Трансформатор электротехника. Трансформаторы: принцип работы, устройство и применение

Как работают трансформаторы. Какие бывают виды трансформаторов. Из каких основных частей состоит трансформатор. Где применяются трансформаторы в энергетике и электротехнике. Каковы преимущества и недостатки различных типов трансформаторов.

Принцип работы трансформатора

Трансформатор — это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты. Принцип работы трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции.

Как работает трансформатор? Когда на первичную обмотку подается переменное напряжение, в магнитопроводе возникает переменный магнитный поток. Этот поток пронизывает витки вторичной обмотки и индуцирует в ней ЭДС. При подключении нагрузки ко вторичной обмотке в ней возникает ток.

Основные элементы трансформатора:

• Магнитопровод (сердечник) — служит для усиления магнитной связи между обмотками
• Первичная обмотка — подключается к источнику переменного напряжения
• Вторичная обмотка — к ней подключается нагрузка
• Изоляция — обеспечивает электрическую изоляцию обмоток

Виды трансформаторов

Трансформаторы классифицируют по различным признакам:

По назначению:

• Силовые — применяются в сетях передачи и распределения электроэнергии
• Измерительные — используются в измерительных приборах и системах релейной защиты
• Специальные — сварочные, печные и др.

По числу фаз:

• Однофазные
• Трехфазные

По способу охлаждения:

• Сухие
• Масляные

Устройство силового трансформатора

Рассмотрим подробнее конструкцию силового масляного трансформатора:

1. Магнитопровод — собирается из тонких листов электротехнической стали для уменьшения потерь
2. Обмотки — изготавливаются из медного или алюминиевого провода
3. Бак — заполняется трансформаторным маслом для охлаждения и изоляции
4. Вводы — для подключения обмоток к внешним цепям
5. Расширитель — компенсирует температурные изменения объема масла
6. Радиаторы — для охлаждения масла

Применение трансформаторов

Трансформаторы широко используются в энергетике и электротехнике:

• Для передачи электроэнергии на большие расстояния
• В системах электроснабжения для понижения напряжения
• В электронных устройствах для преобразования напряжения
• В сварочных аппаратах
• В измерительных системах

Преимущества и недостатки различных типов трансформаторов

Рассмотрим основные достоинства и недостатки сухих и масляных трансформаторов:

Сухие трансформаторы:

Преимущества:

• Пожаробезопасность
• Экологичность
• Простота обслуживания

Недостатки:

• Более высокая стоимость
• Меньшая перегрузочная способность

Масляные трансформаторы:

Преимущества:

• Лучшее охлаждение
• Высокая перегрузочная способность
• Меньшие габариты и вес

Недостатки:

• Пожароопасность
• Сложность обслуживания
• Необходимость контроля состояния масла

Расчет коэффициента трансформации

Коэффициент трансформации — это отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки. Он показывает, во сколько раз изменяется напряжение:

k = U1 / U2 = w1 / w2

где:

• k — коэффициент трансформации
• U1, U2 — напряжения на первичной и вторичной обмотках
• w1, w2 — число витков первичной и вторичной обмоток

Потери в трансформаторах

В трансформаторе возникают следующие виды потерь:

• Потери в стали магнитопровода (на гистерезис и вихревые токи)
• Потери в обмотках (на нагрев проводников)
• Добавочные потери (в баке, крепежных деталях и др.)

Для повышения КПД трансформатора стремятся минимизировать эти потери за счет применения качественных материалов и оптимизации конструкции.

Режимы работы трансформатора

Различают три основных режима работы трансформатора:

1. Режим холостого хода — вторичная обмотка разомкнута
2. Режим короткого замыкания — вторичная обмотка замкнута накоротко
3. Режим нагрузки — нормальный рабочий режим под нагрузкой

Изучение этих режимов позволяет определить основные параметры и характеристики трансформатора.

