Виды трансформаторов и их применение: полный обзор — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Какие бывают виды трансформаторов. Как устроены и работают различные типы трансформаторов. Где применяются разные виды трансформаторов в энергетике и промышленности. Какие основные характеристики имеют трансформаторы.

Содержание

Общее устройство и принцип работы трансформатора

Трансформатор — это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты. Основными элементами трансформатора являются:

Магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного материала
Первичная обмотка
Вторичная обмотка (одна или несколько)

Принцип работы трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. При подаче переменного напряжения на первичную обмотку в сердечнике возникает переменный магнитный поток. Этот поток, пронизывая витки вторичной обмотки, индуцирует в ней ЭДС. При подключении нагрузки к вторичной обмотке в ней возникает ток.

Основные виды трансформаторов

По назначению и конструкции трансформаторы можно разделить на следующие основные виды:

1. Силовые трансформаторы

Используются для передачи и распределения электроэнергии. Бывают:

Повышающие — на электростанциях для повышения напряжения перед передачей по ЛЭП
Понижающие — на подстанциях для снижения напряжения перед подачей потребителям

2. Измерительные трансформаторы

Применяются в измерительных цепях для подключения измерительных приборов:

Трансформаторы тока — преобразуют большие токи в малые
Трансформаторы напряжения — преобразуют высокое напряжение в низкое

3. Специальные трансформаторы

К ним относятся:

Сварочные трансформаторы — для питания сварочной дуги
Печные трансформаторы — для питания электропечей
Преобразовательные трансформаторы — для питания выпрямительных устройств

Характеристики трансформаторов

Основными характеристиками трансформаторов являются:

Номинальная мощность
Номинальные напряжения первичной и вторичной обмоток
Коэффициент трансформации
КПД
Группа соединения обмоток
Напряжение короткого замыкания
Ток холостого хода

Применение различных видов трансформаторов

Где применяются силовые трансформаторы?

Силовые трансформаторы широко используются в системах передачи и распределения электроэнергии:

На электростанциях — для повышения напряжения до 110-750 кВ перед передачей по ЛЭП
На понижающих подстанциях — для снижения напряжения до 6-10 кВ
На трансформаторных пунктах — для преобразования 6-10 кВ в 380/220 В

Как применяются измерительные трансформаторы?

Измерительные трансформаторы используются в энергетике и промышленности для подключения измерительных приборов и устройств релейной защиты:

Трансформаторы тока — для измерения больших токов амперметрами
Трансформаторы напряжения — для измерения высокого напряжения вольтметрами
В составе счетчиков электроэнергии
Для питания токовых цепей релейной защиты

Где применяются специальные трансформаторы?

Специальные виды трансформаторов имеют узкоспециализированное применение:

Сварочные трансформаторы — в сварочных аппаратах
Печные трансформаторы — для питания дуговых печей
Преобразовательные — в выпрямительных устройствах
Пик-трансформаторы — в импульсных источниках питания

Конструктивные особенности трансформаторов

По конструкции магнитопровода трансформаторы бывают:

Стержневые — обмотки расположены на стержнях магнитопровода
Броневые — обмотки охвачены магнитопроводом с двух сторон
Тороидальные — обмотки намотаны на кольцевой магнитопровод

По способу охлаждения различают:

Сухие трансформаторы — с воздушным охлаждением
Масляные трансформаторы — обмотки и магнитопровод погружены в трансформаторное масло

Современные тенденции в трансформаторостроении

Основные направления развития трансформаторов:

Повышение энергоэффективности и снижение потерь
Уменьшение массогабаритных показателей
Применение новых электротехнических материалов
Цифровизация и внедрение систем онлайн-мониторинга
Разработка «умных» трансформаторов с возможностью управления

Таким образом, трансформаторы играют ключевую роль в современных системах передачи и распределения электроэнергии. Разнообразие видов и конструкций позволяет применять их для решения широкого спектра задач в энергетике и промышленности.

Трансформаторы, их виды и назначение

Что такое трансформатор
Принцип работы трансформатора
Виды трансформаторов
Режимы работы трансформатора
Уравнения идеального трансформатора

Магнитопровод трансформатора
Обмотка трансформатора
Применение трансформаторов
Схема трансформатора

Что такое трансформатор

Трансформатор представляет собой устройство, которое преобразовывает напряжение переменного тока (повышает или понижает). Состоит трансформатор из нескольких обмоток (двух или более), которые намотаны на общий ферромагнитный сердечник. Если трансформатор состоит только из одной обмотки, то он называется автотрансформатором. Современные трансформаторы тока бывают: стержневыми, броневыми или тороидальными. Все три типа трансформаторов имеют похожие характеристики, и надежность, но отличаются друг от друга способом изготовления.

В трансформаторах стержневого типа обмотка намотана на сердечник, а в трансформаторах стержневого типа обмотка включается в сердечник. В трансформаторе стержневого типа обмотки хорошо видны, а из сердечника видна только нижняя и верхняя часть. Сердечник броневого трансформатора скрывает в себе практически всю обмотку. Обмотки трансформатора стержневого типа расположены горизонтально, в то время как это расположение в броневом трансформаторе может быть как вертикальным, так и горизонтальным.

Независимо от типа трансформатора, в его состав входят такие три функциональные части: магнитная система трансформатора (магнитопровод), обмотки, а также система охлаждения.

В начало

Принцип работы трансформатора

В трансформаторе принято выделять первичную и вторичную обмотку. К первичной обмотке напряжение подводится, а от вторичной отводится. Действие трансформатора основано на законе Фарадея (законе электромагнитной индукции): изменяющийся во времени магнитной поток через площадку, ограниченную контуром, создает электродвижущую силу. Справедливо также обратное утверждение: изменяющийся электрический ток индуцирует изменяющееся магнитное поле.

