Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Objev v roce 1831 od velkého vědce Faradaye o principu elektromagnetické indukce umožnil nový pohled na mnoho zákonů elektrotechniky. To bylo založeno na interakci elektromagnetických polí, 45 let poté, že velký ruský vědec P.N. Yablochkov získal patent na vynález transformátoru. Klasická definice je: transformátor je elektrické zařízení, které převádí proud primárního vinutí jednoho napětí na proud sekundárního vinutí s jiným napětím.

Indukční efekt vzniká tehdy, když se mění elektromagnetické pole, takže transformátor musí pracovat s napětím se střídavým proudem. Transformace (přenos) se provádí přeměnou elektrické energie primárního vinutí na magnetické pole a poté v sekundárním vinutí zpětná transformace magnetického pole na elektrickou energii. Pokud počet závitů sekundárního vinutí překročí počet otáček primárního vinutí, pak se zařízení bude nazývat krokovým transformátorem. Když jsou vinutí připojena v opačném pořadí, získá se spouštěcí zařízení.

Zařízení a princip činnosti

Konstrukčně je zařízení pro transformaci napětí tvořeno jádrem a dvěma vinutími . Jádro je sestaveno z desek z ocelového plechu. Na něm jsou navinuta primární a sekundární vinutí z měděného drátu různých průměrů. Tloušťka drátu transformátoru je přímo závislá na jeho výstupním výkonu.

Jádro zařízení může být otočné nebo pancéřované. Při použití výrobku v sítích s nízkým kmitočtovým napětím se nejčastěji používají vodiče magnetů, které mohou být ve formě:

  • Ve tvaru písmene U.
  • Ve tvaru písmene W.
  • Toroidní.

Jádra jsou vyrobena ze speciálního transformátorového železa, na kvalitativních vlastnostech, na kterých závisí mnoho obecných parametrů zařízení. Je taženo jádro tenkých železných desek, které jsou od sebe izolovány lakem nebo oxidovou vrstvou, aby se snížily ztráty způsobené vířivými proudy. Lze použít i hotové poloviny, které jsou vyrobeny z masivních železných pásů.

Výhody a nevýhody jader

  • Typy se používají častěji pro magnetické obvody zařízení s libovolným průřezem, omezeným pouze šířkou desek. Nejlepšími parametry jsou transformátory napětí se čtvercovým průřezem. Nevýhoda tohoto typu jádra spočívá v potřebě těsného utažení desek, malého plnicího faktoru prostoru cívky, jakož i ve zvýšené disperzi magnetického pole zařízení.
  • Kroucená jádra jsou mnohem snadněji vysázena v sestavě. Celé jádro typu W se skládá ze čtyř částí a typ U má ve své konstrukci pouze dvě části. Technické vlastnosti takového transformátoru jsou mnohem lepší než dial-up. Mezi nevýhody patří potřeba minimální mezery mezi díly. S fyzickým dopadem deskových dílů se mohou odlupovat a v budoucnu je velmi obtížné dosáhnout těsného uložení.
  • Toroidní jádra mají tvar prstence, který je zkroucen z transformátorové železné pásky. Taková jádra mají nejlepší technické vlastnosti a téměř úplné odstranění disperze magnetického pole. Nevýhodou je složitost vinutí, zejména drátů s velkým průřezem.

V transformátorech typu W jsou všechna vinutí obvykle vyráběna na středové tyči. U zařízení ve tvaru písmene U může být sekundární vinutí navinuto na jednu tyč a primární na druhé. Obzvláště často existují konstruktivní řešení, kdy jsou vinutí rozdělena na polovinu a navinuta na obě tyče, a pak jsou propojena do série. Současně je výrazně snížena spotřeba vodiče pro transformátor a jsou zlepšeny technické vlastnosti zařízení.

Technické specifikace

Hlavní charakteristiky provozu transformátoru jsou:

  • Vstupní napětí.
  • Velikost výstupního napětí.
  • Napájecí zařízení.
  • Volnoběh proudu a napětí.

Poměr napětí na vstupu a výstupu zařízení se nazývá transformační poměr. Tento poměr závisí pouze na počtu otáček vinutí a zůstává nezměněn v jakémkoli režimu provozu zařízení.

Výkon transformátoru, který je na straně primárního vinutí roven součtu výkonů sekundárních vinutí, s výjimkou ztrát, přímo závisí na průměru drátů a typu jádra.

Napětí přijaté na výstupním vinutí zařízení bez připojení zátěže se nazývá napětí bez zátěže. Rozdíl mezi tímto indikátorem a napětím se zátěží udává velikost ztrát v důsledku odlišného odporu vodičů vinutí.

Hodnota proudu bez zátěže zcela závisí na ukazatelích kvality jádra transformátoru. V ideálním případě primární proud vinutí v jádru zařízení vytváří magnetické pole s proměnnou hodnotou, jehož největší elektromotorická síla je stejná jako proud bez zatížení a naopak ve směru. Ve skutečnosti je však velikost elektromotorické síly vždy menší než napětí na vstupu, v důsledku možných ztrát v jádře.

Z tohoto důvodu je nutné pro snížení velikosti proudu bez zátěže použít kvalitní materiál při výrobě jádra a minimální mezeru mezi jeho deskami. Toroidní jádra odpovídají těmto podmínkám ve větším rozsahu.

Typy zařízení

V závislosti na výkonu, provedení a rozsahu jejich použití existují tyto typy transformátorů:

  • Autotransformátor je navržen jako jediné vinutí se dvěma koncovými svorkami, jakož i v mezilehlých bodech zařízení je několik svorek, ve kterých jsou umístěny primární a sekundární cívky.
  • Proudový transformátor zahrnuje primární a sekundární vinutí, jádro z magnetického materiálu, stejně jako optické snímače, speciální odpory, které umožňují urychlit metody regulace napětí.
  • Výkonový transformátor je zařízení, které přenáší proud, indukcí elektromagnetického pole, mezi dvěma obvody. Takové transformátory mohou být krokové nebo stupňovité, suché nebo olejové.
  • Antirezonanční transformátory mohou být buď jednofázové nebo třífázové. Princip činnosti takového zařízení se příliš neliší od transformátorů výkonového typu. Konstrukčně se jedná o odlévací zařízení s dobrou tepelnou ochranou a částečně uzavřenou strukturou. Transformátory typu Antiresonant se používají pro přenos signálů na velké vzdálenosti a při velkém zatížení. Ideální pro použití ve všech klimatických podmínkách.
  • Uzemněné transformátory . Znakem tohoto typu je umístění vinutí ve formě hvězdy nebo klikatého tvaru. Pro připojení elektroměru se často používají uzemněná zařízení.
  • Špičkové transformátory se používají v radiokomunikačních zařízeních a výrobních technologiích podporovaných počítačem, založených na principu oddělení přímého a střídavého proudu. Konstrukce takového transformátoru je zjednodušena: vinutí s určitým počtem otáček je umístěno kolem jádra feromagnetického materiálu.
  • Izolační domovský transformátor se používá při přenosu střídavého proudu na jiné zařízení nebo zařízení, zatímco blokuje možnosti zdroje napájení. V domácím prostředí tato zařízení zajišťují regulaci napětí a galvanické oddělení. Nejčastěji se používá k potlačení elektrického šumu v citlivých zařízeních a chrání před škodlivými účinky elektrického proudu.

Servis a opravy

Doporučuje se pro osoby, které neznají princip provozu elektrických zařízení, aby se nemohly zapojit do oprav tohoto zařízení z důvodu možnosti úrazu elektrickým proudem. Při opravách a údržbě transformátorových zařízení je jedinou věcí, kterou lze bez nepřijatelných důsledků opravit, převíjení transformátoru.

Před zahájením jakýchkoli oprav je nutné zkontrolovat transformátor:

  • Nejdříve je nutné vyhodnotit stav zařízení pomocí vizuální kontroly, protože někdy ztmavené a nabobtnané plochy přímo indikují závadu vinutí transformátoru.
  • Určení správného připojení zařízení. K primárnímu vinutí zařízení musí být připojen elektrický obvod, který generuje magnetické pole. Druhý obvod, který spotřebovává energii transformátoru, by však měl být součástí vinutí výstupního napětí.
  • Filtrace výstupního signálu fáze je definována jako u diod a kondenzátorů na sekundárním vinutí zařízení.
  • Dalším krokem je připravit přístroj pro regulační měření parametrů, tj. Odstranit ochranné panely a kryty, aby se získal volný přístup k prvkům obvodu. Pomocí testeru je třeba dále měřit napětí transformátoru.
  • Pro měření musíte použít obvodové zařízení. Měření parametrů primárního vinutí provádí tester v režimu AC. Pokud je získaná hodnota menší než 80% očekávané hodnoty, pak může být chyba v samotném transformátoru nebo v obvodu celého zařízení.
  • Zkontrolujte výstupní vinutí pomocí testeru. Současně kontrolujeme vinutí jak na možnost zkratových otáček, tak na přerušení vodiče v vinutí cívky podle principu měření odporu (pokud je odpor nízký, pak je zde pravděpodobnost zkratových otáček a v případě, že odpor vinutí je vysoký, je přerušen).

Po převinutí transformátoru se zvyšujícím se napětím, v případě poruchy vinutí, je nutné jej sestavit v opačném pořadí, se zvláštním zřetelem na co nejpevnější uložení desek jádra.

Nezávislá výroba nebo oprava zařízení je zajištěna velmi složitým a časově náročným procesem. K provedení takové práce bude vyžadovat dostupnost potřebných materiálů, stejně jako schopnost provádět některé speciální výpočty. Zejména bude nezbytné přesně vypočítat počet závitů vinutí transformátoru, průměr drátů pro vinutí, jakož i průřez a typ jádra zařízení.

Proto je vhodné žádat o tyto operace kvalifikovanou osobu, která je obeznámena se základními pojmy a vlastnostmi elektrotechniky a výpočty nezbytných vzorců.

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Kategorie:

Nástroje