Трехфазные трансформаторы

Трехфазные трансформаторы широко применяются в системах электроснабжения. Их основные особенности:

• Имеют три стержня магнитопровода
• Обмотки могут соединяться звездой или треугольником
• Обеспечивают передачу трехфазного тока
• Более экономичны по сравнению с группой однофазных трансформаторов

Автотрансформаторы

Автотрансформатор — это трансформатор, у которого обмотка низшего напряжения является частью обмотки высшего напряжения. Его особенности:

• Меньшие габариты и вес
• Более высокий КПД
• Экономия меди обмоток
• Применяется при небольшой разнице напряжений

Однако автотрансформаторы имеют недостаток — отсутствие гальванической развязки между цепями.

Что внутри у трансформатора

Трансформатор представляет собой устройство для преобразования величины переменного тока или напряжения.

В простейшем случае трансформатор состоит из двух гальванически изолированных друг от друга обмоток, помещенных на общий сердечник (Рис.1 ).

Обмотка, подключенная к источнику переменного тока называется первичной. Нагрузка подключается к вторичной обмотке трансформатора. Материалом для обмоток служит медные проводники, реже – алюминиевые круглого или прямоугольного сечения. Для трансформаторов, работающих на сетях переменного тока низкой промышленной частоты материалом сердечника служит электротехническая сталь.

Рис. 1

Принцип работы трансформатора заключается в том, что проходящий по первичной обмотке ток I_I создает магнитный поток Ф_ОСН, одинаковый во всем сечении сердечника. Магнитный поток индуцирует во вторичной обмотке токI_II и напряжение U_II, определяемое соотношением витков в двух обмотках – w_Iи w_II.

При прохождении магнитного потока возникают потери в сердечнике на вихревые токи.

Для их уменьшения магнитопровод собирают из отдельных, изолированных друг от друга пластин с высоким удельным сопротивлением.  Если замыкаются несколько пластин сердечника, вихревые токи приводят к повышению температуры магнитопровода, что может привести к разрушению изоляции обмоток.

Также возникают потери на образовании магнитного поля вне сердечника трансформатора (Рис. 1,Ф_РАС). Проходящий в первичной обмотке ток вызывает нагрев проводника катушки и снижает КПД работы трансформатора.

Однофазные трансформаторы по типу сердечника разделяются на броневые и стержневые.

На броневых магнитопроводах катушки обмотки установлены на одной оси и закрыты другими полосами сердечника (Рис 2,а).

Такие трансформаторы широко используется при небольшой мощности потребления. В стержневых трансформаторах (Рис 2, б ) катушки охватывают большую часть сердечника. Магнитопроводы трансформатора делают раздельными для уменьшения вихревых токов и стягивают между собой при сборке.

Рис. 2

В зависимости от отношения витков трансформаторы бывают повышающими и понижающими. Также различают сторону подключения высокого и низкого напряжения.

Однофазный трансформатор может работать в режиме холостого хода, короткого замыкания или на нагрузку.

При холостом ходе, вторичная обмотка не подключена, или подключена на нагрузку с большим сопротивлением. Ток в ней равен нулю. Режим холостого хода используется для измерения коэффициента трансформации и величины потерь в магнитопроводе.

Короткое замыкание в трансформаторе получается, если замкнуть выводы вторичной обмотки. При этом возникает падение напряжение в первичной обмотке, а во вторичной напряжение  определяется падением напряжения на сопротивлении обмотки. Режим КЗ используется для измерения величины потерь на обмотках.

Включение трансформатора под нагрузку является рабочим режим трансформатора. При отсутствии перегрузок трансформатор может проработать неограниченно долго.

Рис. 3

Трехфазные трансформаторы можно рассматривать как три отдельных однофазных трансформатора, первичные и вторичные обмотки которых соединены определенным образом – по схеме «звезда» или «треугольник» (Рис 3, первичные обмотки включены «звездой», вторичные – «треугольником»).

Использование соединения «звездой» конструктивно проще и применяется при больших действующих напряжениях при сравнительно малом токе. В обратном случае (при большом токе и малом напряжении) предпочтительней «треугольник». При одинаковой схеме подключения вторичной и первичной обмоток коэффициент трансформации соответствуют коэффициенту одной фазы.

