywa się transformator, którego uzwojenie pierwotne jest podłączone do źródła prądu, a uzwojenie wtórne jest połączone z przyrządami ochronnymi lub pomiarowymi o niskiej rezystancji wewnętrznej. Najpopularniejszym typem przekładnika prądowego jest przekładnik prądowy pomiarowy.

Uzwojenie pierwotne przekładnika prądowego (zwykle tylko jeden zwój, jeden przewód) jest połączone szeregowo z obwodem, w którym ma być mierzony prąd przemienny. Okazuje się, że prąd uzwojenia wtórnego jest proporcjonalny do prądu pierwotnego, natomiast uzwojenie wtórne musi być obciążone, w przeciwnym razie napięcie uzwojenia wtórnego może okazać się na tyle wysokie, że przebije izolację. Ponadto, jeśli uzwojenie wtórne przekładnika prądowego zostanie otwarte, obwód magnetyczny po prostu wypali się z indukowanych nieskompensowanych prądów.

Konstrukcja przekładnika prądowego to rdzeń wykonany z laminowanej krzemowej stali elektrotechnicznej walcowanej na zimno, na którym nawinięte jest jedno lub więcej izolowanych uzwojeń wtórnych. Uzwojenie pierwotne to często po prostu magistrala lub przewód z mierzonym prądem przepuszczanym przez okno obwodu magnetycznego (nawiasem mówiąc, działają na tej zasadzie). Główną cechą przekładnika prądowego jest współczynnik transformacji, na przykład 100/5 A.

Przekładniki prądowe są szeroko stosowane do pomiaru prądu oraz w obwodach zabezpieczających przekaźniki. Są bezpieczne, ponieważ obwody mierzony i wtórny są od siebie galwanicznie odizolowane. Zazwyczaj przemysłowe przekładniki prądowe są produkowane z dwoma lub więcej grupami uzwojeń wtórnych, z których jedna jest połączona z urządzeniami zabezpieczającymi, a druga z urządzeniem pomiarowym, takim jak mierniki.

W prawie wszystkich nowoczesnych zasilaczach sieciowych, w różnych falownikach, w spawarkach oraz w innych przekształtnikach elektrycznych mocy i małej mocy stosuje się transformatory impulsowe. Obecnie obwody przełączające prawie całkowicie zastąpiły ciężkie transformatory niskoczęstotliwościowe z rdzeniami ze stali laminowanej.

Typowy transformator impulsowy to transformator wykonany na rdzeniu ferrytowym. Kształt rdzenia (obwód magnetyczny) może być zupełnie inny: pierścień, pręt, kielich, w kształcie litery W, w kształcie litery U. Przewaga ferrytów nad stalą transformatorową jest oczywista – transformatory na bazie ferrytu mogą pracować z częstotliwościami do 500 kHz lub wyższymi.

Ponieważ transformator impulsowy jest transformatorem wysokiej częstotliwości, jego wymiary ulegają znacznemu zmniejszeniu wraz ze wzrostem częstotliwości. Do uzwojeń potrzeba mniej drutu, a do uzyskania prądu o wysokiej częstotliwości w obwodzie pierwotnym wystarczy tranzystor polowy lub bipolarny, czasami kilka, w zależności od topologii obwodu zasilacza impulsowego (do przodu - 1, pchnij -pull - 2, półmost - 2, most - 4).

W uczciwości zauważamy, że jeśli używany jest obwód zasilania flyback, wówczas transformator jest zasadniczo podwójnym dławikiem, ponieważ procesy gromadzenia i uwalniania energii elektrycznej do obwodu wtórnego są oddzielone w czasie, to znaczy nie przebiegają jednocześnie dlatego z obwodem sterującym flyback jest to nadal dławik, ale nie transformator.

Obwody impulsowe z transformatorami i dławikami ferrytowymi można dziś znaleźć wszędzie, od stateczników do energooszczędnych lamp i ładowarek różnych gadżetów, po spawarki i potężne falowniki.

Do pomiaru wielkości i (lub) kierunku prądu w obwodach impulsowych często stosuje się impulsowe przekładniki prądowe, które są rdzeniem ferrytowym, często pierścieniowym (toroidalnym), z jednym uzwojeniem. Przez pierścień rdzenia przewleczony jest drut, którego prąd należy zbadać, a samo uzwojenie jest obciążone rezystorem.

