Kam izmanto transformatoru: īpašības, darbības princips un pielietojums

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Lai sāktu, izdomāsim, kam ir paredzēts transformators un kas tas ir. Šī ir elektriskā mašīna, kas paredzēta sprieguma maiņai. Tie atšķiras atkarībā no mērķa. Ir strāvas, sprieguma, saskaņošanas, metināšanas, jaudas, mērīšanas transformatori. Katram ir dažādi uzdevumi, taču tos viennozīmīgi vieno darbības princips. Visi transformatori darbojas ar maiņstrāvu. Šādu līdzstrāvas ierīču nav. Visiem tiem ir primārais un sekundārais tinums.

Ko sauc par primāro un ko par sekundāro tinumu?

Primārais ir tas, kuram nāk spriegums, un sekundārais ir tas, no kura tas tiek noņemts. Pieņemsim, ka mums ir transformators, kas pārveido 220 V maiņstrāvu uz 12 V. Šajā gadījumā primārais tinums ir 220 V. Taču transformatori var ne tikai pazemināt, bet arī palielināt spriegumu. TātadTādējādi, pieslēdzot 12 V maiņstrāvu iepriekš norādītajam sekundārajam tinumam, no primārā varam noņemt 220 V. Tādējādi tie mainās vietām.

Dažos gadījumos var būt vairāki sekundārie tinumi. Piemēram, vecajos televizoros bija ierīces ar vienu primāro tinumu un daudziem sekundārajiem, kuru spriegums svārstījās no 3,3 līdz 90 V. Jebkurā gadījumā transformators kalpo, lai spriegumus un strāvu pārveidotu par optimālām vērtībām.

Enerģijas nezūdamības likums

Jāsaprot, ka šī iekārta neņem enerģiju no nekurienes. Piemēram, ņemsim transformatoru ar primāro spriegumu 220 V un strāvu 5 A. Tas nozīmē, ka tā jauda ir 1100 vati. No sekundārā tinuma pie 22 V mēs varam noņemt strāvu ne vairāk kā 50 A. Pārvēršot vatos, mēs iegūstam tos pašus 1100 vatus. Mēs nenoņemsim vairāk jaudas no sekundārā tinuma. Ja mēģināsit to izdarīt, ierīce vienkārši neizdosies. Tādējādi kļūst skaidrs, kam transformators ir paredzēts. Lai pārveidotu maiņstrāvas spriegumu par līdzstrāvu. Tālāk mēs jums pastāstīsim vairāk par katru šādu ierīču veidu.

Instrumentu transformatori

Šādas ierīces tiek izmantotas, lai samazinātu vērtības līdz mērierīcēm pieņemamām vērtībām. Tos izmanto instrumentācijā. Šādas ierīces var atrast arī mikroprocesoru tehnoloģijā. Tur tie darbojas kā sensors, kas sūta uz plati dažāda līmeņa signālus, atkarībā no tā, kā pēdējais "pieņem lēmumu" par turpmāko darbību.ierīce.

Tie parasti ir ļoti precīzi un nav paredzēti patēriņam. Instrumentu transformatoru piemēri ir šādas strāvas un sprieguma pārveidošanas ierīces. Mēs centīsimies pēc iespējas sīkāk izskaidrot to mērķi.

Strāvas transformatori

Kam domātas šīs ierīces? Tie ir paredzēti, lai samazinātu strāvas daudzumu līdz pieņemamam mērīšanas aprīkojumam. Faktiski tie ir starpiekārtas starp vadītājiem, no kuriem ir nepieciešams ņemt vērtības vērtību, un mērīšanas mehānismu. Šādi transformatori tiek izmantoti, kā jau minēts, mērinstrumentos, aizsardzības iekārtās un automatizācijā. Tie ir savienoti šādi: primārajam tinumam ir vairāki pagriezieni un tas ir savienots virknē ar slodzi, un sekundārais tinums ir savienots ar minimālo iespējamo aizsardzības vai mērīšanas iekārtu pretestību.