Если используется смешанное подключение коэффициент трансформации будет отличаться от номинального в большую или меньшую сторону, что позволяет изменять напряжение на выводах коммутацией обмоток.

Как правило,трехфазные трансформаторы работают на больших мощностях, что требует дополнительного охлаждения обмоток и сердечника.

Рис. 4

Трехфазный трансформатор (Рис. 4) включает первичные 1 и вторичные обмотки 2, концентрически установленные на общий сердечник. Трансформатор помещен в бак 3, заполненный диэлектрическим охлаждающим маслом. Выводы обмоток изолируются от корпуса бака фарфоровыми изоляторами 4.

Система охлаждения включает в себя несколько труб, соединяющих бак сверху и снизу 

5 и расширитель 6. При нагреве трансформатора масло поднимается к верху емкости, охлаждается от окружающей среды и опускается через боковые трубки, вытесняя нагретое масло вверх. Расширитель служит для компенсации повышения объема масла при нагреве. Также на бак трансформатора установлены термометр, а в расширителе  – окно для измерения объема масла.

Трансформаторы широко применяются в современных системах распределения электроэнергии. В бытовом применении, для питания различной электроники, низкочастотные трансформаторы уже почти вытеснены более лучшими высокочастотными.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Идеальный трансформатор. Уравнения работы — Всё об энергетике

При изученнии работы трансформаторов лучше начинать с упрощеной модели — идеального трансформатора. Такой подход позволяет сосредоточится на сущности процессов протекающих внутри устройства.

Перед чтением этой стать рекомендуем ознакомится с устройством трансформатора.

Допущения идеального трансформатора

Основные допущения принимаемые для идеального трансформатора перечислены ниже [1, c. 118].

• Отсутствуют тепловые потери в обмотках;
• Отсутствуют потери на перемагничевание магнитопровода;
• Весь магнитный поток замыкается по магнитопроводу;
• Магнитный поток сцепляется со всеми витками первичной и вторичной обмотке одинаково;
• Вебер-амперная характеристика магнитопровода линейна.

Далее в качестве примера использум схему однофазного двухобмоточного трансформатора, приведенную на рисунке 1.

Рисунок 1 — Схема однофазного двухобмоточного трансформатора

На рисунке выше изображен общий магнитопровод на котором намотаны первичная обмотка с числом витков \(w_1\) и вторичная обмотка с числом витков \(w_2\). В первичной обмотке протекает ток \(\dot{\imath}_1\), во вторичной — \(\dot{\imath}_2\).

При подключении к первичной обмотке источника переменной ЭДС \(\dot{e}_1\) напряжением \(\dot{u}_1\) в ней возникает переменный ток \(\dot{\imath}_1\). Он, в свою очередь, создает переменный магнитный поток \(\dot{Ф}\) который замыкается по магнитопроводу. Этот магнитный поток создает в первичной обмотке трансформатора переменную ЭДС самоиндукции \(\dot{e}_{L1}\), а во вторичной обмотке — ЭДС \(\dot{e}_{M2}\). Под действием ЭДС \(\dot{e}_{M2}\) во вторичной обмотке возникает переменный ток \(\dot{\imath}_2\), а на её концах появляется напряжение \(\dot{u}_2\). ЭДС \(\dot{e}_{M2}\) и \(\dot{e}_{L1}\) пропорциональны числу витков \(w_2\) и \(w_1\) и скорости изменения магнитного потока \(dФ/dt\). Закон и формула, связывающая эти величины воедино была открыта Максвелом:

\begin{equation} e_1 = -w_1 × {dФ\over dt} \end{equation}

\begin{equation} e_2 = -w_2 × {dФ\over dt} \end{equation}

Коэффициент трансформации

Из формул выше видно, что изменяя число витков одной из обмоток мы изменяем ЭДС в ней. Разделив левую и правую части выражений (1) и (2) друг на друга получим коэффициент трансформации:

\begin{equation} {\dot{e}_1\over \dot{e}_2} = {w_1\over w_2} = n \end{equation}

Так как ранее был принят ряд допущений, можно записать: \(\dot{u}_1 = \dot{e}_1,\ \dot{u}_2 = \dot{e}_2\). Тогда коэффициент трансформации будет определятся следующим выражением:

\begin{equation} {\dot{u}_1\over \dot{u}_2} = {w_1\over w_2} = n \end{equation}

Значение \(n\) характеризует отношение напряжений и токов первичной и вторичной обмоток, а также трансформацию сопротивления нагрузки на вторичной обмотке трансформатора.

