Трансформатор напряжение: Трансформаторы напряжения: устройство, принцип действия, виды

Трансформаторы напряжения — устройство, принцип работы, расчет и характеристики

электрика, сигнализация, видеонаблюдение, контроль доступа (СКУД), инженерно технические системы (ИТС)

Трансформатор — устройство для преобразования величины напряжения переменного тока. Работа трансформатора основывается на законе электромагнитной индукции.

Ток, протекающий по одной из обмоток, вызывает возникновение переменного магнитного поле в сердечнике, а оно наводит ЭДС в остальных обмотках.

Именно наличие переменного магнитного поля создает условия для работы трансформатора. На постоянном токе трансформатор работать не может. В случае подключения трансформатора к источнику постоянного напряжения, переменное магнитное поле не создается, следовательно нет причины для образования ЭДС.

В таком случае ток первичной обмотки определяется только ее омическим сопротивлением.

Трансформатор преобразует напряжение при сохранении частоты и баланса мощностей на входе и выходе с учетом КПД. Также при помощи трансформаторов осуществляется гальваническая развязка по цепям питания.

Большинство электронной аппаратуры требует питания, отличного от напряжения сети. В большинстве случаев это напряжение значительно ниже и может иметь несколько различных значений.

Трансформатор с несколькими вторичными обмотками позволяет выполнить максимально простое преобразование величины напряжения с той оговоркой, что питающее напряжение переменное.

В случае необходимости преобразовывать постоянное напряжение, приходится сначала преобразовывать его в переменное, что требует определенных схемотехнических решений. В таком случае использование трансформаторов оправдано только наличием гальванической развязки между обмотками.

УСТРОЙСТВО ТРАНСФОРМАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Основные узлы, которые входят в трансформатор это сердечник и обмотки. Сердечники трансформаторов бывают двух типов — броневые и стержневые. Для работы с низкочастотными напряжениями, в том числе и 50 Гц применяются стержневые магнитопроводы.

В свою очередь они подразделяются на:

• Ш-образные;
• П-образные;
• тороидальные.

Для изготовления сердечника используется специальное трансформаторное железо. От качества железа во многом зависят параметры трансформатора, такие как ток холостого хода (ТХХ) и КПД. Сердечник набирается из тонких листов железа, изолированных друг от друга слоем окиси или лака. Это делается для того, чтобы уменьшить потери в сердечнике за счет вихревых токов.

Как Ш-образный, так и П-образный сердечники могут собираться из отдельных пластин, а могут быть использованы уже готовые половинки, сделанные из навитых на специальную оправку сплошных лент железа, поклеенных и разрезанных на две части — витые сердечники. Такие сердечники называются ПЛ.

У каждого из типов свои достоинства и недостатки:

Наборные сердечники.

Наиболее часто используются для сборки магнитопровода произвольного сечения, которое ограничивается только шириной пластин. Следует иметь ввиду, что наилучшие параметры имеют трансформаторы с поперечным сечением сердечника, близким к квадратному.

Недостатки — необходимость в плотном стягивании, повышенное магнитное поле рассеивания трансформатора и низкий коэффициент заполнения окна катушки (реальная площадь металла в сердечнике меньше геометрических размеров из-за неплотного прилегания пластин).

Витые.

Собираются еще проще, поскольку весь сердечник состоит из двух частей для П-образного магнитопровода и четырех для Ш-образного. Характеристики значительно лучше, чем у наборного магнитопровода. Недостатки — соприкасающиеся поверхности должны иметь минимальный зазор во избежание ослабления магнитного поля.

При ударах пластины половинок зачастую отслаиваются и их очень трудно совместить для плотного прилегания. Существует только определенный ряд размеров магнитопроводов.

Тороидальные.

Представляют собой кольцо, свитое из ленты трансформаторного железа Имеют самые лучшие характеристики из всех типов сердечников, минимальный ТХХ и практически полное отсутствие магнитного поля рассеивания.

Основной недостаток — сложность намотки, особенно проводов большого диаметра.

Классический трансформатор имеет одну первичную обмотку и одну или несколько вторичных. Обмотки изолируются друг от друга для исключения вероятности между обмоточного пробоя. Как первичная, так и вторичные обмотки могут иметь отводы.

В Ш-образных трансформаторах все обмотки наматываются на центральном стержне, а в П-образном первичная может размещаться на одном стержне, а вторичная на другом. Гораздо чаще обмотки делятся пополам и наматываются на обеих стержнях. Затем обе половины обмоток соединяются последовательно.

Такая намотка улучшает характеристики трансформатора и сокращает количество провода для обмоток.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Основные характеристики трансформатора:

• входное напряжение;
• значения выходных напряжений;
• мощность;
• напряжение и ток холостого хода.

Отношение напряжений на первичной и вторичной обмотках представляет собой коэффициент трансформации. Он зависит только от соотношения количества витков в обмотках и остается постоянным в любых режимах работы.

Мощность трансформатора зависит от сечения сердечника и диаметра проводов в обмотках (соответственно — допустимого тока). Мощность со стороны первичной обмотки всегда равна сумме мощностей вторичных за вычетом потерь в обмотках и сердечнике.

Напряжение холостого хода — это напряжение на вторичных обмотках без нагрузки. Разница между ним и напряжением под нагрузкой характеризует потери в обмотках за счет сопротивления провода. Таким образом, чем толще проводники в обмотках, тем меньше будут потери и меньше разница в напряжениях.

Величина тока холостого хода зависит, в основном от качества сердечника. В идеальном трансформаторе ток, проходящий через первичную обмотку, создает переменное магнитное поле в сердечнике, которое, в свою очередь, за счет магнитной индукции создает ЭДС противоположного направления.

Индуцированная ЭДС компенсирует подаваемое напряжение и ТХХ равен нулю. В реальных условиях, за счет потерь в сердечнике, величина ЭДС всегда меньше первичного напряжения, в результате чего возникает ТХХ. Для уменьшения тока для изготовления сердечника нужен материал высокого качества, между пластинами должен отсутствовать немагнитный зазор.

Последнему требованию в максимальной степени соответствуют тороидальные сердечники — в них немагнитный зазор отсутствует.

РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Как показывает опыт и практика, точный расчет трансформатора напряжения себя не оправдывает. Точность нужна только при определении количества витков для получения нужного коэффициента трансформации. Диаметр проводов обмоток должен соответствовать или превосходить минимально допустимому по условиям нагрева.

Общая последовательность расчета трансформатора такова:

• определение мощности трансформатора;
• подбор сердечника с сечением максимально близкого к расчетному, но не меньше его;
• определение количества витков катушек, приходящихся на один вольт напряжения;
• расчет количества витков для каждой обмотки;
• расчет сечения проводов обмоток.

Мощность трансформатора определяется суммированием мощностей всех обмоток за исключением первичной. Для каждой из них — это произведение напряжения на максимальный ток потребления. Для расчета сечения сердечника нужна габаритная мощность трансформатора, которая учитывает КПД.

Рассматриваемые трансформаторы имеют КПД от 70% при мощности до 150 Вт и до 90 % при большей мощности. Таким образом, чтобы получит габаритную мощность нужно мощность вторичных обмоток умножить на коэффициент 1.3 — 1.1.

Площадь поперечного сечения можно найти как квадратный корень из габаритной мощности. Имея значение площади можно подобрать из таблиц готовый сердечник. Если планируется разборный, то исходя из размеров имеющихся пластин можно вычислить необходимую толщину набора. Как уже говорилось выше, сечение должно быть близким к квадрату.

Наибольшие затруднения вызывает нахождение числа витков. Для этого нужно сначала рассчитать сколько витков должно приходиться на один вольт напряжения. Это значение будет различаться в зависимости от площади сечения сердечника. Следует иметь ввиду, что при одинаковом сечении у магнитопроводов разных типов это значение также будет различно.

Можно воспользоваться следующей формулой: N = К/S,

где N — количество витков на вольт, S — площадь сечения сердечника в см², K — коэффициент, зависящий от материала и типа сердечника.

Значение коэффициента К:

• для наборных сердечников — 60;
• для типов ПЛ — 50;
• для тороидальных сердечников 40.

Как видим, количество витков у тороидального трансформатора будет минимальным. Умножая число витков на вольт на требуемое напряжение каждой обмотки, получим значение количества витков. Для компенсации потерь напряжения, количество витков вторичных обмоток нужно увеличить на 5%.

У мощных трансформаторов (более 150 Вт) этого делать не нужно.

Сечение проводов также определяется по упрощенной формуле: 0.7√I, где I — ток обмотки.

Провод нужно брать ближайшего к расчетному сечения (можно больше, но не меньше).

В случае сомнений по поводу того, поместится ли провод в обмотке, можно посчитать, сколько витков уложится в один слой и определить количество слоев и их общую толщину для каждой из обмоток. Это справедливо только для Ш-образных и П-образных трансформаторов.

В тороидальных количество витков в каждом последующем случае будет меньше, чем в предыдущем за счет уменьшения внутреннего диаметра.

© 2012-2022 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Трансформатор напряжения | это… Что такое Трансформатор напряжения?

ТолкованиеПеревод

Трансформатор напряжения

        измерительный Трансформатор электрический, предназначенный для преобразования высокого напряжения в низкое в цепях измерения и контроля. Применение Т. н. позволяет изолировать цепи вольтметров, частотометров, электрических счётчиков, устройств автоматического управления и контроля и т.д. от цепи высокого напряжения и создаёт возможность стандартизации номинального напряжения контрольно-измерительной аппаратуры (чаще всего его принимают равным 100 в). Т. н. подразделяются на трансформаторы переменного напряжения (обычно их называют просто Т. н.) и трансформаторы постоянного напряжения.

         Первичная обмотка (ПО) трансформатора переменного напряжения (см. рис. 1, а, б) состоит из большого числа (w₁) витков и подключается к цепи с измеряемым (контролируемым) напряжением U₁ параллельно. К зажимам вторичной обмотки (ВО) с числом витков w₂ (w₂ 1) подсоединяют измерительные приборы (или контрольные устройства). Так как внутреннее сопротивление последних относительно велико, Т. н. работает в условиях, близких к режиму холостого хода, что позволяет (пренебрегая потерями напряжения в обмотках) считать U₁ и U₂ приблизительно равными соответствующим эдс и пропорциональными w₁ и w₂, то есть U₁w₂ ≈ U₂w₁. Зная отношение (Трансформации коэффициент), можно по результатам измерения низкого напряжения в ВО определять высокое первичное напряжение. Приближённый характер соотношения между U₁ и U₂ обусловливает наличие погрешности по напряжению и угловой погрешности найденной величины U₁. В компенсированных Т. н. производится компенсация этих погрешностей. Т. н. устанавливают главным образом в распределительных устройствах (См. Распределительное устройство) высокого напряжения. Их выпускают в однофазном и трёхфазном исполнении. Большинство Т. н. на напряжения свыше 6 кв — маслонаполненные. Т. н. на напряжения свыше 100 кв делают, как правило, каскадными. Лабораторные Т. н. — обычно многопредельные.

         О трансформаторах постоянного напряжения см. в ст. Измерительный трансформатор.

         Лит.: Вавин В. Н., Трансформаторы напряжения и их вторичные цепи, Л., 1967; Электрические измерения, под ред. Е. Г. Шрамкова, М., 1972.

         Г. М. Вотчицев.

        

        Измерительный трансформатор напряжения. Схема включения.

        

        Рис. 1б. Измерительный трансформатор напряжения. Трансформатор напряжения на 400 кв.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Поможем сделать НИР

• Трансформатор СВЧ
• Трансформатор с регулированием под нагрузкой

Полезное

Трансформаторы низкого напряжения для ландшафтного освещения

Трансформаторы низкого напряжения для ландшафтного освещения | ВОЛЬТ® Освещение

Магазин не будет работать корректно в случае, если куки отключены.

Возможно, в вашем браузере отключен JavaScript. Для максимально удобной работы с нашим сайтом обязательно включите Javascript в своем браузере.

Позвоните нам

Поиск

Поиск

Трансформаторы низкого напряжения

Трансформаторы VOLT ^® , разработанные для простой установки, стабильной работы и долговечности, являются лучшими на рынке и идеальным выбором для любой низковольтной системы наружного освещения. На все трансформаторы VOLT® распространяется наша пожизненная гарантия, и они внесены в список ETL в соответствии со стандартами UL. Каждый из них имеет тороидальные сердечники, корпус из атмосферостойкой нержавеющей стали, розетки для таймеров и фотоэлементов, а также магнитные вторичные автоматические выключатели для каждой общей цепи мощностью 300 Вт.

 

Статья по теме: Как установить низковольтный трансформатор

О трансформаторах для ландшафтного освещения

Низковольтный трансформатор является сердцем каждой системы ландшафтного освещения. Он преобразует ток 120 вольт в ток низкого напряжения (от 12 до 15 В переменного тока). Эффективность этого преобразования определяет, насколько хорошо трансформатор контролирует выходное напряжение и сколько энергии потребляется в процессе. Трансформаторы VOLT® являются наиболее эффективными многоступенчатыми низковольтными трансформаторами в отрасли, обеспечивающими высокую производительность и энергосбережение. Благодаря высококачественным тороидальным сердечникам, а также надежной проводке и внутренним компонентам эти трансформаторы обеспечивают очень стабильный источник тока с очень низким энергопотреблением.

Магнитные трансформаторы используют две катушки для снижения напряжения со 120 вольт до 12 вольт. Первичная катушка несет линейное напряжение (от 108 до 132 В). Поток электричества через первичную катушку индуцирует магнитное поле, которое создает ток во вторичной катушке. Поскольку вторичная катушка имеет 1/10 числа обмоток, она создает ток с 1/10 напряжением. Существует два типа магнитных трансформаторов ландшафтного освещения. Они различаются по типу сердечника:

• Многослойные/пакетированные заполнители (также известные как тип EI). Многослойные или многослойные обмотки состоят из листов, обернутых медной проволокой, которые затем уложены друг на друга или сложены вместе, чтобы получился сердечник. Это более распространенный и менее затратный метод изготовления сердечника. Они менее эффективны, нагреваются сильнее и шумнее, чем тороидальные сердечники.
• Тороидальные сердечники. Это один сплошной блок в форме пончика, обмотки которого намотаны вокруг пончика, внутри и снаружи отверстия для пончика. Тороидальные сердечники более эффективны, меньше шумят и меньше нагреваются, но их производство дороже. Системы освещения с относительно высокими нагрузками, например, с 10 и более светильниками, больше всего выигрывают от тороидальных сердечников. Тороидальные сердечники VOLT® более энергоэффективны, тише и холоднее, чем ламинированные EI. Это особенно важно для трансформаторов большей мощности.

Электронные трансформаторы  преобразуют ток 120 В в 12 В, сначала повышая частоту тока с 60 Гц до 20 000 Гц. Повышенная частота позволяет использовать миниатюрный сердечник, что позволяет сделать трансформатор очень маленьким, легким и недорогим. Самыми большими недостатками являются (1) их высокочастотный ток может быть несовместим со светодиодными цепями, (2) эти токи также страдают от значительных потерь напряжения по сравнению с магнитными типами, (3) 12-вольтовый электронный трансформатор должен быть расположен в пределах примерно 10 футов светильника и (4) электронных трансформатора подвержены перегреву и преждевременному выходу из строя.

Это зависит от общей мощности ваших ламп и максимальной мощности вашего трансформатора. Мы рекомендуем не превышать 80% мощности трансформатора.

С нашими профессиональными трансформаторами установщики наружного освещения могут компенсировать падение напряжения, используя клеммы с более высоким напряжением, чтобы все светильники получали соответствующее напряжение. Используйте один из этих трансформаторов VOLT®, чтобы ваша низковольтная система ландшафтного освещения работала с оптимальной эффективностью в течение всего срока службы.

• Светодиодные трансформаторы VOLT® Slim Line имеют один отвод напряжения 15 В (100 Вт) или оба отвода 12 В и 15 В (150 Вт и 300 Вт)
• Трансформаторы серии VOLT® имеют отводы напряжения 12 В, 13 В, 14 В и 15 В.
• Трансформаторы серии VOLT® PRO имеют отводы напряжения от 12 В до 22 В.
• Трансформаторы серии VOLT® Clamp-Connect™ специально разработаны для светодиодных систем и оснащены исключительными клеммными колодками зажимного типа для быстрого и надежного соединения. Эти трансформаторы имеют отводы на 12 В и 15 В, поскольку светодиодные системы рассчитаны на широкий диапазон допустимого напряжения.

11 Items

Sort By FeaturedNamePriceSet Descending Direction

11 Items

Show

244872

per page

Sort By FeaturedNamePriceSet Descending Direction

Filters

Shopping Options

Difference Between Voltage Transformer and Трансформатор тока

Содержание

Трансформаторы, вероятно, являются наиболее важными элементами в производстве электроэнергии. Он устанавливает связь между двумя цепями, что кажется простой концепцией. Но по мере того, как охват и мощность трансформаторов расширяются, идея становится еще более умопомрачительной по своим последствиям. Пока же мы обсудим два самых популярных типа трансформаторов: трансформаторы тока и трансформаторы тока.0005 трансформаторы напряжения .

Для чего используется трансформатор напряжения?

Трансформаторы напряжения — это устройства, которые используются для понижения и снижения напряжения в системе до уровня, который считается безопасным. Он работает, позволяя счетчикам энергии контролировать работу электрических соединений, которые могут иметь более высокое напряжение, чем обычно, для правильной работы.

В зависимости от применения может использоваться как трансформатор низкого напряжения или как трансформатор высокого напряжения. В частности, трансформатор напряжения может использоваться как:

• Полезный прибор для измерения потребляемой энергии.
• Устройство для защиты и предотвращения нарушений и отказов в электрических системах.
• Сигналы напряжения в основном используются для синхронизации, регистрации событий и записи событий.
• Вычислитель импеданса и мощности системы в процессе измерения напряжения по направлению.
• Определяющее значение O/F, O/V, U/F, U/V и некоторых чрезмерно изменяющихся параметров безопасности в процессе измерения.

Какие существуют типы трансформаторов напряжения?

1. Электромагнитный

Эта модель трансформатора сравнима с маслонаполненным витым проволочным трансформатором , поскольку в нем используется проволочный сердечник. Первичное напряжение будет полностью преобразовано во вторичное напряжение в преобразователе такого типа, чего можно достичь с помощью электромагнитного поля.

Некоторые области применения электромагнитных трансформаторов напряжения заключаются в их способности:

• Работа в области учета электроэнергии.
• Защита электроинструментов.
• Обеспечьте защиту фидера.
• Защита генераторов от повреждений.
• Электрификация производств

2. Конденсатор

Этот тип трансформатора напряжения будет оснащен емкостным делителем напряжения, который будет подключен между фазой основной линии и землей. В смеси емкостное напряжение делитель и магнитный трансформатор, этот преобразователь можно рассматривать как своего рода гибридное устройство. Эти трансформаторы называются промежуточными преобразователями с относительно небольшим коэффициентом в промышленности.

Трансформатор этого типа, состоящий из блока высоковольтных конденсаторов, может использоваться для измерения напряжения в дополнение к использованию в качестве системы защиты. В результате конденсаторы могут снизить уровни напряжения, и трансформатор затем понижает пониженное напряжение до дополнительного уровня напряжения.

3. Оптический

Оптические трансформаторы напряжения представляют собой совершенно новый тип силовых трансформаторов, которые можно использовать для обеспечения безопасности и учета вместо обычных электромагнитных преобразователей. Его преимущества широко освещались в научной и технической литературе, а его бизнес-функции получили широкое признание и признание на рынке.

Многие операторы электростанций стараются избегать их из-за высоких затрат и относительно новой технологии. Он не контролируется местными профессионалами, что требует для работы значительных контрактов с производителями.

В связи с тем, что уже было продемонстрировано, что оптические инновации имеют свой собственный набор преимуществ и недостатков, исследование альтернативных оптических решений стало основной задачей высокотехнологичных лабораторных установок, а также основной целью текущая работа.

Разница между трансформатором напряжения и трансформатором тока

Определение

Трансформатор напряжения представляет собой тип электрического проводника, который используется для преобразования напряжения от верхнего значения к меньшему. Магистраль трансформатора напряжения остается подключенной к линии для измерения линейного напряжения.

Низковольтный трансформатор наружной установки снизил значение высокого напряжения до минимального значения, которое можно легко обнаружить с помощью вольтметра.

С другой стороны, трансформатор тока – это устройство, которое используется для преобразования тока с более высокого значения на более низкое значение по сравнению с потенциалом земли. Он использовался с устройствами переменного тока для измерения больших токов.

Протекающий ток очень велик, и его прямое измерение затруднительно. Таким образом, трансформатор тока используется для преобразования высокого значения тока в пропорциональное число.

Как в трансформаторах постоянного напряжения, так и в трансформаторах низкого напряжения для наружной установки прибор с сердечником может использоваться как для высокого, так и для низкого напряжения. Его сердечник изготовлен из качественных материалов и может работать при низкой плотности для намагничивания малых токов.

В основном пластины из нержавеющей стали, принадлежащие сердечнику трансформатора тока, используются для изготовления сердечника трансформатора. Между тем, сердечник потенциального функционального трансформатора состоит из высокофункционального сердечника, работающего при малых концентрациях тока, что позволяет ему работать эффективно.

Первичная обмотка

Трансформаторы напряжения способны крутить большое количество обмоток. Однако у него только тонкий проводник. Между тем, первичные обмотки трансформатора тока обычно состоят из одного витка. Это толсто, как тяжесть проводника способна терпеть токи высокого типа.

Вторичная обмотка

Вторичные обмотки трансформаторов постоянного напряжения не являются толстыми проводниками, поэтому в них меньше витков. С другой стороны, трансформатор тока представляет собой тонкий проводник, способный вращаться за несколько витков. Он также может нести 5A-20A.

Приложения

Трансформаторы напряжения (будь то трансформатор низкого напряжения или трансформатор высокого напряжения) сосредоточены на источнике питания, измерении и управлении защитным реле. Трансформатор тока, с другой стороны, фокусируется на измерении мощности и тока. Он также контролирует оператора энергосистемы на наличие функционального и защищенного реле.

Трансформатор напряжения CHINT

— это новое замечательное устройство для измерения напряжения, мощности и релейной защиты. Он имеет скорость 35 КБ и стандарт IEC 60044-2. Вы можете рассчитывать на надежную работу и изоляцию. Он также может обеспечить высокую точность измерений и надежную работу уплотнения для вашей отрасли. Что еще? Это не требует обслуживания!

Заключение

Трансформатор напряжения

и трансформатор тока бесспорно равны по значимости в электричестве. Есть также его подкатегории: трансформатор низкого напряжения и трансформатор высокого напряжения. Кроме того, есть и другие этикетки трансформатора постоянного напряжения и трансформатора низкого напряжения для наружной установки.

По мере развития технологий в нашей отрасли вполне естественно получить инновационный трансформатор, такой как CHINT.