Parasti šie transformatori tiek piegādāti kopā ar pašu iekārtu, jo nelielas slodzes pretestības izmaiņas ietekmēs mērījumu precizitāti un aizsardzības aprīkojums nedarbosies pareizi. Dizaina iezīme un šādu ierīču pievienošanas metode padara neiespējamu patērētāja barošanu.

Sprieguma transformatori

Šis ierīces veids netiek izmantots patērētāju barošanai, bet ir nepieciešams, lai izveidotu galvanisku izolāciju starp augstsprieguma un zemsprieguma daļām. Ražošanas metode nav nekasatšķiras no tāda paša nosaukuma ierīču jaudas veidiem. Joprojām ir primārie un sekundārie tinumi, stieples šķērsgriezums ir diezgan zems, kas neļauj to izmantot patērētāju barošanai.

Piemēram, ņemiet kilovoltmetru. Fakts ir tāds, ka ir pārāk dārgi izveidot ierīci, kas noturētu augstu spriegumu. Tāpēc starp mērzondēm, kas ņem daudzumu vērtību, un ierīci ir uzstādīts sprieguma transformators. Tas pārvērš augstas vērtības par pieņemamām mērīšanas mehānismam (apmēram 100 V). Šis pasākums ļauj neveikt izmaiņas mērīšanas mehānismā. Zināmā mērā šī savienojuma shēma ļauj aizsargāt elektriķi, kurš veic mērījumus.

Tos izmanto arī uzstādīšanai dažādās automatizētās vadības un aizsardzības sistēmās. Tagad jūs zināt, kam ir paredzēti sprieguma transformatori. Pāriesim pie nākamā veida - tāda paša nosaukuma metināšanas ierīcēm.

Strāvas transformatori

Šīs ir jaudīgākas ierīces, kuras daudzi no jums ir redzējuši. Tālāk mēs detalizēti aprakstīsim, kādiem jaudas transformatoriem tiek izmantoti. Tie ir nepieciešami, lai palielinātu / samazinātu spriegumu, izmantojot elektromagnētisko indukciju, līdz patērētājam vajadzīgajai vērtībai. Šo ierīču gadījumā vārds “patērētājs” attiecas uz rūpnīcām un dzīvojamām ēkām.

Spilgtākais piemērs ir ierīces, kas samazina 6 (10) kV līdz pieņemamam 380 V, kas jau baro vienu fāzi kombinācijā ar vidējo līnijumūsu mājām vajag 220 V. Un tāda pakāpju transformatora paraugu var atrast mikroviļņu krāsnī, kur viens no 220 V elektrotīkliem padara darbībai nepieciešamo 2kV magnetronu. Augstsprieguma bloki (virs 1000 V) gandrīz vienmēr ir trīsfāzu bloki, un tie tiek klasificēti iekārtās, kas dzesē eļļu vai gaisu, kā arī klimatiskās izmaiņas un primāro tinumu spriegumu.

Trīsfāzu transformatoru iezīme ir tāda, ka atkarībā no tinumu iekļaušanas (zvaigzne-delta) darba spriegumu var mainīt 1,73 reizes. Pieņemsim, ka šī iekārta, kas savienota ar 6 kV trīsstūri, var darboties 10 kV tīklā, ja vien ražotājs, protams, nav parūpējies par šo iespēju no izolācijas puses. Ir transformatori, kā minēts iepriekš, trīsfāžu un vienfāzes. Ierīces ir paredzētas darbam ar dažādu jaudu atkarībā no patērētāja vajadzībām.

Vienfāzes transformatori, kas iepriekš tika izmantoti kā barošanas avoti, tagad tiek aktīvi aizstāti ar dažādiem elektroniskiem pārveidotājiem, kuriem ir lielāka efektivitāte, mazāks svars un izmēri. Tāpat jaudas ierīces var iedalīt pēc magnētiskās ķēdes izpildes veida stieņos un bruņās.

Transformators ar serdes magnētisko ķēdi ir konstruēts tā, ka uz U veida daļas ir uzstādītas 2 spoles, un augšpusē ir aizvērts jūgs. Priekšrocība ir tāda, ka elementi faktiski nepieskaras viens otram.