Отношение токов первичной и вторичной обмотки

Преобразуя формулу (4) для напряжений \(U_1\) и \(U_2\) можно записать:

\begin{equation} {U_1} = {n×U_2} \end{equation}

Заменив в формуле (5) напряжение \(U_1\) и \(U_2\) на выражения \(P_1\over I_1\) и \(P_2\over I_2\) соответственно:

\begin{equation} {P_1\over I_1} = n×{P_2\over I_2} \end{equation}

Из принятых допущений следует, что \(P_1 = P_2 = P\). Разделим выражение (6) на \(P\):

\begin{equation} {1\over I_1} = {n\over I_2} \end{equation}

Умножим выражение (7) на \(I_1×I_2\) чтобы избавится от дроби:

\begin{equation} I_2 = n×I_1 \end{equation}

Выражение (8) отражает отношение токов первичной и вторичной обмоток идеального двухобмоточного трансформатора.

Трансформация сопротивления нагрузки

Для определения зависимости трансформации сопротивления нагрузки рассмотрим мощность, потребляемую нагрузкой \(R_2\):

\begin{equation} P_2 = {I_2}^2×R_2 \end{equation}

Помня, что \(P_1 = P_2\), можно записать следующее:

\begin{equation} {I_1}^2×R_1 = {I_2}^2×R_2 \end{equation}

где \(R_1\) — сопротивление нагрузки подключенной ко вторичной обмотке, приведённое к ВН. 2×R_2 \end{equation}

Обобщая выражения (4) и (8) относительно \(n\) можно записать:

\begin{equation} {U_1\over U_2} = {I_2\over I_1} = {w_1\over w_2} = n \end{equation}

Иначе говоря, трансформатор, при повышении величины напряжения на выводах одной из обмоток (ВН или НН) понижает величину тока в ней, и наооборот при понижении напряжения на выводах одной из обмоток возрастает протекающий по ней ток.

Взаимодействие напряжения, тока, магнитного потока и ЭДС в трансформаторе

Как было написано выше, ЭДС напряжением \(\dot{u}_1\), создает ток \(\dot{\imath}_1\), который в свою очередь создает магнитный поток \(\dot{Ф}\) в магнитопроводе. Этот магнитный поток \(\dot{Ф}\) наводит в первичный обмотке ЭДС самоиндукции \(\dot{e}_1\), а во вторичной ЭДС взаимоиндукции \(\dot{e}_2\). [2, с. 342][3, с. 199]

Если ко вторичной обмотке трансформатора не подключена нагрузка (режим холостого хода), то ЭДС самоиндукции \(\dot{e}_1\) уравновешивает напряжение \(\dot{u}_1\) приложеное к первичной обмотке, что в свою очередь приводит к уменьшению тока \(\dot{\imath}_1\). На выводах вторичной обмотке появляется напряжение \(\dot{u}_2 = \dot{e}_2\), а ток \(\dot{\imath}_2 = 0\). [3, с. 199]

При наличии нагрузки на вторичной обмотке трансформатора (рабочий режим) под действием напряжения \(\dot{u}_2\) по ней начинает протекать ток \(\dot{\imath}_2\). Он в свою очередь создает магнитный поток \(\dot{Ф’}\) который складывается потоком \(\dot{Ф}\).

