Электрические трансформаторы
Электрический трансформатор — это статическое устройство, служащее для преобразования величины переменного напряжения.
Действие трансформаторов основано на явлении электромагнитной индукции. Трансформатор состоит из одной первичной обмотки, одной или нескольких вторичных обмоток и ферромагнитного магнитопровода, обычно замкнутой формы. Все обмотки расположены на магнитопроводе и индуктивно связаны между собой. Иногда вторичной обмоткой служит часть первичной, или наоборот. Такие трансформаторы называются автотрансформаторами.
Концы первичной обмотки подключают к источнику переменного напряжения, а концы вторичной — к потребителям. Переменный ток в первичной обмотке приводит к появлению в магнитопроводе переменного магнитного потока, который создаёт в первичной и вторичной обмотках электродвижущие силы (ЭДС). Эти ЭДС пропорциональны количеству витков в соответствующих обмотках. Отношение ЭДС в первичной обмотке к ЭДС во вторичной обмотке называют коэффициентом трансформации.
I. Силовые трансформаторы
Силовые трансформаторы — это наиболее распространенный вид электрических трансформаторов. Они служат для преобразования энергии переменного тока в электрических сетях энергетических систем, в радиотехнических устройствах, системах автоматики и др. и работают при постоянном действующем значении напряжения. Мощные силовые трансформаторыимеют КПД до 99%. Их обмотки изготовляют, как правило, из меди, магнитопроводы — из листов холоднокатаной электротехнической стали. Магнитопровод и обмотки силового трансформатора обычно помещают в бак, заполненный минеральным маслом, которое служит для изоляции и охлаждения обмоток. Масляные трансформаторы обычно устанавливают на открытом воздухе. Трансформаторы без масляного охлаждения называются сухими. Для лучшего отвода тепла силовые трансформаторы могут снабжаться радиаторами.
 | ТСЗР трансформаторы силовые защищенные разделительные | ТСЗИ трансформаторы трёхфазные сухие для питания электроинструмента (ЭТЗ) |
Помимо силовых, существуют трансформаторы различных типов и назначения: для измерения больших напряжений и токов (измерительные), для преобразования напряжения синусоидальной формы в импульсное (пик-трансформаторы), для преобразования импульсов тока и напряжения (импульсные), для выделения переменной составляющей тока, для разделения электрических цепей на гальванически не связанные между собой части, для их согласования и т.д.
II. Измерительные трансформаторы
Измерительный трансформатор — это электрический трансформатор, на первичную обмотку которого воздействует измеряемый ток или напряжение, а вторичная, понижающая, включена на измерительные приборы и реле защиты. Измерительные трансформаторы применяют главным образом в распределительных устройствах и в цепях переменного тока высокого напряжения для безопасных измерений силы тока, напряжения, мощности, энергии.
НТМИ-6 трансформаторы напряжения масляные (КТЗ) | ЗНОЛ.06 трансформаторы напряжения измерительные сухие заземляемые | ТЗЛМ-1 трансформаторы тока нулевой последовательности |
Измерительные трансформаторы напряжения предназначены для преобразования высокого напряжения в низкое в цепях измерения и контроля. Применение трансформаторов напряжения позволяет изолировать цепи вольтметров, частотомеров, электрических счётчиков, устройств автоматического управления и контроля и т.
д. от цепи высокого напряжения и создаёт возможность стандартизации номинального напряжения контрольно-измерительной аппаратуры.
Трансформаторы напряжения подразделяются на:
- трансформаторы переменного напряжения,
- трансформаторы постоянного напряжения.
Первичная обмотка трансформатора переменного напряжения состоит из большого числа витков и подключается к цепи с измеряемым напряжением параллельно. К зажимам вторичной обмотки с числом витков во много раз меньшим подсоединяют измерительные приборы или контрольные устройства. Так как внутреннее сопротивление последних относительно велико, трансформатор работает в условиях, близких к режиму холостого хода, что позволяет (пренебрегая потерями напряжения в обмотках) считать напряжения на первичной и вторичной обмотках пропорциональными количеству витков в обмотках. Зная коэффициент трансформации можно по результатам измерения низкого напряжения во вторичной обмотке определять высокое первичное напряжение.
Измерительные трансформаторы тока предназначены для измерения и контроля больших токов с использованием стандартных измерительных приборов и устройств автоматического управления и контроля. Одновременно трансформаторы тока служат для изоляции аппаратуры от потенциала сети, в которой производится измерение.