Na przykład pierścień zawiera 1000 zwojów drutu, wówczas stosunek prądów pierwotnego (drut gwintowany) i uzwojenia wtórnego będzie wynosił 1000 do 1. Jeśli uzwojenie pierścieniowe jest obciążone rezystorem o znanej wartości, wówczas zmierzone na nim napięcie będzie proporcjonalne do prądu uzwojenia, co oznacza, że ​​zmierzony prąd jest 1000 razy większy od tego rezystora.

Przemysł produkuje impulsowe przekładniki prądowe o różnych współczynnikach transformacji. Deweloper musi jedynie podłączyć do takiego transformatora rezystor i obwód pomiarowy. Jeśli chcesz poznać kierunek prądu, a nie jego wielkość, to uzwojenie przekładnika prądowego jest ładowane po prostu dwiema diodami licznika Zenera.

Komunikacja między maszynami elektrycznymi a transformatorami

Kursy maszyn elektrycznych studiowane we wszystkich specjalnościach elektrycznych instytucji edukacyjnych zawsze obejmują transformatory elektryczne. Zasadniczo transformator elektryczny nie jest maszyną elektryczną, ale aparatem elektrycznym, ponieważ nie ma ruchomych części, których obecność jest cechą charakterystyczną każdej maszyny jako pewnego rodzaju mechanizmu. Z tego powodu wymienione kursy powinny, aby uniknąć nieporozumień, nazywać się „kursami maszyn elektrycznych i transformatorów elektrycznych”.

Włączenie transformatorów do wszystkich serii maszyn elektrycznych wynika z dwóch powodów. Jeden z nich ma pochodzenie historyczne: te same fabryki, które budowały maszyny elektryczne prądu przemiennego, również budowały transformatory, gdyż dopiero obecność transformatorów dawała maszynom prądu przemiennego przewagę nad maszynami prądu stałego, co ostatecznie doprowadziło do ich dominacji w przemyśle. A teraz nie można sobie wyobrazić dużej instalacji przemiennego prądu elektrycznego bez transformatorów.

Jednak wraz z rozwojem produkcji maszyn i transformatorów prądu przemiennego konieczne stało się skoncentrowanie produkcji transformatorów w specjalnych zakładach produkujących transformatory. Faktem jest, że ze względu na możliwość przesyłania energii elektrycznej prądu przemiennego za pomocą transformatorów na duże odległości, wzrost wyższego napięcia transformatorów był znacznie szybszy niż wzrost napięcia maszyn elektrycznych prądu przemiennego.

Na obecnym etapie rozwoju maszyn elektrycznych prądu przemiennego najwyższe racjonalne napięcie wynosi dla nich 36 kV. W tym samym czasie najwyższe napięcie w faktycznie realizowanych transformatorach elektrycznych osiągnęło 1150 kV. Tak wysokie napięcia transformatorów i ich praca na napowietrznych liniach energetycznych narażonych na wyładowania atmosferyczne spowodowały wiele specyficznych problemów transformatorowych, które są obce maszynom elektrycznym.

Doprowadziło to do problemów technologicznych w produkcji, tak odmiennych od problemów technologicznych elektrotechniki, że rozdzielenie transformatorów na samodzielną produkcję stało się nieuniknione. W ten sposób zniknął pierwszy powód - połączenie produkcyjne, które wytwarzało transformatory związane z maszynami elektrycznymi.

Drugi powód – fundamentalny, polegający na tym, że podstawą stosowanych w praktyce transformatorów elektrycznych, jak i maszyn elektrycznych, jest niewzruszony związek między nimi. Jednocześnie, aby zrozumieć wiele zjawisk zachodzących w maszynach prądu przemiennego, absolutnie niezbędna jest znajomość procesów fizycznych zachodzących w transformatorach, a dodatkowo teorię dużej klasy maszyn prądu przemiennego można sprowadzić do teorii transformatorów, co ułatwia ich rozważania teoretyczne.

Z tego powodu w teorii maszyn prądu przemiennego mocne miejsce zajmuje teoria transformatorów, z czego jednak nie wynika, że ​​transformatory można nazwać maszynami elektrycznymi. Ponadto należy pamiętać, że w przypadku transformatorów instalacja docelowa i proces konwersji energii są inne niż w przypadku maszyn elektrycznych.

Zadaniem maszyny elektrycznej jest zamiana energii mechanicznej na energię elektryczną (generator) lub odwrotnie energii elektrycznej na energię mechaniczną (silnik), tymczasem w transformatorze mamy do czynienia z zamianą energii elektrycznej AC jednego rodzaju na energię elektryczną Energia elektryczna AC inny rodzaj prądu.