Bruņotajā magnētiskajā ķēdē spole ir uzstādīta uz W formas daļas. Sadaļa, uz kuras atrodas vadītāji, parasti tiek uztīta vispirmskā primāro, un pēc tam, izmantojot karstumizturīgu separatoru, kā sekundāro. Priekšrocība ir pastiprināta tinumu mehāniskā aizsardzība.

Ir arī toroidālie serdeņi, bet tie ir izgatavoti no ferīta gredzeniem, jo no laminētas magnētiskās ķēdes šādu konstrukciju būvēt ir neizdevīgi. Šādas vienības parasti izmanto elektronikā un darbojas augstās frekvencēs.

Metināšanas transformatori

Kam domātas šīs ierīces? Faktiski tās ir neatkarīgas vienības. Tas ir, metināšanas transformators nav instalācija, kas nodrošina jebkuras ierīces darbību, bet gan pati par sevi ir pilnvērtīga ierīce. Šādas ierīces mērķis ir pazemināt tīkla spriegumu līdz salīdzinoši zemam, aptuveni 50-60 V, un nodrošināt lielu strāvu.

Pie šī sprieguma izlaužas diezgan īss loks, taču patiesi milzīga strāva nodrošina tam lielu jaudu. Pateicoties pēdējam parametram, metāls tiek metināts vai griezts.

Šādiem transformatoriem, kā likums, ir strāvas regulēšana. Tas ir nepieciešams, lai mainītu metināšanas elektroda diametru un veidu. Tiesa, mājas lietošanai paredzētos metināšanas transformatorus arvien biežāk aizstāj invertori. Kas nav pārsteidzoši, jo metināšanas pārveidotāja efektivitāte ir zemāka. Tas spēcīgi pazemina tīkla spriegumu, patērējot lielas strāvas primārajā tinumā, tam ir liels svars, maza mobilitāte un tas diezgan daudz uzsilst, salīdzinot ar invertora tipa ierīcēm.

Tagad jūs zināt, kā darbojas metināšanas transformators un kam tas ir paredzēts.

Koordinators

Šāda veida transformatorus izmanto dažādās daudzpakāpju ķēdēs, lai saskaņotu pretestību starp dažādām ķēdes daļām. To var atrast cauruļu audio pastiprinātājā. Parasti šādās ierīcēs tā ir brīvdiena.

Kam ir paredzēts slodzes atbilstības transformators? Piemēram, skaņas frekvences pastiprinātājā lampu darba spriegums ir 70-90 V, bet strāva ir niecīga. Skaļruņiem šādu spriegumu nevar pielikt, kas nozīmē, ka tas tiek pazemināts līdz pieņemamam spriegumam un attiecīgi palielinās strāva.

Šāda transformatora mērķis ir pazemināt spriegumu vai palielināt to līdz vērtībai, kas nepieciešama konkrētam aparāta mezglam.

Secinājums

Visas ierīces strāvas un sprieguma pārveidošanai vieno darbības princips. Galvenie parametri, kuriem jāpievērš uzmanība, pērkot: primārais spriegums, sekundārais tinums, frekvence, jaudas koeficients un attiecīgi jauda un izejas strāva.

Ikdienā šo ierīci gandrīz nekad neizmanto. Galu galā metināšanas transformators aizstāja invertoru, un tā analogi barošanas blokos jau ir aizstājuši elektroniskos sprieguma pārveidotājus. Tas tiek darīts tādēļ, ka ierīcēm, salīdzinot ar elektroniskajām, parasti ir liels svars, kā arī tās nav ekonomiski izdevīgas lielā krāsainā metāla patēriņa dēļ ražošanā un dārgo remontdarbu dēļ. Drīz paliks iekšāražo tikai transformatoru apakšstacijas, bet tikai tajās vietās, kur tās nebūs iespējams nomainīt pret elektroniskām sastāvdaļām.

Šajā rakstā mēs mēģinājām izskaidrot, kam ir paredzēti transformatori, un nedaudz runājām par to galvenajiem veidiem.