Трансформаторы тока подразделяются на:
- трансформаторы переменного тока,
- трансформаторы постоянного тока.
Первичная обмотка трансформаторов переменного тока состоит из одного или нескольких витков провода относительно большого сечения и включается последовательно в цепь измеряемого тока. Вторичная обмотка состоит из большого числа витков провода сравнительно малого сечения; к ней подключают приборы и устройства с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением (амперметры, счётчики, реле и т.п.). Отличительной особенность трансформаторов тока — независимость тока в первичной обмотке от режима работы вторичной обмотки (практически она короткозамкнута).
Трансформаторы тока классифицируют по:
- назначению (измерительные, защитные, промежуточные, лабораторные),
- способу установки (наружные, внутренние, встроенные в электрические аппараты и машины, накладные, надеваемые на проходные изоляторы, переносные),
- числу ступеней (одноступенчатые, каскадные),
- способу крепления (проходные, в том числе электроизмерительные клещи, опорные),
- числу витков первичной обмотки (одновитковые, или стержневые, многовитковые),
- рабочему напряжению (низкого напряжения, высокого напряжения),
- виду изоляции обмоток (с сухой, бумажно-масляной, компаундной изоляцией).
III. Автотрансформаторы
Автотрансформатор — это электрический трансформатор, все обмотки которого гальванически соединены друг с другом. При малых коэффициентах трансформации автотрансформаторы легче и дешевле многообмоточных трансформаторов.
TDGC2, TSGC2 автотрансформаторы лабораторные | ||
IV. Импульсные трансформаторы
Импульсный трансформатор — имеет ферромагнитный сердечник и применяется для преобразования импульсов электрического тока или напряжения. Импульсные трансформаторы в радиолокации, импульсной радиосвязи, автоматике и вычислительной технике применяют для согласования источника импульсов с нагрузкой, изменения полярности импульсов, разделения электрических цепей по постоянному и переменному току, сложения сигналов, поджигания импульсных ламп и т.
д. Основное требование, предъявляемое к импульсным трансформаторам, — передача импульса с минимальными искажениями формы. Для этого необходимо, чтобы межвитковые ёмкости обмоток, паразитные ёмкости монтажа и индуктивность рассеяния трансформатора были минимальными. Уменьшение межвитковых ёмкостей достигается применением сердечников малых размеров, соответствующей намоткой и взаимным расположением обмоток, а также уменьшением числа витков (при этом снижается коэффициент трансформации). Сердечники импульсных трансформаторов изготавливаются из пермаллоя, кремнистой трансформаторной стали, ферритов и других материалов с высокой магнитной проницаемостью. Для уменьшения потерь на вихревые токи сердечники импульсных трансформаторов навивают из ферромагнитной ленты толщиной до 10 мкм; поверхность ленты покрывают изолирующим слоем. Ферритовые сердечники, имеющие малые потери на вихревые токи, изготавливают методами порошковой металлургии. Первичная обмотка импульсного трансформатора обычно содержит от 50 до 200 витков, коэффициент трансформации выбирается от 0,25 до 5, а в некоторых случаях до 100 и выше.
V. Пик-трансформаторы
Пик-трансформатор — это электрический трансформатор, преобразующий напряжение синусоидальной формы в импульсное напряжение с изменяющейся через каждые полпериода полярностью. Простейший пик-трансформатор имеет магнитопровод с разной толщиной стержней. Вторичная обмотка располагается на более тонком стержне. При протекании в первичной обмотке синусоидального тока в магнитопроводе возникает магнитный поток, который уже при малых значениях силы тока насыщает тонкий стержень магнитопровода, вследствие чего ЭДС, индуцированная во вторичной обмотке, имеет импульсный (пиковый) характер. Пик-трансформаторы используются как генераторы импульсов главным образом в исследовательских установках высокого напряжения, а также в устройствах автоматики.
Трансформаторные масла — это нефтяные или синтетические масла, применяемые в качестве электроизолирующей и теплоотводящей среды в трансформаторах и другом маслонаполненном электрооборудовании, а также в масляных выключателях для гашения электрической дуги при отключении тока.
