Dispozitiv de transformare de tensiune în trepte

Efectul de inducție se formează atunci când câmpul electromagnetic se schimbă, astfel încât funcționarea transformatorului necesită prezența unei tensiuni cu un curent alternativ. Transformarea (transferul) se efectuează prin transformarea energiei electrice a înfășurării primare într-un câmp magnetic și apoi, în bobina secundară, câmpul magnetic este transformat înapoi în energie electrică. În cazul în care numărul de rotații ale înfășurării secundare depășește numărul de rotații ale înfășurării primare, dispozitivul va fi denumit un transformator de tip step-up. Când înfășurările sunt conectate în ordine inversă, se obține un dispozitiv de reducere.

Dispozitivul și principiul funcționării

Structurally, dispozitivul de reglare a tensiuniiAm un nucleu și două înfășurări. Miezul este asamblat din plăci din tablă de oțel electrotehnică. Înfășurările primare și secundare, din sârmă de cupru, de diferite diametre sunt înfășurate pe ea. Grosimea firului de înfășurare al transformatorului depinde direct de puterea sa de ieșire.

Miezul dispozitivului poate fi tijă sau blindat. Când utilizați produsul în rețele de joasă frecvență de tensiune, magneții de tijă sunt cel mai frecvent utilizate fire care pot fi în formă:

• În formă de U.
• În formă de W.
• Toroidal.

Miezurile sunt fabricate din fier special de transformator, ale cărui caracteristici de calitate depind de mulți parametri comuni ai dispozitivului. Miezul este realizat din plăci subțiri de fier, care sunt izolate una de alta prin strat de lac sau oxid, pentru a reduce pierderile datorate curenților turbionari. Poate fi folosit și jumătățile gata, care sunt realizate din benzi solide de fier.

Avantaje și dezavantaje ale miezurilor

• Setteri sunt mai des folosite pentru dispozitivul de circuite magnetice cu o secțiune transversală arbitrară, limitată numai de lățimea plăcilor. Parametrii cei mai buni sunt transformatoarele de tensiune cu secțiune transversală pătrată. Dezavantajul acestui tip de miez este nevoia de strângere strânsă a plăcilor, un mic coeficient de umplere a spațiului bobinei, precum și o dispersie crescută a câmpului magnetic al dispozitivului.
• Miezurile twisted sunt mult mai ușor tastând în ansamblu. Întregul miez de tip în formă de S are patru părți, iar tipul în formă de U are doar două părți în construcția sa. Caracteristicile tehnice ale unui astfel de transformator sunt mult mai bune decât cele ale unui transformator de tipar. Dezavantajele includ necesitatea unui decalaj minim între părți. În cazul impactului fizic, plăcile pieselor se pot desprinde, iar în viitor este foarte dificil de realizat o strângere.
• Miezurile toroidale sunt sub forma unui inel care este înfășurat de pe o bandă de fier transformator. Aceste miezuri au cele mai bune caracteristici tehnice și eliminarea practică a dispersiei câmpului magnetic. Dezavantajul este complexitatea înfășurării, în special a firelor cu o secțiune transversală mare.

În transformatoarele de tip S, toate bobinările sunt de obicei realizate pe tija centrală. În dispozitivul în formă de U, înfășurarea secundară poate fi înfășurată pe o tijă, iar înfășurarea primară pe cealaltă. În special, se întâlnesc soluții constructive atunci când înfășurările sunt împărțite în jumătăți înfășurate pe ambele bare și apoi sunt conectate în serie. În acest caz, consumul de cablu pentru transformator este redus semnificativ, iar caracteristicile tehnice ale dispozitivului sunt îmbunătățite.

Specificații tehnice

Principalele caracteristici în timpul funcționării transformatorului sunt:

• Tensiunea de intrare.
• Tensiunea la ieșire.
• Puterea dispozitivului.
• Curentul și tensiunea de ralanti.

Mărimea raportului dintre tensiunile la intrare și ieșire ale dispozitivului se numește coeficientul de transformare. Acest raport depinde doar de numărul de rotații din bobină și rămâne neschimbat în orice mod de funcționare al dispozitivului.

Puterea transformatorului depinde în mod direct de diametrul firelor și de tipul miezului, care, pe partea de înfășurare primară, este egală cu suma puterilor bobinelor secundare, cu excepția pierderilor.

Tensiunea primită pe bobina de ieșire a dispozitivului, fără conexiune de sarcină, se numește tensiune de ralanti. Diferența dintre acest indicator și tensiunea cu sarcină indică cantitatea de pierderi datorată rezistenței diferite a firelor de înfășurare.

Din calitatea miezului transformatorului este complet dependentă magnitudinea curentului fără sarcină. In mod ideal, curentul primar creează o unitate de valoare magnetică de bază câmp variabil, amplitudinea forței electromotoare este egală cu ralanti curent și opusă direcției. Dar, în realitate, magnitudinea forței electromotoare este întotdeauna mai mică decât tensiunea la intrare, din cauza posibilelor pierderi în miez.

De aceea, pentru a reduce valoarea curentului fără sarcină, este necesar un material de înaltă calitate pentru fabricarea miezului și un spațiu minim între plăcile sale. Astfel de condiții sunt mai în concordanță cu miezurile toroidale.