Трансформатор в цепи постоянного тока

Трансформатор работает только в цепях переменного напряжения и тока. Причина в сущности протекающих в нём процессов — переменный ток протекающий по обмотке создаёт переменный магнитный поток который в свою очередь наводит в другой обмотке переменную ЭДС. Если же подключить трансформатор к цепи постоянного тока, то магнитный поток созданный им будет постоянный \({dФ\over dt} = 0\) и им не будет индуцироваться переменная ЭДС во вторичной и первичной обмотках. В таком режиме ток первичной обмотки достаточно велик, поскольку ограничен только активным сопротивлением, а отсутствие в магнитопроводе магнитного потока \(\dot{Ф’}\) приводит к нагреву стали магнитопровода.

Список использованных источников

1. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники: учебник / Л.А. Бессонов — Москва: Высшая школа, 1996. — 623 с.
2. Ломоносов, В.Ю. Электротехника основные понятия: учебное пособие / В.Ю. Ломоносов, К.М. Поливаров — Москва: Государственное энергетическое издательство, 1962. — 392 с.
3. Касаткин А.С. Электротехника: учебное пособие для вузов / А.С. Касаткин, М.В. Немцов — Москва: Энергоатомиздат, 1995. — 240 с.

Взято с https://allofenergy.ru. Ссылка на момент печати: https://allofenergy.ru/14-idealnyj-transformator-uravneniya-raboty

Как работают трансформаторы. Инженерное мышление

Узнайте, как работают трансформаторы, как создать магнитное поле с помощью электричества, почему в трансформаторах можно использовать только переменный ток, как работает базовый трансформатор, повышающие и понижающие трансформаторы и, наконец, три фазовые трансформаторы. Эта статья является продолжением нашей серии статей по электротехнике, поэтому ознакомьтесь с другими статьями ЗДЕСЬ , если вы еще этого не сделали.

Прокрутите вниз, чтобы посмотреть обучающее видео на YouTube

Помните, что электричество опасно и может привести к летальному исходу, вы должны быть квалифицированы и компетентны для выполнения любых электромонтажных работ

Основы работы с трансформаторами

Есть два типа электричества; переменного и постоянного тока, но трансформаторы могут работать только с использованием переменного или переменного тока. Теперь, если вы не знаете разницы между этими двумя, то, пожалуйста, прежде всего, сначала прочитайте статьи об основах электричества. Проверьте эти ЗДЕСЬ. Когда мы подключаем генератор переменного тока к замкнутому кабелю, по этому кабелю может течь ток, и направление тока будет меняться назад и вперед при вращении генератора.

Как это работает?

Чередование означает, что ток достигает максимальной и минимальной точки во время цикла, что придает ему синусоидальную форму при подключении к осциллографу. Вы можете думать об этом как о приливе моря; когда он меняет направление и достигает точки максимума и минимума. Когда ток течет по кабелю, он пропускает магнитное поле. Если мы пропустим через кабель постоянный ток, магнитное поле останется постоянным, но если мы пропустим через кабель переменный ток, то магнитное поле будет увеличиваться и уменьшаться по силе и менять полярность по мере того, как ток меняет направление.

Переменный ток

Если мы соединим несколько кабелей и пропустим через них ток, то магнитные поля объединятся, чтобы создать более сильное магнитное поле. Если затем свернуть кабель в катушку, магнитное поле станет еще сильнее. Если мы поместим вторую катушку в непосредственной близости от первой катушки, а затем пропустим переменный ток через первую катушку, то создаваемое ею магнитное поле индуцирует ток во второй катушке, и эта магнитная сила будет толкать и притягивать свободные электроны. заставляя их двигаться.

Электродвижущая сила

Ключевым компонентом здесь является то, что магнитное поле меняет полярность, а также интенсивность. Это изменение интенсивности и направления магнитного поля постоянно возмущает свободные электроны во вторичной обмотке и заставляет их двигаться. Это движение известно как электродвижущая сила или ЭДС.