Основная доля трансформаторных масел приходится на масла нефтяные. Трансформаторное масло получают очисткой соответствующих нефтяных дистиллятов с помощью селективных растворителей (фенола, фурфурола), серной кислоты, адсорбентов или гидрированием. Процесс получения масел из сырья, содержащего парафиновые углеводороды, включает также стадию депарафинизации. Трансформаторные масла должны обладать высокой электрической прочностью и электрическим сопротивлением, минимальным тангенсом угла диэлектрических потерь, стабильностью к окислению, должны иметь малую вязкость, низкую испаряемость. Нефтяные трансформаторные масла имеют вязкость 6 — 10×10-6 м2/сек при 50 °С, температуру застывания не выше -45°С, температуру вспышки не ниже 135 °С, тангенс угла диэлектрических потерь не более 0,026 — 0,005 при 90 °С, диэлектрическая проницаемость 2,2 — 2,3; они не должны содержать воду и механические загрязнения. Из синтетических трансформаторных масел наибольшее распространение получили жидкости на основе хлорированных дифенилов и трихлорбензола (гексол, совтолы).
В некоторых видах специальных трансформаторов применяются также углеводородные, кремнийорганические и фосфорорганические синтетические жидкости.
Электрические трансформаторы: структура, конструкция, применение
Написано Судипта Ройin Инженерия
Содержание
- 1. Что такое электрический трансформатор?
- 2. История, связанная с трансформеры
- 3. Основная структура электрических трансформаторов
- 4. Строительство электрических трансформаторов
- 5. Полярность электрических трансформаторов
- 6. Коэффициент трансформации электрических трансформаторов
- 7. Что делает трансформатор?
- 8. Применение трансформатора
- 9. Преимущества и недостатки использования трансформаторов
Как следует из названия, электрический трансформатор передает энергию. Формальное определение трансформатора будет —
«Это устройство, которое передает электрическую энергию между электрическими цепями».
Это пассивное устройство. Он использует закон Фарадея для передачи энергии без какого-либо металлического контакта. Электрические трансформаторы — одно из полезных и необходимых устройств для распределения энергии.
История, связанная с трансформаторамиМикса Дери, Отто Блати и Кароли Зиперновски считаются первыми разработчиками первого трансформатора. Они также реализовали трансформатор для коммерческих систем. Хотя закон индукции был дан Фарадеем в 1830-х годах и преподобным, индукционная катушка была изобретена Николасом Калланом в 1836 году. Тем временем Томас Альва Эдисон придумал электрическую лампочку в 1882 году.
Базовая структура электрического трансформатораsОднофазный электрический трансформатор состоит из трех основных компонентов. Это — первичные обмотки, вторичные обмотки и магнитный сердечник.
- Первичные обмотки — Это та часть, которая связана с источником. Он состоит из мотков проволоки. Первоначально здесь создается магнитный поток.
- Вторичные обмотки — Это та часть, которая связана с нагрузкой. Он также состоит из катушек. Существует коэффициент витков, который определяет количество витков провода, на которое скручиваются обе обмотки. Как упоминалось ранее, металлического соединения между первичными и вторичными обмотками нет.
- Магнитный сердечник — Это железная структура, охватывающая как первичную, так и вторичную обмотки. Это сердечник из мягкого железа, состоящий из небольших элементов для уменьшения потерь в сердечнике.
Он состоит из мотков проволоки. Первоначально здесь создается магнитный поток.Конструкция электрических трансформаторов зависит от того, как первичная и вторичная обмотки намотаны на структуру с железным сердечником.
Есть две категории трансформаторов. Один тип с закрытым сердечником, а другой — с сердечником оболочки.
- Здесь обе обмотки намотаны снаружи сердечника. (Обе обмотки означают — Первичная обмотка и Вторичная обмотка). В этой конструкции обмотки охватывают все ножки сердечника. Половина первичных обмоток и половина вторичных обмоток плотно прижаты друг к другу на каждом плече. Магнитный поток проходит через этот процесс и увеличивает магнитную связь. У этого типа трансформатора есть недостаток, известный как — ‘поток утечки».
- В этом типе первичная и вторичная обмотки находятся внутри железного сердечника. Здесь железный сердечник образует оболочку для обмоток, поэтому он известен как трансформатор с сердечником оболочки. Обмотки имеют одну и ту же центральную ножку, площадь поперечного сечения которой в два раза больше, чем у внешних ножек. Этот тип трансформаторов решает проблему «потока утечки».