В трансформаторе есть две обмотки: первичная и вторичная. Первичная обмотка получает запитку от внешнего источника, а с вторичной обмотки напряжение снимается. Переменный ток первичной обмотки создает в магнитопроводе переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, создает ток во вторичной обмотке.

В начало

Режимы работы трансформатора

Существуют такие три режима работы трансформатора: холостой ход, режим короткого замыкания, рабочий режим. Трансформатор «на холостом ходу», когда выводы от вторичных обмоток никуда не подключены. Если сердечник трансформатора изготовлен из магнитомягкого материала, тогда ток холостого хода показывает, какие в трансформаторе происходят потери на перемагничивание сердечника и вихревые токи.

В режиме короткого замыкания выводы вторичной обмотки соединены между собой накоротко, а на первичную обмотку подают небольшое напряжение, с таким расчетом, чтобы ток короткого замыкания был равен номинальному току трансформатора. Величину потерь (мощность) можно посчитать, если напряжение во вторичной обмотке умножить на ток короткого замыкания. Такой режим трансформатора находит свое техническое применение в измерительных трансформаторах.

Если подключить нагрузку к вторичной обмотке, то в ней возникает ток, индуцирующий магнитный поток, направленный противоположно магнитному потоку в первичной обмотке. Теперь в первичной обмотке ЭДС источника питания и ЭДС индукции питания не равны, поэтому ток в первичной обмотке увеличивается до тех пор, пока магнитный поток не достигнет прежнего значения.

Для трансформатора в режиме активной нагрузки справедливо равенство:
U_2/U_1 =N_2/N_1 , где U2, U1 – мгновенные напряжения на концах вторичной и первичной обмоток, а N1, N2 – количество витков в первичной и вторичной обмотке. Если U2 > U1, трансформатор называется повышающим, в противном случае перед нами понижающий трансформатор. Любой трансформатор принято характеризовать числом k, где k – коэффициент трансформации.

В начало

Виды трансформаторов

В зависимости от своего применения и характеристик трансформаторы бывают нескольких видов. К примеру, в электрических сетях населенных пунктов, промышленных предприятий применяют трансформаторы силовые, основной задачей которых является понижение напряжения в сети до общепринятого – 220 В.

Если трансформатор предназначен для регулировки тока, он называется трансформатор тока, а если устройство регулирует напряжение – то это трансформатор напряжения. В обычных сетях применяются однофазные трансформаторы, в сетях на три провода (фаза, ноль, заземление) нужен трехфазный трансформатор.

Бытовой трансформатор, 220В предназначается для защиты бытовой техники от перепадов напряжения.

Сварочный трансформатор предназначен для разделения сварочной и силовой сети, для понижения напряжения в сети до нужной для сварки величины.

Масляный трансформатор предназначается для использования в сетях с напряжением выше 6 000 Вольт. Конструкция трансформатора включает в себя: магнитопровод, обмотки, бак, а также крышки с вводами. Магнитопровод состоит из 2 листов электротехнической стали, которые изолированы друг от друга, обмотки, как правило, делают из алюминиевого или медного провода. Регулировка напряжения производится с помощью ответвления, которое соединяется с переключателем.

Существует два вида переключения ответвлений: переключение под нагрузкой — РПН (регулирование под нагрузкой), а также без нагрузки, после того, как трансформатор отключен от внешней сети (ПБВ, или переключение без возбуждения). Большее распространение получил второй способ регулировки напряжения.

Говоря о видах трансформаторов, нельзя не рассказать об электронном трансформаторе. Электронный трансформатор представляет собой специализированный источник питания, который служит для преобразования напряжения 220В в 12 (24)В, при большой мощности. Электронный трансформатор намного меньше обычного, при тех же самых параметрах нагрузки.

В начало

Уравнения идеального трансформатора

Для того чтобы рассчитать основные характеристики трансформаторов, принято пользоваться простыми уравнениями, которые знает каждый современный школьник. Для этого используют понятие идеального трансформатора. Идеальным трансформатором называется такой трансформатор, в котором нет потерь энергии на нагрев обмоток и вихревые токи. В идеальном трансформаторе энергия первичной цепи превращается полностью в энергию магнитного поля, а затем – в энергию вторичной обмотки. Именно поэтому мы можем написать:

P1= I1*U1 = P2 = I2*U2,
где P1, P2 – мощности электрического тока в первичной и вторичной обмотке соответственно.

В начало

Магнитопровод трансформатора

Магнитопровод представляет собой пластины из электротехнической стали, которые концентрируют в себе магнитное поле трансформатора. Полностью собранная система с деталями, скрепляющими трансформатор в единое целое – это остов трансформатора. Та часть магнитопровода, на которой крепятся обмотки, называется стержнем трансформатора. Часть магнитопровода, которая не несет на себе обмотку и замыкает магнитную цепь, называется ярмом.

В трансформаторе стержни могут располагаться по-разному, поэтому выделяют такие четыре типа магнитопроводов (магнитных систем): плоская магнитная система, пространственная магнитная система, симметричная магнитная система, несимметричная магнитная система.

В начало

Обмотка трансформатора

Теперь поговорим об обмотке трансформатора. Основная часть обмотки – виток, который однократно обхватывает магнитопровод и в котором индуцируется магнитное поле. Под обмоткой понимают сумму витков, ЭДС всей обмотки равна сумме ЭДС в каждом витке.

В силовых трансформаторах обмотка обычно состоит из проводников, имеющих квадратное сечение. Такой проводник по-другому еще называется жилой. Проводник квадратного сечения используется для того, чтобы более эффективно использовать пространство внутри сердечника. В качестве изоляции каждой жилы может использоваться либо бумага, либо эмалевый лак. Две жилы могут быть соединены между собой, и иметь одну изоляцию – такая конструкция называется кабелем.

