Russian Arabic English French German Hungarian Japanese Romanian Turkish Ukrainian

Как разбираться в трансформаторах

   Принцип работы трансформатора основан на законе электромагнитной индукции. В первичной обмотке под действием напряжения в сердечнике наводится магнитный поток, пропорциональный этому напряжению, который, в свою очередь, наводит ЭДС самоиндукции во вторичных обмотках. ЭДС, наводимая во вторичных обмотках, прямо пропорциональна количеству витков этих обмоток. Силовой трансформатор служит для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения с преобразованием мощности и при неизменной частоте.
 
  Немного истории
  Изобретателем трансформатора был русский ученый П. Н. Яблочков. В 1876 г. Яблочков использовал индукционную катушку с двумя обмотками в качестве трансформатора для питания электрических свечей (ламп накаливания). Трансформатор Яблочкова имел незамкнутый сердечник. Трансформаторы с замкнутым сердечником (применяемые в настоящее время) появились примерно в 1884 г. С изобретением трансформатора возник технический интерес к переменному току, который до этого широко не применялся. Русский электротехник М. О. Доливо-Добровольский (1862–1919 г.) в 1889 г. предложил трехфазную систему переменного тока, построил первый трехфазный асинхронный двигатель и первый трехфазный трансформатор. На электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне в 1891 г. Доливо-Добровольский демонстрировал опытную высоковольтную электропередачу трехфазного тока протяженностью 175 км; трехфазный генератор имел мощность 230 кВт при напряжении 95 В. В дальнейшем, в качестве силовых, начали применять масляные трансформаторы, т. к. было установлено, что масло является не только хорошей изоляцией, но и хорошей охлаждающей средой.
  Трансформаторы применяются при передаче электрической энергии на большие расстояния, распределении ее между приемниками энергии, а также в выпрямительных, усилительных и других устройствах, где требуется развязка электрических цепей.
 
  Особенности трансформаторов и термины
  «Золотой век» намоточных трансформаторов, применяемых в радиолюбительских конструкциях, да и в промышленной аппаратуре, кажется, уже прошел. Сегодня наиболее популярны понижающие двух- и многообмоточные трансформаторы, применяемые в источниках питания, и импульсные трансформаторы (для импульсных источников питания). Для преобразования, передачи электрической энергии в низковольтных устройствах популярны оптоэлектронные трансформаторы на основе оптопар. Они обеспечивают гальваническую развязку электрических цепей и значительно эффективнее намоточных трансформаторов с магнитной индукцией. Тем не менее некоторые области применения трансформаторов в классическом виде остаются. Это область мощных трансформаторов для силовых цепей. Намоточные трансформаторы в широком ассортименте продаются в магазинах, выпускаются промышленностью, а это значит, что разбираться в их особенностях необходимо и сегодня. Этому посвящен настоящий раздел, в котором читатель узнает как общие сведения о трансформаторах, так и том, как правильно классифицировать и читать их обозначения (принимать решения о применении того или иного прибора в конкретном устройстве или заменять его наиболее подходящим по электрическим характеристикам).
  Индукционный трансформатор (далее трансформатор) — статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока.
  Силовой трансформатор — трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и установках, предназначенных для приема и использования электрической энергии. К силовым трансформаторам относятся трансформаторы трехфазные и многофазные мощностью до 6,3 кВт и более, однофазные мощностью 5 кВт и более. Силовые трансформаторы можно увидеть невооруженным глазом недалеко от вашего дома в ближайшей «трансформаторной» будке или электрической подстанции. Также силовые трансформаторы установлены вдоль железнодорожного полотна, по которому курсируют поезда на электротяге.
  Повышающий трансформатор — трансформатор, у которого первичной обмоткой является обмотка, имеющая более низкое напряжение.
  Понижающий трансформатор — трансформатор, у которого первичной обмоткой является обмотка с более высоким напряжением.

  Сигнальный трансформатор (согласующий) — трансформатор малой мощности, предназначенный для передачи и преобразования электрических сигналов.
  Автотрансформатор — трансформатор, две или более обмотки которого гальванически связаны так, что имеют общую точку.
  Импульсный сигнальный трансформатор — это сигнальный трансформатор, предназначенный для передачи, формирования, преобразования и запоминания импульсных сигналов.

  Коэффициент трансформации трансформатора малой мощности — отношение числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки.Магнитная индукция
  Магнитная индукция — это векторная величина, характеризующая магнитное поле и определяющая силу, действующую на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля.
  Индуктивная связь — связь электрических цепей посредством магнитного поля.
 
  Классификация трансформаторов
 
  Трансформаторы классифицируют по признаку функционального назначения:
  □ трансформаторы питания;
  □ трансформаторы согласования.
 
  Трансформаторы питания в свою очередь классифицируют:
 
  □ по напряжению:
  — низковольтные;
  — высоковольтные;
  — высокопотенциальные;
 
  □ в зависимости от числа фаз преобразуемого напряжения:
  — однофазные;
  — трехфазные;
 
  □ в зависимости от числа обмоток:
  — двухобмоточные;
  — многообмоточные;
 
  □ в зависимости от конфигурации магнитопровода:
  — стержневые;
  — броневые;
  — тороидальные;
 
  □ в зависимости от мощности:
  — малой мощности;
  — средней мощности;
  — большой мощности;
 
  □ в зависимости от способа изготовления магнитопровода:
  — пластинчатые;
  — ленточные;
 
  □ в зависимости от коэффициента трансформации:
  — повышающие;
  — понижающие;
 
  □ в зависимости от вида связи между обмотками:
  — с электромагнитной связью (с изолированными обмотками);
  — с электромагнитной и электрической связью (со связанными обмотками);
 
  □ в зависимости от конструкции обмотки:
  — катушечные;
  — галетные;
  — тороидальные;
 
  □ в зависимости от конструкции всего трансформатора:
  — открытые;
  — капсулированные;
  — закрытые;
 
  □ в зависимости от назначения:
  — выпрямительные;
  — накальные;
  — анодно-накальные;
 
  □ в зависимости от рабочей частоты:
  — пониженной частоты (менее 50 Гц);
  — промышленной частоты (50 Гц);
  — повышенной промышленной частоты (400, 1000, 2000 Гц).
  — повышенной частоты (до 10 000 Гц);
  — высокой частоты.
 
  Конструктивные особенности трансформаторов
   Основными частями трансформатора являются магнитопровод и катушка с обмотками.    Материалом для магнитопровода трансформаторов служит листовая электротехническая сталь различных марок и толщины, горячей прокатки и холоднокатаная. От содержания кремния, количество которого отражено в марке стали, а также от толщины листа зависят потери мощности в магнитопроводе от вихревых токов. Толщину листа применяемой стали выбирают в зависимости от частоты сети, питающей трансформатор: с увеличением частоты толщину листа надо уменьшать. Ленточные (витые) магнитопроводы изготавливают из лент рулонной стали; предварительно лента покрывается изолирующим и склеивающим составом.

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика