Za što se koristi transformator: značajke, princip rada i primjena

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Za početak, shvatimo čemu služi transformator i što je on. Ovo je električni stroj dizajniran za promjenu napona. Različiti su ovisno o namjeni. Postoje strujni, naponski, uparni, zavarivački, energetski, mjerni transformatori. Svatko ima različite zadatke, ali ih nedvosmisleno ujedinjuje načelo djelovanja. Svi transformatori rade na izmjeničnu struju. Takvih istosmjernih uređaja nema. Svi imaju primarni i sekundarni namot.

Što se zove primarni, a što sekundarni namot?

Primarni je onaj na koji dolazi napon, a sekundarni je onaj s kojeg se uklanja. Pretpostavimo da imamo transformator koji pretvara 220 V AC u 12 V. U ovom slučaju, primarni namot je onaj koji ima 220 V. Ali transformatori ne mogu samo smanjiti, već i povećati napon. TakoDakle, spajanjem 12 V AC na prethodno naznačeni sekundarni namot, možemo ukloniti 220 V iz primarnog. Tako se mijenjaju mjesta.

U nekim slučajevima može postojati nekoliko sekundarnih namota. Na primjer, u starim televizorima postojali su uređaji s jednim primarnim namotom i mnogo sekundarnih, napon na kojima je varirao od 3,3 do 90 V. U svakom slučaju, transformator služi za pretvaranje napona i struja u optimalne vrijednosti.

Zakon održanja energije

Treba imati na umu da ova jedinica ne uzima energiju niotkuda. Na primjer, uzmimo transformator s primarnim naponom od 220 V i strujom od 5 A. To znači da je njegova snaga 1100 vata. Iz sekundarnog namota na 22 V možemo ukloniti struju od najviše 50 A. Pretvarajući se u vate, dobivamo istih 1100 vata. Nećemo uklanjati više snage iz sekundarnog namota. Ako to pokušate učiniti, uređaj jednostavno neće uspjeti. Tako postaje jasno čemu služi transformator. Za pretvaranje izmjeničnog napona u istosmjerni. Zatim ćemo vam reći više o svakoj vrsti takvih uređaja.

Transformatori instrumenata

Ovakvi uređaji se koriste za smanjenje vrijednosti na prihvatljive za mjerne uređaje. Koriste se u instrumentaciji. Takve uređaje možete pronaći i u mikroprocesorskoj tehnologiji. Tamo rade kao senzor koji na ploču šalje signale različitih razina, ovisno o tome potonja "donosi odluku" o daljnjem funkcioniranju.aparat.

Oni su općenito vrlo točni i nisu namijenjeni potrošačkoj upotrebi. Primjeri za što se koriste instrumentni transformatori su sljedeći uređaji za pretvaranje struje i napona. Pokušat ćemo objasniti njihovu svrhu što je detaljnije moguće.

Strujni transformatori

Čemu služe ovi uređaji? Oni su dizajnirani da smanje količinu struje na prihvatljivu mjernu opremu. Zapravo, oni su srednja oprema između vodiča, iz kojih je potrebno uzeti vrijednost vrijednosti, i mjernog mehanizma. Takvi transformatori se koriste, kao što je već spomenuto, u mjernim instrumentima, zaštitnoj opremi i automatizaciji. Spojeni su na ovaj način: primarni namot ima nekoliko zavoja i spojen je serijski s opterećenjem, a sekundarni namot je spojen na najmanji mogući otpor zaštitne ili mjerne opreme.

Obično se ovi transformatori isporučuju sa samom opremom, budući da će male promjene otpora opterećenja utjecati na točnost mjerenja, a zaštitna oprema neće raditi ispravno. Dizajnerska značajka i način povezivanja takvih uređaja onemogućuju napajanje potrošača.

Naponski transformatori

Ova vrsta uređaja se ne koristi za napajanje potrošača, ali je neophodna za stvaranje galvanske izolacije između visokonaponskih i niskonaponskih dijelova. Metoda proizvodnje je nikakvarazlikuju od tipova snage uređaja s istim imenom. Još uvijek postoje primarni i sekundarni namoti, poprečni presjek žice je prilično nizak, što ne dopušta da se koristi za napajanje potrošača.

Na primjer, uzmite kilovoltmetar. Činjenica je da je preskupo izgraditi uređaj koji bi držao visok napon. Stoga se između mjernih sondi, koje uzimaju vrijednost veličina, i uređaja ugrađuje naponski transformator. Pretvara visoke vrijednosti u prihvatljive mjernim mehanizmom (približno 100 V). Ova mjera vam omogućuje da ne mijenjate mjerni mehanizam. U određenoj mjeri, ova shema povezivanja omogućuje vam da zaštitite električara koji vrši mjerenja.

Također se koriste za ugradnju u razne automatizirane sustave upravljanja i zaštite. Sada znate čemu služe naponski transformatori. Prijeđimo na sljedeću vrstu - aparate za zavarivanje istog naziva.

Strojni transformatori

Ovo su moćniji uređaji koje su mnogi od vas vidjeli. Zatim ćemo detaljno opisati za što se koriste energetski transformatori. Potrebni su za povećanje/smanjenje napona putem elektromagnetske indukcije na vrijednost koja je potrebna potrošaču. U slučaju ovih uređaja, riječ "potrošač" odnosi se na tvornice i stambene zgrade.

Najupečatljiviji primjer su uređaji koji spuštaju 6 (10) kV na prihvatljivih 380 V, koji već napajaju jednu fazu u kombinaciji sa srednjom linijomnaše kuće trebaju 220 V. A primjer takvog transformatora za pojačanje može se naći u mikrovalnoj pećnici, gdje jedna od 220 V mreže čini magnetron od 2 kV neophodan za rad. Visokonaponske jedinice (iznad 1000 V) su gotovo uvijek trofazne, a dijele se na jedinice hlađene uljem ili zrakom, kao i klimatske promjene i napon primarnog namota.

Značajka trofaznih transformatora je da, ovisno o uključivanju namota (zvijezda-trokut), možete promijeniti radni napon za 1,73 puta. Pretpostavimo da ova jedinica, povezana 6 kV delta, može raditi na 10 kV mreži, osim ako se, naravno, proizvođač nije pobrinuo za tu mogućnost s izolacijske strane. Postoje transformatori, kao što je gore spomenuto, trofazni i jednofazni. Uređaji su dizajnirani za rad s različitim kapacitetima ovisno o potrebama potrošača.

Monofazni transformatori, koji su se prije koristili kao izvori napajanja, sada se aktivno zamjenjuju raznim elektroničkim pretvaračima, koji imaju veću učinkovitost, manju težinu i dimenzije. Također, uređaji za napajanje mogu se prema vrsti izvedbe magnetskog kruga podijeliti na štap i oklop.

Transformator s magnetskim krugom jezgre je konstruiran na način da se na dio u obliku slova U ugrađuju 2 zavojnice, a na vrhu je zatvoren jaram. Prednost je što se elementi zapravo ne dodiruju.

U oklopnom magnetskom krugu zavojnica je ugrađena na dio u obliku slova W. Obično se prvo namota dio na kojem se nalaze vodičikao primarni, a zatim, kroz separator otporan na toplinu, kao sekundarni. Prednost je pojačana mehanička zaštita namota.

Postoje i toroidne jezgre, ali su izrađene od feritnih prstenova, jer je neisplativo graditi takvu strukturu od laminiranog magnetskog kruga. Takve se jedinice obično koriste u elektronici i rade na visokim frekvencijama.

Transformatori za zavarivanje

Čemu služe ovi uređaji? Zapravo, to su samostalne jedinice. To jest, transformator za zavarivanje nije svežanj koji osigurava rad bilo kojeg uređaja, već je sam po sebi punopravni uređaj. Svrha takvog uređaja je sniziti mrežni napon na relativno nizak, otprilike 50-60 V, i osigurati veliku struju.

Pri ovom naponu probija se prilično kratak luk, ali mu uistinu ogromna struja daje veliku snagu. Zahvaljujući posljednjem parametru, metal se zavaruje ili reže.

Takvi transformatori u pravilu imaju podešavanje struje. To je potrebno za promjenu promjera i vrste elektrode za zavarivanje. Istina, transformatore za zavarivanje za kućnu upotrebu sve više zamjenjuju invertori. Što nije iznenađujuće, jer je učinkovitost pretvarača zavarivanja niža. Snažno pada mrežni napon, troši velike struje na primarnom namotu, ima veliku težinu, malu pokretljivost i prilično se zagrijava u usporedbi s uređajima s inverterskim tipom.

Sada znate kako radi transformator za zavarivanje i čemu služi.

Koordinator

Ovaj tip transformatora se koristi u različitim višestupanjskim krugovima kako bi se uskladio otpor između različitih dijelova kruga. Možete ga pronaći u cijevnom audio pojačalu. Obično je u takvim uređajima slobodan dan.

Za što onda služi transformator za usklađivanje opterećenja? Na primjer, radni napon svjetiljki u pojačalu audio frekvencije je 70-90 V, ali struja je oskudna. Takav se napon ne može primijeniti na zvučnike, što znači da se spušta na prihvatljiv napon i, sukladno tome, struja raste.

Svrha takvog transformatora je smanjiti napon ili ga povećati na vrijednost koju zahtijeva određeni čvor aparata.

Zaključak

Sve uređaje za pretvaranje struje i napona objedinjuje princip rada. Ključni parametri na koje treba obratiti pažnju pri kupnji: primarni napon, sekundarni namot, frekvencija, faktor snage i, sukladno tome, snaga i izlazna struja.

U svakodnevnom životu ova jedinica se gotovo nikad ne koristi. Uostalom, transformator za zavarivanje zamijenio je pretvarač, a njegovi analozi u izvorima napajanja već su zamijenili elektroničke pretvarače napona. To je učinjeno zbog činjenice da uređaji obično imaju, u usporedbi s elektroničkim, veliku težinu, a također nisu ekonomski povoljni zbog velike potrošnje obojenih metala u proizvodnji i skupih popravaka. Uskoro će ostatiproizvodnja samo transformatorskih stanica, ali samo na onim mjestima gdje ih neće biti moguće zamijeniti elektroničkim komponentama.

U ovom članku pokušali smo objasniti čemu služe transformatori, te malo popričali o njihovim glavnim vrstama.