Магнитное поле, меняющее полярность

Электродвижущая сила не возникает, когда мы пропускаем постоянный ток через первичную катушку, и это потому, что магнитное поле постоянно, поэтому электроны не вынуждены двигаться. Единственный раз, когда это вызовет ЭДС, очень кратковременно, когда первичная цепь размыкается и закрывается или когда напряжение увеличивается или уменьшается. И это потому, что эти действия приводят к изменению магнитного поля. Поэтому мы используем переменный ток, так как это изменение происходит постоянно.

Постоянный ток через первичную катушку

Теперь проблема с этой установкой заключается в том, что большая часть магнитного поля с первичной стороны тратится впустую, потому что оно не находится в зоне действия вторичной катушки.

Как это исправить?

Чтобы исправить это, поместите сердечник или ферромагнитный материал, например железо, в контур между первичной и вторичной обмотками. Теперь эта петля направляет магнитное поле по пути к вторичной катушке, так что они разделяют магнитное поле, и это делает трансформатор намного более эффективным.

Ферромагнитный материал

Теперь использование железного сердечника не является идеальным решением. Некоторая энергия будет потеряна из-за чего-то, известного как вихревые токи, когда ток закручивается вокруг сердечника, и это нагревает трансформатор, что означает, что энергия теряется в виде тепла. Чтобы уменьшить это, инженеры используют многослойные листы железа для формирования сердечника, и это значительно снижает вихревые токи.

через GIPHY

Повышающие и понижающие трансформаторы

Трансформаторы изготавливаются как повышающие или понижающие трансформаторы, и они используются для увеличения или уменьшения напряжения просто за счет использования различного количества витков в катушке на второстепенная сторона. В повышающем трансформаторе напряжение во вторичной обмотке увеличивается, и это будет означать, что ток уменьшится, но не беспокойтесь прямо сейчас о том, почему это происходит. Мы рассмотрим это в следующей статье по электротехнике. Для повышения напряжения в повышающем трансформаторе; нам просто нужно добавить больше витков к катушке на вторичной стороне, чем на первичной. В понижающем трансформаторе это напряжение уменьшается во вторичной обмотке, а это означает, что ток увеличивается. Для этого мы просто используем меньше витков катушки на вторичной стороне по сравнению с первичной.

Например, электростанции необходимо транспортировать выработанное ею электричество в город, находящийся на некотором расстоянии. Электростанция будет использовать повышающий трансформатор для увеличения напряжения и уменьшения тока, поскольку это снизит потери в длинных кабелях передачи. Затем, когда он достигнет города, его необходимо будет уменьшить, чтобы сделать его безопасным и пригодным для использования в зданиях и домах, поэтому потребуется понижающий трансформатор. Трансформаторы для коммерческих зданий и электростанций обычно имеют трехфазную конфигурацию. Вы увидите, что они размещены вокруг ваших городов и поселков, и они будут выглядеть примерно так.

Пример трансформатора

Эти трехфазные трансформаторы могут быть изготовлены либо из трех отдельных трансформаторов, соединенных вместе, либо могут быть объединены в один большой блок с общим железным сердечником.

В этой конфигурации катушки обычно размещаются концентрически друг с другом, при этом катушка с более высоким напряжением находится снаружи, а катушка с более низким напряжением — внутри. Теперь эти катушки изолированы друг от друга, так что между двумя катушками будет проходить только магнитное поле. Для соединения двух сторон существует множество различных конфигураций, но одной из наиболее часто используемых является соединение катушек в конфигурации, известной как треугольник-звезда, иногда называемой треугольником-звездой. Это относится к первичной стороне, подключенной в конфигурации «треугольник», и к вторичной стороне, которая является широкой в ​​конфигурации «звезда». Центральная точка стороны звезды, где встречаются все три разъема, часто заземляется, что позволяет также подключить нейтральную линию.

Конфигурация треугольником и звездой

Мы рассмотрим соединения трансформаторов и расчеты в других более сложных статьях, так как это может быть довольно сложным. Так что пока просто сосредоточьтесь на том, как они работают, чтобы построить свои базовые знания.

---

Электрический трансформатор — основная конструкция, работа и типы

Электрический трансформатор представляет собой статическую электрическую машину, которая преобразует электрическую энергию из одной цепи в другую без изменения частоты. Трансформатор может увеличивать или уменьшать напряжение с соответствующим уменьшением или увеличением тока.