- Обмотки: Обмотки — это токоведущая часть трансформатора. Для изготовления витков обмоток в основном используется медная или алюминиевая проволока. Катушки и обмотки трансформатора можно разделить на две основные категории. Они есть — Концентрические катушки и Катушки для сэндвичей. Сэндвич-катушки обычно используются в трансформаторе типа оболочки. Альтернативные диски имеют форму спирали.
- Есть также Винтовые обмотки, которые используются в приложениях с низким напряжением и высокой мощностью. Внутри каждого типа обмоток есть изоляторы. Изоляторы — один из важных элементов электрических трансформаторов.
- Охлаждение: Охлаждение устройства помогает машине безупречно работать долгие годы. Некоторые электрические трансформаторы нуждаются в принудительном охлаждении, а некоторые являются самоохлаждающимися. Принудительное охлаждение включает охлаждение маслом, водой или обоими способами. Большие трансформаторы с высокой номинальной мощностью заполнены трансформаторным маслом, которое охлаждает и изолирует обмотки. Некоторые трансформаторы заполнены газами для охлаждения.
- Изоляция: Изоляция необходима между витками обмоток, между двумя обмотками, между сердечником и обмотками. В качестве изоляторов используются слои бумаги и полимерные пленки. В больших изоляторах используется трансформаторное масло в качестве изоляции.
- Втулка: Втулка — это полый электрический изолятор, который позволяет проводнику проходить через барьер. Большие трансформаторы с высокими номиналами имеют корпуса из фарфора или полимеров.
Принудительное охлаждение включает охлаждение маслом, водой или обоими способами. Большие трансформаторы с высокой номинальной мощностью заполнены трансформаторным маслом, которое охлаждает и изолирует обмотки. Некоторые трансформаторы заполнены газами для охлаждения.Полярность электрического трансформатора определяется как направление наведенной ЭДС в первичной и вторичной обмотках. Он бывает двух типов —
- А. Аддитивная полярность
- Б. Вычитающая полярность
Аддитивная полярность-В этом типе полярности клеммы одинаковой полярности подключены к обеим обмоткам.
Б. Вычитающая полярность— В этом типе полярности клеммы разной полярности подключены к обеим обмоткам.
Что делает трансформатор?Электротрансформаторы увеличивают или уменьшают подаваемое напряжение и ток. Он не изменяет частоту или мощность подаваемого электрического сигнала. Необходимость использования трансформатора заключается в том, что электроприборам требуется определенное количество напряжения, которое ниже или выше подаваемой мощности. Например, светодиод, который работает от 1.5 вольт — 2 вольт перегорят, если мы подключим его к обычному бытовому источнику питания. Поэтому нам нужно использовать понижающий трансформатор для использования светодиода.
Трансформатор тока, Имиджевый кредит — Ханнес Гроб, Трансформатор тока-17 гт, CC BY-SA 4.
0Нажмите здесь знать принципы работы, КПД и потери трансформатора.
Применение трансформатораТрансформеры имеют множество применений в современном мире. Некоторые из них —
i) Распределение энергии:- На электростанциях вырабатывается большое количество напряжения. Но мы не можем использовать это напряжение напрямую в домашних условиях. В это время в действие вступает трансформатор. Трансформаторы понизили напряжение до требуемого. Этот тип трансформатора известен как силовые трансформаторы. Есть также трансформаторы, повышающие напряжение. Благодаря этому типу трансформатора можно подавать электричество в дома.
- Многие электронные устройства и бытовая техника используют трансформатор для повышения или понижения напряжений в соответствии с требованиями.
- Этот тип трансформаторов позволяет телефонным цепям обеспечивать двусторонний разговор по одной паре проводов. Они также являются связями между аудиосистемами. Его можно использовать для согласования импеданса, например, громкоговоритель с низким сопротивлением может быть согласован с усилителями с высоким сопротивлением.
- Трехфазные трансформаторы имеют широкое применение в промышленных целях, где однофазные трансформаторы не могут служить своим целям.
- Измерительные трансформаторы может изолировать два устройства или системы, используя свои свойства.
- Радиочастотные трансформаторы или РЧ трансформаторы используются в радиолокационных устройствах и применяются в радиочастотной области.
- Импульсные трансформаторы используются для передачи электрических импульсов в электронных схемах, цифровых схемах, а также в системах распределения энергии и управления.
Трансформаторы используются для различных целей из-за своих преимуществ. Некоторые из преимуществ —
- Передает мощность: Трансформаторы позволяют передавать электрический сигнал на большие расстояния. Сопротивление линии передачи уменьшается после увеличения напряжения, и это возможно только с помощью трансформаторов. Таким образом, потери мощности меньше, и электричество можно подавать в каждый дом. В противном случае сопротивление было бы настолько высоким, что подавать было бы невозможно.
- Непрерывная работа: Трансформаторы могут работать непрерывно в течение длительного времени. Его не нужно отключать через день или давать отдых.
- Низкие эксплуатационные расходы: Трансформаторы не только работают непрерывно, но и не требуют особого ухода. Проверка масла, очистка деталей — единственное, в чем нуждается трансформатор. Кроме того, обслуживание не требует больших затрат и времени.
- Без задержки: Трансформаторы не имеют задержки при запуске. Он немедленно начинает работу. Как только трансформатор реализован, он сразу запускается.
- Эффективность: Хотя трансформаторы несут потери, но они достаточно эффективны для экономичного распределения. Достижим почти 95% эффективности.
Кроме того, обслуживание не требует больших затрат и времени.Несколько недостатков —
- Больше по размеру: Хотя есть транзисторы небольшого размера, но с увеличением номинального напряжения размер трансформатора также увеличивается. Увеличивается не только базовая конструкция, но и размер системы охлаждения. Так что для размещения требуется много места.
- Требуется система охлаждения: Трансформаторы работают непрерывно и выделяют много тепла. Таким образом, для эффективной работы трансформатора необходима присоединенная к нему система охлаждения.
- Только AC работает: Трансформатор работает только с переменным током или напряжением переменного тока, поскольку для создания магнитного потока требуется переменный ток. Подключение с помощью постоянного напряжения приведет к сгоранию трансформатора.
Узнать больше о электроника нажмите здесь.
Последние посты
ссылка на 15 фактов о HI + SO2: что, как сбалансировать и часто задаваемые вопросы15 фактов о HI + SO2: что, как сбалансировать и часто задаваемые вопросы
Иодистый водород и двуокись серы являются неорганическими соединениями, обозначаемыми химической формулой HI и SO2 соответственно. Исследуем реакцию между HI и SO2. Привет или…
Продолжить чтение
ссылка на 15 фактов о HF + FeCl3: что, как сбалансировать и часто задаваемые вопросы15 фактов о HF + FeCl3: что, как сбалансировать и часто задаваемые вопросы
FeCl3, или хлорид железа, имеет степень окисления +3. В водном растворе мощная кислота HF полностью ионизируется.
Рассмотрим реакцию HF+ FeCl3 более подробно. FeCl3 кажется…
Продолжить чтение
Управляющие трансформаторы — Grainger Industrial Supply
Управляющие трансформаторы
751 продуктов
Управляющие трансформаторы обеспечивают регулирование напряжения и преобразуют высокое или низкое напряжение в соответствии с потребностями применения. Кроме того, они изолируют системы друг от друга. Управляющие трансформаторы распространены в электронных схемах, которым требуется постоянное напряжение или ток с низкой мощностью или вольт-амперным номиналом.
Трансформатор управления с открытым сердечником
Трансформатор управления с закрытым сердечником
Трансформатор управления с открытым сердечником с защитой от прикосновения
Трансформатор управления с открытым сердечником
Защитное устройство: автоматический выключатель, трансформатор с открытым сердечником
..Защитное устройство: нет0028
Загрузка . .. |
Протекающее устройство: первичный термогарный платок
| Загрузка … |
Защитное устройство: Secondary Fuse
| Загрузка… |
Инкапсулированный сердечник0005
Protective Device: None
Loading. .. |
Защитное устройство: первичный предохранитель
| Загрузка … |
ПРОТЕЦИОННА Входное напряжение — трансформатор, возрастающее
..Вторичный предохранитель 90:2380028
| . | |||||||
| Loading… |
Информация о наличии товара предоставляется в режиме реального времени и постоянно корректируется. Товар будет зарезервирован для вас при оформлении заказа.
..Protective Device: Inherently Limited
Загрузка . .. |
Protective Devision: Primary Thermal Fuse
Protective Devision: Primary Thermal Fuse
Protective Devision. Трансформатор восходящий
Loading. |