Обмотки бывают следующих типов: основные, регулирующие и вспомогательные. Основной называется обмотка, к которой подводится или от которой отводится ток (первичная и вторичная обмотка). Обмотка с выводами для регулирования коэффициента трансформации напряжения называется регулирующей.

В начало

Применение трансформаторов

Из курса школьной физики известно, что потери мощности в проводах прямо пропорциональны квадрату силы тока. Поэтому для передачи тока на большие расстояния напряжение повышают, а перед подачей потребителю наоборот, понижают. В первом случае нужны повышающие трансформаторы, а во втором – понижающие. Это основное применение трансформаторов.

Трансформаторы применяются также в схемах питания бытовых приборов. Например, в телевизорах применяют трансформаторы, имеющие несколько обмоток (для питания схем, транзисторов, кинескопа, и т.д.).

В начало

Схема трансформатора

Изоляция трансформатора на основе безматричной вакуумной пропитки и работает в среде с высокой влажностью воздуха и в химически агрессивной атмосфере.
Минимальное выделение энергии горения (например, 43 кг для трансформатора 1600 кВА соответствуют 1,1% веса). Другие изоляционные материалы являются практически негорючими, самозатухающими и не содержат каких-либо токсичных добавок.
Устойчивость трансформатора к загрязнениям благодаря конвекционным самоочищающимся дискам обмотки.
Большая длина утечки по поверхности дисков обмотки, которые создают эффект изоляционных барьеров.
Устойчивость трансформатора к температурной ударной нагрузке даже при крайне низких температурах (-50°С).
Керамические блоки прокладки (без возможности возгорания) между дисками обмотки.
Изоляция проводников стекло-шелк.
Безопасность эксплуатации трансформатора благодаря специальной структуре обмотки Воздействие напряжения на изоляцию никогда не превышает напряжение изоляции (не более 10 В). Частичные разряды в изоляции физически невозможны.
Охлаждение трансформатора обеспечивается вертикальными и горизонтальным каналам охлаждения, а минимальная толщина изоляции обеспечивают возможность работы трансформатора при больших кратковременных перегрузках в защитном корпусе IP 45 без принудительного охлаждения.
Изоляционный цилиндр сделан и практически негорючего и самозатухающего материала, армированного стекловолокном.
Обмотка низкого напряжения из стандартного провода или фольги; в качестве материала обмотки используется медь.
Динамическая устойчивость трансформатора к коротким замыканиям обеспечивается керамическими изоляторами.

В начало

Виды трансформаторов. Где и для чего применяются?

Здравствуйте, дорогие друзья! Сегодня поговорим про виды трансформаторов, рассмотрим их общее устройство и принцип работы, узнаем где применяются. И так…

В энергетике и электротехнике постоянно требуется преобразование тока из одного состояния в другое. В этих процессах активно участвуют различные виды трансформаторов, представляющие собой электромагнитные статические устройства, без каких-либо подвижных частей. В основе их действия лежит электромагнитная индукция, посредством которой переменный ток одного напряжения преобразуется в переменный ток другого напряжения. При этом частота остается неизменной, а потери мощности совсем незначительные.

Общее устройство и принцип работы

Каждый трансформатор оборудуется двумя или более обмотками, индуктивно связанными между собой. Они могут быть проволочными или ленточными, покрытыми изоляционным слоем. Обмотки наматываются на сердечник, он же магнитопровод, выполненный из мягких ферромагнитных материалов. При наличии одной обмотки, такое устройство называется автотрансформатором.

Принцип действия трансформатора довольно простой и понятный. На первичную обмотку устройства подается переменное напряжение, что приводит к течению в ней переменного тока. Этот переменный ток, в свою очередь, вызывает создание в магнитопроводе переменного магнитного потока. Под его воздействием в первичной и вторичной обмотках происходит наведение переменной электродвижущей силы (ЭДС). Когда вторичная обмотка замыкается на нагрузку, по ней также начинает течь переменный ток. Этот ток во вторичной системе отличается собственными параметрами. У него индивидуальные показатели тока и напряжения, количество фаз, частота и форма кривой напряжения.

В конструкцию простейшего силового трансформатора входит магнитопровод, изготавливаемый из ферромагнитных материалов, преимущественно из листовой электротехнической стали. На стержнях магнитопровода – сердечника располагаются первичная и вторичная обмотки. Первичная обмотка соединяется с источником переменного тока, а вторичная подключается к потребителю.

Типы трансформаторов

В соответствии со своими параметрами и характеристиками, все виды трансформаторов разделяются:

По количеству фаз могут быть одно- или трехфазными
В соответствии с числом обмоток, трансформаторы бывают двух- или трехобмоточными, а также двух- или трехобмоточными с расщепленной обмоткой
По типу изоляции – сухие (С) и масляные (М) или с негорючим заполнением (Н)
По видам охлаждения – с естественным масляным охлаждением (М), с масляным охлаждением и воздушным дутьем (Д), принудительная циркуляция масляного охлаждения (Ц), сухие трансформаторы с воздушным охлаждением (С). Кроме того, существуют устройства без расширителей, для защиты которых используется азотная подушка.

Среди многообразных трансформаторных устройств чаще всего встречаются трансформаторы:

силовые
измерительные
специальные

Силовые трансформаторы

Термином «силовой» определяют назначение, связанное с преобразованием высоких мощностей. Вызвано это тем, что большинство бытовых и производственных потребителей электрических сетей нуждаются в питании напряжением 380/220 вольт. Однако доставка его на большие расстояния связана с огромными потерями энергии, которые снижаются за счет использования высоковольтных линий.

Воздушные ЛЭП высокого напряжения соединяют в единую сеть подстанции с силовыми трансформаторами соответствующего класса.

Силовой трансформатор 110 кВ

А по другим линиям напряжение 6 или 10 кВ подводится к силовым трансформаторам, обеспечивающих питанием 380/220 вольт жилые комплексы и производственные предприятия.

Силовой мачтовый трансформатор 10 на 0,4 кВ

Измерительные трансформаторы

В этом классе работают два вида устройств, обеспечивающих в целях измерения параметров сети преобразования:

тока
напряжения

Измерительные трансформаторы создаются с высоким классом точности. Во время эксплуатации их метрологические характеристики периодически подвергают поверке на правильность измерения как величин, так и углов отклонения векторов тока и напряжения.

Трансформаторы тока

Главная особенность их устройства заключается в том, что они постоянно эксплуатируются в режиме короткого замыкания. У них вторичная обмотка полностью закорочена на маленькое сопротивление, а остальная конструкция приспособлена для такой работы.

Чтобы исключить аварийный режим входная мощность ограничивается специальным устройством первичной обмотки: в ней создается всего один виток, который не может создать при протекании по нему тока большого падения напряжения на обмотке и, соответственно, передать в магнитопровод высокую мощность.

Этот виток врезается непосредственно в силовую цепь, обеспечивая его последовательное подключение. У отдельных конструкций просто создается сквозное отверстие в сердечнике, через которое пропускают провод с первичным током.

Нагрузку вторичных цепей трансформатора тока, находящегося под напряжением, нельзя разрывать. Все провода и соединительные клеммы по этой причине изготавливаются с повышенной механической прочностью. В противном случае на разорванных концах сразу возникает высоковольтное напряжение, способное повредить вторичные цепи.

Благодаря работе трансформаторов тока создается возможность обеспечения постоянного контроля и анализа нагрузок, протекающих в электрической системе. Особенно это актуально на высоковольтном оборудовании.

Измерительные трансформаторы тока 110 кВ

Номинальные значения вторичных токов измерительных трансформаторов энергетики принимают в 5 ампер для оборудования до 110 кВ включительно и 1 А — выше.

Широкое применение трансформаторы тока нашли в измерительных приборах. За счет использования конструкции раздвижного магнитопровода удается быстро выполнять различные замеры без разрыва электрической цепи, что необходимо делать при использовании обычных амперметров.

Токовые клещи с раздвижным магнитопроводом трансформатора тока позволяют обхватить любой проводник с напряжением и замерить величину и угол вектора тока.

Трансформаторы напряжения

Отличительная особенность этих конструкций заключается в том, что они работают в режиме, близком к состоянию холостого хода, когда величина их выходной нагрузки невысокая. Они подключается к той системе напряжений, величина которой будет измеряться.

Измерительный трансформатор напряжения 110 кВ

Измерительные трансформаторы напряжения обеспечивают гальваническую развязку оборудования первичных и вторичных цепей, работают в каждой фазе высоковольтного оборудования.

Из них создают целые комплексы систем измерения, позволяющие фильтровать и выделять различные составляющие векторов напряжения, учет которых необходим для точной работы защит, блокировок, систем сигнализации.

За счет работы трансформаторов тока и напряжения снимают вектора вторичных величин, пропорциональные первичным в реальном масштабе времени. Это позволяет не только создавать цепи измерения и защит по току и напряжению, но и за счет математических преобразований векторов анализировать состояние мощностей и сопротивлений в действующей электрической системе.

Специальные виды трансформаторов

К этой группе относят:

разделительные
согласующие
высокочастотные
сварочные и другого типа трансформаторные устройства, созданные для выполнения специальных электрических задач

Разделительные трансформаторы

Размещение двух обмоток совершенно одинаковой конструкции на общем магнитопроводе позволяет из 220 вольт 50 герц на входе получать такое же напряжение на выходе.

Напрашивается вопрос: зачем делать такое преобразование? Ответ прост: в целях обеспечения электрической безопасности.

Разделительный трансформатор с системой контроля изоляции, тока нагрузки, температуры трансформатора

При пробое изоляционного слоя провода первичной схемы, на корпусе прибора появляется опасный потенциал, который по случайно сформированной цепи через землю способен поразить человека электрическим током, нанести ему электротравму.

Гальваническое разделение схемы позволяет оптимально использовать питание электрооборудования и в то же время исключает получение травм при пробоях изоляции вторичной схемы на корпус.

Поэтому разделительные трансформаторы широко используются там, где проведение работ с электроинструментом требует принятия дополнительных мер безопасности. Также они широко используются в медицинском оборудовании, допускающем непосредственный контакт с телом человека.

Высокочастотные трансформаторы

Отличаются от обычных материалом магнитопровода, который способен, в отличие от обычного трансформаторного железа, хорошо, без искажений передавать высокочастотные сигналы.

Используется в электротермии, в частности при индукционном нагреве в электротермических установках для высокочастотной сварки металлов, плавки, пайки, закалки и т.д.

Согласующие трансформаторы

Основное назначение — согласование сопротивлений разных частей в электронных схемах. Согласующие трансформаторы нашли широкое применение в антенных устройствах и конструкциях усилителей на электронных лампах звуковых частот.

Сварочные трансформаторы

Первичная обмотка создается с большим число витков, позволяющих нормально обрабатывать электрическую энергию с входным напряжением 220 или 380 вольт. Во вторичной обмотке число витков значительно меньше, а ток протекающий по ним высокий. Он может достигать тысяч ампер.

Поэтому толщина провода этой цепи выбирается повышенного поперечного сечения. Для управления сварочным током существует много различных способов.

Сварочные трансформаторы массово работают в промышленных установках и пользуются популярностью у любителей изготавливать различные самоделки своими руками.

Рассмотренные виды трансформаторов являются наиболее распространёнными. В электрических схемах работают и другие подобные устройства, выполняющие специальные задачи технологических процессов.

Смотрите также по теме:

Трансформатор Тесла (Tesla coil). Делаем своими руками.

Принцип работы трансформатора. Устройство и режимы работы.

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

Виды трансформаторов — Блог о строительстве

ВИДЫ И ТИПЫ- ХАРАКТЕРИСТИКИ- ПРИМЕНЕНИЕ

Трансформаторы — это устройства предназначенные для преобразования электроэнергии. Их основная задача — изменение значения переменного напряжения. Трансформаторы используются как в виде самостоятельных приборов, так и в качестве составных элементов других электротехнических устройств.

Достаточно часто трансформаторы используются при передаче электроэнергии на дальние расстояния. Непосредственно на электрогенерирующих предприятиях они позволяют существенно повысить напряжение, которое вырабатывается источником переменного тока.Повышая напряжение до 1150 кВт, трансформаторы обеспечивают более экономную передачу электроэнергии: значительно снижаются потери электричества в проводах и появляется возможность уменьшить площадь сечения кабелей, используемых в линиях электропередач.Принцип работы трансформатора основан на эффекте электромагнитной индукции.Классическая конструкция состоит из металлического магнитопровода и электрически не связанных обмоток выполненных из изолированного провода. Та обмотка, на которую подается электроэнергия, называется первичной.

Вторая — подсоединённая к устройствам, потребляющим ток, называется вторичной.После того как трансформатор подсоединяют к источнику переменного тока в его первичная обмотка формирует переменный магнитный поток. По магнитопроводу он передается на витки вторичной обмотки, индуцируя в них переменную ЭДС (электродвижущую силу). При наличии устройства потребления в цепи вторичной обмотки возникает электрический ток.Соотношение между входным и выходным напряжением трансформатора прямо пропорционально отношению количества витков соответствующих обмоток.

Эта величина называется коэффициентом трансформации: Ктр=W1/W2=U1/U2, где:W1, W2 — количество витков первичной и вторичной обмоток соответственно;U1,U2 — входное и выходное напряжения соответственно.Обмотки могут быть расположены либо в виде отдельных катушек либо одна поверх другой.У маломощных устройств обмотки выполняются из провода с хлопчатобумажной или эмалевой изоляцией. Микро трансформатор имеет обмотки из алюминиевой фольги толщиной не более 20—30 мкм. В качестве изолирующего материала выступает оксидная пленка, полученная естественным окислением фольги.

ВИДЫ И ТИПЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Трансформаторы — это достаточно широко распространенные устройства, поэтому существует множество их разновидностей. По конструктивному исполнению и назначению они делятся на:

Автотрансформаторы.

Они имеют одну обмотку с несколькими отводами. За счет переключения между этими отводами можно получить разные показатели напряжения. К недостаткам следует отнести отсутствие гальванической развязки между входом и выходом.

Импульсные трансформаторы.

Предназначены для преобразования импульсного сигнала незначительной продолжительности (около десятка микросекунд).

При этом форма импульса искажается минимально. Обычно используется в цепях обработки видеосигнала.

Разделительный трансформатор.

Конструкция этого устройства предусматривает полное отсутствие электрической связи между первичной и вторичными обмотками, то есть обеспечивает гальваническую развязку между входными и выходными цепями. Используется для повышения электробезопасности и, как правило, имеет коэффициент трансформации равный единице.

Пик—трансформатор.

Используется для управления полупроводниковыми электрическими устройствами типа тиристоров. Преобразует синусоидальное напряжение переменного тока в пикообразные импульсы.

Стоит выделить способ классификации трансформаторов по способу их охлаждения.

Различают сухие устройства с естественным воздушным охлаждением в открытом, защищенном и герметичном исполнении корпуса и с принудительным воздушным охлаждением.

Устройства с жидкостным охлаждением могут использовать различные типы теплообменной жидкости. Чаще всего это масло, однако встречаются модели где в качестве теплообменного вещества используется вода или жидкий диэлектрик.

Кроме того производят трансформаторы с комбинированным охлаждением жидкостно-воздушным. При этом каждый из способов охлаждения может быть как естественным, так и с принудительной циркуляцией.

В начало

ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

К основным техническим характеристиками трансформаторов можно отнести:

уровень напряжения: высоковольтный, низковольтный, высоко потенциальный;способ преобразования: повышающий, понижающий;количество фаз: одно- или трехфазный;число обмоток: двух- и многообмоточный;форму магнитопровода: стержневой, тороидальный, броневой.

Один из основных параметров — это номинальная мощность устройства, выраженная в вольт-амперах. Точные граничные показатели могут несколько различаться в зависимости от количества фаз и других характеристик. Однако, как правило, маломощными считаются устройства, преобразовывающие до нескольких десятков вольт-ампер.

Приборами средней мощности считаются устройства от нескольких десятков до нескольких сотен, а трансформаторы большой мощности работают с показателями от нескольких сотен до нескольких тысяч вольт-ампер.

Рабочая частота – различают устройства с пониженной частотой (менее стандартной 50 Гц), промышленной частоты – ровно 50 Гц, повышенной промышленной частоты (от 400 до 2000 Гц) и повышенной частоты (до 1000 Гц).

В начало

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Трансформаторы получили широкое распространение, как в промышленности, так и в быту. Одной из основных областей их промышленного применения является передача электроэнергии на дальние расстояния и ее перераспределение.

Не менее известны сварочные (электротермические) трансформаторы. Как видно из названия, данный тип устройств применяется в электросварке и для подачи питания на электротермические установки. Также достаточно широкой областью применения трансформаторов является обеспечение электропитания различного оборудования.

В зависимости от назначения трансформаторы делят на:

Силовые.

Являются наиболее распространенным типом промышленного трансформатора.

Применяются для повышения и понижения напряжения. Используется в линиях электропередач. По пути от электрогенерирующих мощностей до потребителя электроэнергия может несколько раз проходить через повышающие силовые трансформаторы, в зависимости от удалённости конкретного потребителя.

Перед подачей непосредственно на приборы потребления (станки, бытовые и осветительные приборы) электроэнергия претерпевает обратные преобразования, проходя через силовые понижающие трансформаторы.

Тока.

Выносные измерительные трансформаторы тока используются для обеспечения работоспособности цепей учета электроэнергии защиты энергетических линий и силовых автотрансформаторов. Они имеют различные размеры и эксплуатационные показатели. Могут размещаться в корпусах небольших приборов или являться отдельными, габаритными устройствами.

В зависимости от выполняемых функций различают следующие виды:

измерительные — подающее ток на приборы измерения и контроля;защитные — подключаемые к защитным цепям;промежуточные — используется для повторного преобразования.

Напряжения.

Они применяются для преобразования напряжения до нужных величин. Кроме того, такие устройства используются в цепях гальванической развязки и электро- радио- измерениях.

В начало

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

В данной статье мы рассмотри, что такое трансформатор. Виды трансформаторов будут описаны, принцип действия и конструкции тоже не останутся без внимания.

Стоит отметить, что это вид статических (неподвижных) машин переменного тока, которые используются для различных целей не только в быту, но и в промышленности. Например, для учета потребляемой электроэнергии. Но обо всем по порядку.

Что это за устройство?

Это электрическая статическая машина, которая используется для преобразования тока или напряжения.

Причем можно выделить несколько видов устройств в зависимости от того, от какой сети производится питание.Так, трехфазные имеют три сетевые обмотки, которые включаются по схеме «звезда» или «треугольник». В этом можно провести аналогию с асинхронными электродвигателями. Существуют разнообразные виды силовых трансформаторов, о которых будет рассказано немного ниже.Но в быту используются устройства, в которых одна сетевая обмотка.

К тому же имеется как минимум одна вторичная, которая служит для питания устройств.Например, в ламповой технике применяются силовые трансформаторы,у которых несколько вторичных обмоток. Возникала необходимость с одного устройства получать несколько значений напряжения: 6,3 В, 250 В. Кроме того, в быту можно встретить трансформаторы тока.Они установлены в электросчетчиках и служат для работы устройства контроля.

Конструкция

Основу трансформатора выделить сложно, но если опираться на вес, то это, несомненно, сердечник (магнитопровод). Он изготавливается из стальных листов, которые собраны воедино и плотно стянуты друг с другом. Это позволяет получить максимально возможное сечение магнитопровода.Но не только сталь может применяться, нередко изготавливаются сердечники из ферромагнетиков.

Это вещество, которое по свойствам очень схоже с металлом, но имеет несколько иную структуру. Существуют определенные виды трансформаторов, фото основных конструкций приведены в статье.В конструкции присутствует минимум две обмотки.На одну (первичную) производится подача напряжения питания. Со второй, третьей, N-ной, снимается пониженное напряжение с частотой и формой, аналогичной входному.

Обмотки силовых состоят из медного провода.Он наматывается на каркасе, расположенном вокруг магнитопровода. При подаче напряжения в первичную цепь появляется переменное магнитное поле,которое во вторичной обмотке индуцирует ЭДС. В результате этого на выходе появляется некоторая разность потенциалов.

Силовые трансформаторы

К указанным типам относятся те, которые преобразуют электроэнергию в сети.

Это не только устанавливаемый на подстанциях трансформатор.Виды трансформаторов силовых разнообразны, они служат не только для понижения напряжения со 110 кВ, например, до 6 кВ, в случае с подстанцией. К ним можно отнести и устройства, используемые в блоках питания бытовой радиоаппаратуры. По сути, конструкция у всех аналогичная, имеются общие узлы.Даже сварочные трансформаторы,виды которых разнообразны, имеют аналогичное строение.

Вот только есть мелкие нюансы, например, силовые машины на подстанциях оборудованы системой масляного охлаждения, в то время как сварочные работают без него.Зато у последних имеется регулировка выходного тока. Это необходимо для сварки различных по толщине металлов. Ну а устройства, используемые в быту, и вовсе лишены таких регулировок.

Автотрансформаторы

Автотрансформатор – один из видов, у которого первичная и вторичная обмотки соединены напрямую. Это позволяет получить не только электрическую связь в устройстве, но и электромагнитную.

Обычно имеется у автотрансформатора три вывода, а это позволяет получать различные значения напряжения.Отличительная особенность автотрансформаторов – высокий коэффициент полезного действия.Но есть и один существенный недостаток – первичная и вторичная цепи электрически не изолированы друг от друга. Используется по большей части для регулирования мощности потребителя такой трансформатор. Виды трансформаторов для иных целей рассмотрены ниже.

Измерительные

Для использования в электроустановках переменного тока создан специальный вид трансформаторов – измерительный.

Благодаря им увеличиваются пределы измерительных устройств. Кроме того, они позволяют без электрического соединения с силовым проводом провести замер протекающего по нему тока.Другими словами, без гальванической связи имеется возможность контроля протекающего тока в цепи. Но можно выделить два типа измерительных устройств – трансформаторы напряжения и тока.

Существуют различные виды трансформаторов тока, их отличие в габаритах и области применения.Трансформаторы тока позволяют осуществить преобразование. При этом большой ток, протекающий в цепи, снижается до безопасного значения.Причем он на выходе безопасен для систем управления или измерения, устройств сигнализации и защиты. Первичная обмотка – это отрезок проводника, вокруг него проведена намотка вторичной.

С последней снимается ток в 1 или 5 Ампер.А вот трансформаторы напряжения предназначены для иной цели. Они производят понижение напряжения для измерения характеристик. С их помощью осуществляется гальваническая развязказащитных устройств от цепи с высоким напряжением.

Импульсные

Этот тип устройств используется для узкоспециализированных целей. Он необходим для преобразования серии импульсных сигналов.Причем длительность одного импульса может достигать нескольких десятков микросекунд. Причем имеется одна небольшая особенность – изменяется только амплитуда сигнала, но не его форма.