Tipuri de dispozitive

În funcție de capacitatea, designul și domeniul de aplicare al aplicației, există astfel de transformatoare:

• Autotransformator conceput ca o singură înfășurare cu două borne de capăt și puncte intermediare ale dispozitivului sunt câteva terminale, care sunt situate în bobinele primare și secundare.
• Transformatorul de curent include un primar și o înfășurare secundară, miezul de material magnetic, precum și senzori optici, rezistoare speciale permițând metode de reglare a tensiunii accelerate.
• Transformator de putere Este un dispozitiv care transmite un curent, prin inducerea unui câmp electromagnetic, între două circuite. Astfel de transformatoare pot fi ridicate sau coborâte, uscate sau uleioase.
• Rezistori anti-rezonanță pot fi fie monofazate, fie trifazate. Principiul de funcționare a unui astfel de dispozitiv diferă puțin de un transformator de tip putere. Din punct de vedere structural, este un dispozitiv de tip turnat cu o bună protecție termică și o structură semi-închisă. Transformatoarele de tip antiresonant sunt utilizate pentru transmiterea semnalului pe distanțe lungi și în condiții de sarcini mari. Ideal pentru lucrul în orice condiții climatice.
• Transformatoare de împământare (preîncărcare). O caracteristică de acest tip este amplasarea înfășurărilor sub forma unei stele sau a unui zig-zag. Dispozitivele de împământare sunt utilizate frecvent pentru conectarea unui contor de energie electrică.
• vârf - Transformatoarele sunt utilizate în dispozitivele de comunicații radio și în tehnologiile de producție de calculatoare, în conformitate cu principiul separării curentului direct și alternativ. Proiectarea acestui transformator este simplificată: o înfășurare cu un anumit număr de rotații este situată în jurul nucleului materialului feromagnetic.
• Separarea transformatorului de acasă Se utilizează atunci când se transferă o sursă de alimentare cu curent alternativ la alt dispozitiv sau echipament, în timp ce se blochează capacitatea sursei de alimentare. În condiții interne, astfel de dispozitive asigură reglarea tensiunii și izolarea galvanică. Cel mai adesea folosit pentru a suprima zgomotul electric în dispozitivele sensibile și pentru a proteja împotriva efectelor nocive ale curentului electric.

Întreținere și reparații

Este de dorit ca o persoană care nu cunoaște principiul funcționării dispozitivelor electrotehnice să nu se angajeze în lucrările de reparații ale acestui echipament, din cauza posibilității șocului electric. La repararea și întreținerea dispozitivelor de transformare, singurul lucru care poate fi remediat, fără consecințe inadmisibile, este reversarea transformatorului.

Înainte de a începe orice reparație este necesar să verificați transformatorul:

• Mai întâi de toate, este necesar să se evalueze starea aparatului cu ajutorul unei inspecții vizuale, ca uneori zone întunecate și umflate, indică direct o defecțiune a înfășurării transformatorului.
• Determinați dacă dispozitivul este conectat corect. Circuitul electric care generează câmpul magnetic trebuie conectat în mod obligatoriu la înfășurarea primară a dispozitivului. Dar al doilea circuit, care consumă energia transformatorului, trebuie să fie inclus în înfășurarea tensiunii de ieșire.
• Semnalul fazei de ieșire este filtrat pentru ambele diode și condensatoare pe bobina secundară a dispozitivului.
• Următorul pas constă în pregătirea instrumentului pentru măsurarea controlului parametrilor, adică înlăturarea panourilor și a capacelor de protecție pentru a obține un acces ușor la elementele de circuit. Cu ajutorul testerului, este necesară măsurarea în continuare a tensiunii transformatorului.
• Pentru a efectua măsurători, trebuie să furnizați energie circuitului dispozitivului. Măsurarea parametrilor de înfășurare primară este efectuată de tester în modul de curent alternativ. Dacă valoarea obținută este mai mică de 80% din valoarea așteptată, defecțiunea poate fi fie în transformator, fie în circuitul întregului dispozitiv.
• Verificarea înfășurării de ieșire efectuate cu un tester. În acest verifica înfășurării ca posibilitatea de spire scurtcircuitate, iar bobina de sârmă rupt înfășurarea pe principiul măsurării rezistenței (în cazul în care rezistența la este mică - adică, probabilitatea de spire scurtcircuitate, la fel ca în cazul în care rezistența de lichidare este mare - deschis).

După lichidare de tensiune al transformatorului în caz de defecțiune, este necesar să-l colecteze în ordine inversă, o atenție deosebită trebuie acordată potrivi mai strânsă a plăcilor de bază.

Auto-fabricarea sau repararea dispozitivului este asigurată de procesul este foarte complicat și consumatoare de timp. Pentru a efectua astfel de lucrări va fi nevoie de disponibilitatea materialelor necesare, precum și de capacitatea de a efectua anumite calcule speciale. În particular, va fi necesar să se calculeze cu precizie numărul de rotații în bobina transformatorului, diametrul firelor pentru înfășurare, precum și secțiunea transversală și tipul miezului dispozitivului.

Prin urmare, este mai bine să se aplice pentru aceste operațiuni unei persoane calificate familiarizate cu conceptele și proprietățile de bază ale ingineriei electrice și calculele formulelor necesare.