Принцип работы трансформатора

Основным принципом работы трансформатора является явление взаимной индукции между двумя обмотками, связанными общим магнитным потоком. На рисунке справа показана простейшая форма трансформатора. В основном трансформатор состоит из двух катушек индуктивности; первичная обмотка и вторичная обмотка. Катушки электрически разделены, но магнитно связаны друг с другом. Когда первичная обмотка подключена к источнику переменного напряжения, вокруг обмотки создается переменный магнитный поток. Сердечник обеспечивает магнитный путь для потока, который связывается со вторичной обмоткой. Большая часть потока связана со вторичной обмоткой, которая называется «полезным потоком» или основным «потоком», а поток, который не связан со вторичной обмоткой, называется «потоком утечки». Так как создаваемый поток переменный (направление его постоянно меняется), во вторичной обмотке индуцируется ЭДС в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея. Эта ЭДС называется «ЭДС взаимной индукции», и частота ЭДС взаимной индукции такая же, как и у подведенной ЭДС. Если вторичная обмотка замкнута, то по ней протекает взаимно индуцированный ток, а значит, электрическая энергия передается от одной цепи (первичной) к другой цепи (вторичной).

Базовая конструкция трансформатора

В основном трансформатор состоит из двух индуктивных обмоток и многослойного стального сердечника. Катушки изолированы друг от друга, а также от стального сердечника. Трансформатор также может состоять из контейнера для сборки обмотки и сердечника (называемого баком), подходящих втулок для подключения клемм, маслорасширителя для подачи масла в бак трансформатора для охлаждения и т. д. На рисунке слева показана основная конструкция трансформатора. трансформатор.
Во всех типах трансформаторов сердечник изготавливается путем сборки (укладки) ламинированных стальных листов с минимальным воздушным зазором между ними (для получения непрерывного магнитного пути). Используемая сталь имеет высокое содержание кремния и иногда термообработана для обеспечения высокой проницаемости и низких потерь на гистерезис. Ламинированные стальные листы используются для уменьшения потерь на вихревые токи. Листы разрезаются по форме E, I и L. Чтобы избежать большого сопротивления на стыках, пластины укладываются чередованием сторон стыка. То есть, если стыки первой листовой сборки находятся на лицевой стороне, то стыки следующей сборки остаются на задней грани.

Типы трансформаторов

Трансформаторы можно классифицировать по разным основаниям, таким как типы конструкции, типы охлаждения и т. д.

(A) На основе конструкции трансформаторы можно разделить на два типа: (i) Трансформатор с сердечником и (ii) Трансформатор с кожухом, которые описаны ниже.

(i) Трансформатор с сердечником

В трансформаторе с сердечником обмотки представляют собой цилиндрические формованные обмотки, установленные на концах сердечника, как показано на рисунке выше. Цилиндрические катушки имеют разные слои, и каждый слой изолирован друг от друга. Для изоляции можно использовать такие материалы, как бумага, ткань или слюда. Обмотки низкого напряжения располагают ближе к сердечнику, так как их легче изолировать.

(ii) Трансформатор кожухового типа

Катушки предварительно намотаны и установлены слоями, уложенными друг на друга с изоляцией между ними. Трансформатор оболочкового типа может иметь простую прямоугольную форму (как показано на рис. выше) или может иметь распределенную форму.

(B) В зависимости от назначения

1. Повышающий трансформатор: Повышение напряжения (с последующим уменьшением тока) на вторичной обмотке.
2. Понижающий трансформатор: падает напряжение (с последующим увеличением тока) на вторичной обмотке.

(C) В зависимости от типа питания

1. Однофазный трансформатор
2. Трехфазный трансформатор

(D) В зависимости от их использования

1. Силовой трансформатор: Используется в сети передачи, высокая мощность
2. Распределительный трансформатор: Используется в распределительной сети, имеет сравнительно более низкую мощность, чем у силовых трансформаторов.