Principiul funcționării și aranjării transformatorului

Puțin despre etapele de dezvoltare

În producția de transformatoare se utilizează proprietățile materialelor: metalice, magnetice, nemetalice. Pentru producția de echipamente moderne, mulți cercetători din anii precedenți și-au folosit cunoștințele și descoperirile. AG Stoletov a dezvăluit o buclă de histereză și o structură specială a aliajului feromagnetic. Teoria circuitelor electromagnetice a fost dezvoltată de frații Hopkinson.

Inducția electromagnetică este descoperită de M. Faraday, acest fenomen este baza acțiunii transformatorului. Schema primului transformator a apărut pentru prima dată în lucrările lui Henry și Faraday în 1831. Dar oamenii de știință nu au considerat încă dispozitivul ca un convertor de curent alternativ.

Mecanic francez în 1848 a brevetat o bobină de inducție, care a devenit prototipul unui transformator. În 1876, pentru prima dată a inventat transformatorul Yablochkov P. N. , Dispozitivul era o tijă cu mai multe înfășurări. Transformatoarele cu miezuri închise au fost proiectate de frații Hopkins în 1884.

Cu ajutorul răcirii cu ulei Dispozitivul a început să-și îndeplinească funcțiile mai fiabil. Dispozitivul a fost plasat în recipiente de ceramică cu ulei, ceea ce a dus la o creștere a fiabilității înfășurărilor. inventator rus mecanic Dolivo-Dobrovolsky MO construite primele trei faze asincron tip de motor, sistem de curent alternativ trifazat, și a făcut primul transformator trifazat, cu o putere de 230 kW, alimentat de o tensiune de 5 V.

Transformatoare de putere a început să producă în 1928, cu deschiderea fabricii de transformatoare din Moscova. La începutul anilor 1900, metalurgistul englez a făcut prima tonă de oțel transformator pentru producția de miezuri. Și la începutul anilor 30 ai secolului XX, s-a observat apariția saturației magnetice cu 50%, o scădere a pierderilor prin histerezis de 4 ori, o creștere a permeabilității magnetice de 5 ori cu aplicarea combinată a încălzirii și laminării.

Tipuri de transformatoare

autotransformator

Aceasta este o opțiune a transformatorului, principiul căruia este conectarea directă a înfășurării secundare și primare, iar înfășurările sunt urmărite prin comunicarea electrică și electromagnetică. Pentru a conecta și a obține o tensiune diferită în bobină, sunt furnizate mai multe cabluri. Acest tip de dispozitive funcționează cu o eficiență ridicată, deoarece doar o anumită parte a puterii este convertită, ceea ce este important cu o mică diferență în tensiunile de intrare și ieșire.

Caracteristicile negative includ absența izolației galvanice (un strat izolator) între circuitele secundare și primare. Autotransformatoarele sunt folosite în locul unităților convenționale pentru a conecta circuite cu împământare cu nivele de tensiune de la 110 kW, în timp ce raportul de transformare nu trebuie să depășească 3-4.

Pozitiv este costul scăzut din cauza greutății mai mici a oțelului de bază, a firelor de cupru, de aici și a greutății mici a dispozitivului și a dimensiunilor mici.

putere

Un dispozitiv standard comun pentru conversia energiei electrice în rețele și dispozitive care primesc și utilizează energie electrică.

Transformator de curent

Principiul funcționării și aranjării transformatorului este furnizarea energiei electrice de la sursa de energie electrică. Cea mai relevantă este utilizarea pentru a reduce curentul primar la valoarea utilizată în circuitele de măsurare și de protecție, semnalizare și control. În bobina secundară, se notează indicii curenți de 5 A sau 1 A. Dispozitive de măsurare conectați la înfășurarea secundară și la circuitul primar conectat, în care se măsoară curentul. Pentru a calcula curentul în cea de-a doua bobină utilizați citirile în bobina primară și împărțiți-le cu raportul transformării.

Transformator de tensiune

Asta este instrument pentru transformarea tensiunilor mari la valori scăzute în circuitele standard, liniile de măsurare și circuitele RZiA. Dispozitivul este alimentat de o sursă de tensiune electrică, izolate circuitele de protecție logică și circuitele de măsurare din circuitul cu tensiuni ridicate.

Acțiune impulsivă

Aparatul este folosit pentru a converti semnalele de impulsuri cu distorsiune minimă a formei și durata până la zeci de microsecunde. Cea mai mare parte utilizate pentru transmiterea unui tip dreptunghiular puls (cea mai abruptă felie și din față, aproximativ amplitudine constantă de oscilație). Acesta servește pentru a converti impulsurile video ale scurte, repetitive, sarcina principală este de a transfera pulsul transformat integral și nedistorsionat. La înfășurărilor de ieșire necesare pentru a obține aceeași formă de impulsuri de tensiune, dar uneori variază în amplitudine sau polaritatea.

Tipul de separare

Acest dispozitiv nu are înfășurări primare și secundare. Transformatorul este utilizat pentru a crește conexiunea sigură la rețelele electrice, pentru cazurile de contact simultan cu componentele și pământul. Protejează împotriva atingerii simultane a părților care nu sunt sub influența curentului, dar pot fi sub el ca urmare a unei defecțiuni a izolației. Unitățile sunt proiectate pentru a asigura izolarea galvanică (izolarea) circuitelor electrice.

Transformator de vârf

Serveste pentru transformarea unui curent sinusoidal intr-o tensiune pulsata cu o polaritate variind la fiecare jumatate.

Dublă accelerație

Un filtru inductiv sau un inductor dublu este un tip de dispozitiv care utilizează două înfășurări. Din cauza inducției de inducție reciprocă, aceasta acționează mai eficient decât o singură accelerație. Folosit ca un filtru de intrare în fața surselor de alimentare, în circuitele digitale diferențiale de semnal și în tehnologia cu sunet.

Armor trifazat

Ele produc două construcții de bază diferite:

• tijă;
• armura.

Ambele modele nu schimbă performanțele și fiabilitatea dispozitivului, însă în fabricare există diferențe semnificative:

• tip de tija include miezul și înfășurările, când se uită la proiectare, miezul este ascuns în spatele înfășurărilor, se văd numai jghețele inferioare și superioare, axa înfășurărilor are un aranjament vertical;
• Forma blindată a dispozitivului include un miez sub formă de înfășurări, în timp ce se poate observa că miezul ascunde în spatele acestuia o parte a înfășurărilor transformatorului, axa înfășurărilor putând fi localizată într-o poziție verticală sau orizontală.

Componente de bază

În calitatea lor vin:

• sistem magnetic (miez, miez magnetic);
• lichidare;
• sistem de răcire.

Sistemul magnetic

Se compune din elementele din set, cel mai adesea plăcile sunt realizate din material feromagnetic sau oțeluri electrotehnice, care sunt asamblate într-o anumită formă geometrică. Alegerea sa este determinată de localizarea în ea a câmpului magnetic transformator de bază. Sistemul de influență magnetică simultan cu toate nodurile, elementele și piesele pentru conectarea pieselor la un design comun se numește miezul transformatorului.

O parte a sistemului magnetic, care include înfășurările principale, se numește tija. Cealaltă parte a pachetului magnetic, pe care nu există înfășurări de lucru și care servește la conectarea circuitului magnetic, se numește jug. În funcție de modul în care sunt amplasate tijele, subdivizați:

• sistem plat, în care tijele longitudinale și jgheaburile sunt situate în același plan;
• Sistemul spațial include un aranjament planar diferit de miezuri și juguri;
• sistemul simetric este caracterizat de aceeași formă și lungime a tijei, iar dispunerea lor în raport cu jgheaburile este standard pentru toate elementele;
• sistem asimetric, în care toate tijele diferă în formă și dimensiune, iar aranjamentul lor nu este simetric și diferit de alte elemente.

înfășurări

Elementul structural principal al înfășurării este rândul său, care este o serie de conductori conectați paralel (în versiunea cu mai multe fire a miezului), o dată acoperind o parte a miezului magnetic. Curentul de la rândul său, împreună cu curentul altor ture, conductori și părți ale transformatorului produce un câmp de transformare magnetică în care forța de antrenare a curentului este indusă sub acțiunea câmpului magnetic.

Înfășurarea este numărul total de curbe care formează un circuit electric pentru însumarea EMF în ture. Transformatorul trifazat are un set de înfășurări în trei faze. Conductorul are de obicei o secțiune transversală pătrată, pentru a-și mări suprafața, este divizată în două sau mai multe tije conductive. Această tehnică ajută la reducerea curenților turbionari și pentru a facilita funcționarea înfășurării. Un conductor pătrat este numit o venă. Bobina este un cablu transpus.

Izolarea se realizează prin înfășurare pe hârtie sau pe bază de email. Două miezuri paralele pot fi realizate într-o singură izolație, un astfel de set fiind numit un cablu. Pentru a înțelege cum funcționează un transformator, trebuie să știți separarea înfășurărilor după tip. În funcție de scopul înfășurării sunt:

• de bază, cei care acceptă energia convertită sau deviază curent alternativ;
• reglaje sunt prevăzute pentru normalizarea coeficientului de tensiune cu citiri mici de curent în înfășurări;
• auxiliare sunt destinate alimentării electrice cu necesități proprii de capacitate mai mică, decât puterea nominală a transformatorului, magnetizarea sistemului magnetic cu un curent de valoare constantă.

În funcție de versiune, înfășurările sunt împărțite în:

• obișnuită - înfășurările se fac pe toată lungimea în direcția axei, bobinele ulterioare sunt înfășurate strâns, fără spații;
• șurub - au o suprapunere mai multe straturi, sunt prevăzute distanțe între înfășurări sau abordări de înfășurare;
• Înfășurările discului conțin discurile conectate în serie, în timp ce înfășurarea sub formă de spirală este înfășurată în centrul fiecăruia;
• Aspectul foliei de înfășurare este realizat dintr-o foaie de aluminiu sau cupru, de grosime diferită.

Rezervor de răcire

Este un rezervor de ulei, asigură protecția ingredientului activ, servește drept suport pentru dispozitivele de comandă și dispozitivele auxiliare. Înainte de adăugarea uleiului în rezervor, aerul este pompat pentru rezistența dielectrică de izolație sigură. În timpul fabricației, frecvențele sonore din miezul transformatorului și din elementele rezervorului trebuie să coincidă.

Proiectul prevede parametrii suplimentari pentru extinderea uleiului în condiții de încălzire, uneori este un rezervor suplimentar de expansiune. Dacă crește puterea nominală a transformatorului, curenții din interior și din exterior duc la supraîncălzirea structurii. În mod similar, un flux magnetic împrăștiat în interiorul tancului acționează. Pentru a reduce impactul negativ, inserțiile realizate din materiale nemagnetice le înconjoară cu izolații de bucșe cu curent ridicat.

Aplicarea transformatoarelor

Deoarece pierderile pentru încălzirea sârmei sunt proporționale cu curentul din pătrat care traversează acest fir, atunci când se transmite energie electrică pe distanțe lungi, trebuie aplicată o tensiune înaltă la o putere redusă a curentului. Din cauza siguranței la domiciliu, nu aplicați prea multă tensiune. Pentru a regla tensiunea în rețea, se folosesc transformatoare, care măresc tensiunea înainte de transmisie pe liniile de înaltă tensiune, apoi reduc indicatorii înainte de utilizarea de către consumatori.

Pentru a furniza noduri diferite pentru primirea energiei electrice necesită o varietate de indicatori de tensiune (într-un televizor, computer). În perioadele trecute, transformatorul a fost greu și greoi, dar cu o frecvență în creștere a AC, dimensiunile dispozitivului pot fi reduse. Prin urmare, în dispozitivele moderne, curentul electric este mai întâi rectificat, apoi este transformat în impulsuri cu frecvență ridicată. Ultimii curenți merg la transformatorul de impuls pentru a se transforma în tensiunea corectă.