Между прочим, имеются определенные виды защит трансформаторов, импульсныетакже снабжаются схемами, предотвращающими превышение напряжения или тока.Как правило, импульсные устройства применяются в цепях, в которых протекает сигнал прямоугольной формы.Зачастую такой вид устройств используется в телевизионной технике. Они преобразуют малые по длительности импульсы видеосигнала с очень большой скважностью. Причем на выходе вы получаете сигнал в первозданном виде, но с увеличенной амплитудой.

Заключение

Теперь вы знаете, что такое трансформатор.Виды трансформаторов мы рассмотрели и увидели, что все они обладают небольшими отличиями, несмотря на то, что конструкция во многом схожа.

Обратите внимание, что при работе с любыми электрическими устройствами необходимо соблюдать технику безопасности. Кроме того, для обслуживания электросетей переменного тока необходимо иметь группу допуска.Среди современных устройств электротехники одним из самых распространенных является трансформатор.Этот агрегат широко используется как в бытовых приборах, так и силовой электронике. Его действие заключается в преобразовании тока.

Причем изменять его величину трансформатор может как в большую, так и меньшую сторону.Определенным устройством обладает трансформатор.Виды трансформаторовразнообразны. Они имеют некоторые конструкционные и функциональные отличия. Чтобы понять, что собой представляет подобное оборудование, а также особенности его эксплуатации, каждый вид следует рассмотреть подробно.

Устройство

Существующие сегодня виды трансформаторов токаобладают определенными общими характеристиками. Прибор имеет в своей системе одну, две и больше обмоток. Они расположены на один сердечник.

Представленные сегодня в продаже трансформаторы отличаются способом изготовления. Их надежность зависит от производителя. Рабочие характеристики таких видов оборудования также схожи.

Трансформатор не предназначен для преобразования постоянного тока.В противном случае это приведет к перегреву проводника. Трансформаторы способны работать исключительно с переменным, импульсным и пульсирующим током.

Все разновидности представленного оборудования имеют в своем составе три обязательных компонента. К ним относится магнитопровод, охлаждающая система и обмотка. Первый компонент еще называют сердечником.

Принцип работы

Рассматривая назначение и виды трансформаторов, следует сказать несколько слов об их функциональных качествах.

В таком оборудовании присутствует первичная и вторичная обмотка. К первой катушке подводится первоначальное напряжение. Его требуется повысить или понизить.

Вторичные обмотки могут состоять из одной или нескольких катушек. С них передается трансформированное напряжение.

В основу работы такого прибора положен закон Фарадея. Магнитный поток, который изменяется во времени через ограниченную контуром площадку, формирует электродвижущие силы. Помимо этого, ток, который изменяется во времени, может индуцировать непостоянное магнитное поле.

На схемах трансформатор изображают как две (или более) катушки. Между первой и вторичными обмотками проходит вертикальная линия.

Она изображает сердечник (магнитопровод). При выполнении возложенных на него функций трансформатор обладает малыми потерями энергии. Это сделало представленное оборудование востребованным.

Рабочие режимы

Существующие виды работы трансформатораможно выделить в 3 группы.

К ним относится холостой ход, короткое замыканиеи рабочий режим. В первом случае выводы вторичной обмотки никуда не подключаются. В этом режиме, если сердечник изготовлен из мягкого магнитного материала, ток покажет потери.

При коротком замыкании выводы катушек вторичной обмотки соединяются между собой. При этом на первичную обмотку будет подаваться незначительное напряжение. Этот режим присутствует в измерительных разновидностях трансформаторов.

При активной нагрузке возникают напряжения на концах всех типов обмотки.

Если на вторичной обмотке это значение выше, трансформатор называется повышающим. И наоборот. Степень трансформации определяется при помощи заданного коэффициента.

Классификация

Существует несколько подходов к классификации представленного оборудования.

Это позволяет понять его устройство и функции. Существующие виды трансформаторов токамогут классифицироваться по назначению. В этом случае выделяются приборы напряжения, измерительные, лабораторные, защитные, промежуточные типы.

По способу установки также выделяют несколько групп. От этого зависят условия, в которых может эксплуатироваться техника. Трансформаторы могут быть внутренние и наружные, стационарные, шинные или опорные, а также переносные.

Ступеней в системе может быть одна или несколько. По признаку номинального напряжения различают высоковольтные и низковольтные приборы.

Если учитывать тип изоляции, можно также выделить несколько групп трансформаторов. Этот показатель зависит от технологии производства. Бывают приборы с компаундной, сухой и масляно-бумажной изоляцией.

Согласно со сферой применения, выделяют силовые, бытовые, сварочные, масляные, автотрансформаторы и т. д.

Силовой трансформатор

Существующие виды силовых трансформаторовотносятся к низкочастотным приборам.

Их применяют в силовых сетях предприятий, городов, поселков и т. д. Такое оборудование понижает напряжение в сети до требуемого значения 220 В.

Силовые трансформаторы могут иметь от двух и более обмоток. Они устанавливаются на броневом сердечнике.

Чаще всего подобный конструкционный элемент изготавливают из электротехнической стали. Такой трансформатор помещается в бак со специальным маслом. Если мощность оборудования высокая, в ней применяется активное охлаждение.

Для электростанций применяются силовые трехфазные трансформаторы.Их мощность составляет до 4 тыс. кВт. Такие разновидности приборов позволяют добиться уменьшения на 15 % энергопотерь по сравнению с тремя однофазными трансформаторами.

Сетевые разновидности

В 80-е года прошлого века самым распространенным был сетевой трансформатор.

Виды трансформаторовэтого типа дорабатывались. Сегодня их изготавливают на Ш-подобном сердечнике, а также стержневых или тороидальных магнитопроводах. На них и устанавливаются обмотки.

При помощи подобного устройства напряжение, которое поступает из бытовой сети, понижается до требуемого значения (например, 12, 24 В).

Самыми компактными считаются трансформаторы с тороидальным сердечником. Его магнитопровод полностью покрывается обмотками. При этом удается избежать появления пустого ярма.

Автотрансформатор

Существующие виды обмоток трансформатораочень разнообразны.

Они могут быть регулирующими, основными, вспомогательными. Наиболее оригинальное строение имеет обмотка автотрансформатора. Это низкочастотный прибор.

Его вторичная обмотка является составной частью первичной. Они связаны, как и в других видах трансформаторов, магнитно. Однако подобная обмотка сообщается также и электрически.

От одной катушки отходит несколько выводов, позволяя получить напряжение разного значения. Преимуществом такой конструкции является ее низкая стоимость.

Провода для монтажа обмотки потребуется меньше. Также получается сэкономить на количестве материала сердечника. Вес автотрансформатора будет меньше, чем у других типов оборудования.

Однако в этом типе приборов отсутствует гальваническая развязка. Это недостаток автотрансформаторов.

Такое оборудование применяется в автоматической технике управления, а также на высоковольтных коммуникациях. Сегодня большой популярностью пользуются трехфазные автотрансформаторы. Их соединенная обмотка образует треугольник или звезду.

Трансформатор тока и напряжения

Сегодня также выделяются определенные виды трансформаторов напряженияи тока.

Все зависит о того, как функционирует прибор. Если он понижает ток, это, соответственно, трансформатор тока. Для регулировки напряжения также разработана определенная категория приборов.

Первичная обмотка трансформатора тока подключается к электричеству, а вторичная – к измерительным или защитным приборам.

Чаще всего применяется первый тип устройств. Катушку с первичной обмоткой подключают в цепь последовательно. В ней измеряется переменный ток.

Сердечник такого оборудования изготавливают из шихтованной электротехнической стали.

Ее производят холоднокатаным способом. Первичная обмотка чаще всего представляет собой шину. При работе подобного оборудования важно учитывать коэффициент трансформации.

Для промышленности могут выпускаться подобные приборы с несколькими группами вторичных обмоток. Одну из них соединяют с измерительными приборами (например, счетчикам), а вторую – к защитному оборудованию.

Импульсный трансформатор

Рассматривая, какие виды трансформаторовприменяются сегодня, нельзя не сказать несколько слов об импульсных разновидностях представленных приборов.

Они практически полностью вытеснили низкочастотные тяжелые трансформаторы. Их сердечник выполняется не из шихтовой стали, а из феррита. Форма магнитопровода может быть самой разной, например, чашка, кольцо, Ш-подобный тип.

Трансформаторы импульсного типа могут функционировать на высоких частотах (500 кГц и более). Благодаря такой особенности габариты подобных изделий значительно уменьшились. Требуется использовать меньше провода для обмотки.

Импульсные трансформаторы и дроссели с ферритовым стержнем сегодня применяются всюду.

Их можно встретить в энергосберегающих лампочках, зарядных устройствах, мощных инверторах и т. д. Сфера их применения очень широка.

В некоторых трансформаторах импульсного типа применяется обратная схема питания. В этом случае прибор по своей сути является дросселем сдвоенного типа. При этом процессы приема и передачи электроэнергии протекают не одновременно.

Импульсный трансформатор тока

Чтобы иметь возможность измерять направление и величину тока, для импульсных схем часто применяется особый трансформатор. Виды трансформаторовэтой группы имеют ферритовый сердечник. Чаще всего он имеет единственную кольцевую обмотку.

Через ее центр продевается провод. В нем и исследуется ток. Обмотку при этом нагружают на резистор.

Измерение производится по несложной схеме. Если нагрузка выполняется на резистор известного номинала, то напряжение при замере на нем будет пропорциональным показателю тока обмотки.

В продаже присутствуют трансформаторы этого типа с различными показателями коэффициента трансформации. Если нужно узнать только направленность тока, прибор нагружается только двумя стабилизаторами, встроенными в схему.

Система защиты

Трансформаторы представляют собой надежное оборудование. Однако из-за различных повреждений может произойти аварийная ситуация. Поэтому применяются различные виды защит трансформатора.

Подобные системы отключают оборудование от сети при наличии повреждений.

В зависимости от типа конструкции защита может отсоединить питание только от поврежденной части прибора. При обнаружении поломки система может подавать сигнал. При этом используют различные типы защиты автотрансформаторов.

Дифференциальная защита необходима при нарушениях целостности обмоток, ошиновки и вводов оборудования. Если же повреждения обнаруживаются со стороны источника питания,происходит токовое отсекание. Это защита мгновенного действия.

Газовая защита применяется при повреждениях внутри бака. При этом может выделяться газ. Также она срабатывает при понижении уровня масла.

Максимальная токовая или направленная защита позволяет уберечь оборудование от сверхтоков. Также в некоторых конструкциях может предусматриваться защита от замыкания на корпус и от перегрузки. Последняя система действует на сигнал, оповещая персонал.

Рассмотрев особенности конструкции и принцип работы, можно понять, что собой представляет трансформатор. Виды трансформаторов, существующие сегодня, отличаются по ряду признаков. Это влияет на их функциональность.

Трансформаторами называются такие устройства, благодаря которым можно преобразовать напряжение. Они могут его повысить или понизить. В обычном трансформаторе обязательно есть две или больше обмотки, расположенные на железном сердечнике.

Существуют трансформаторы, которые состоят исключительно из единственной обмотки. Устройства такого типа называются автотрансформаторами.Сейчас для токовых трансформаторов существует классификация. Они бывают:СтержневыеБроневыеТороидальные

Все три вида устройств почти неотличимы своими характеристиками или надежностью. Однако их изготавливают совершенно по-разному.Стержневые трансформаторы имеют обмотку, включенную в стальной сердечник.

Ее верх и низ часть можно отлично увидеть.В сердечнике броневых трансформаторов обмотка спрятана почти целиком. В стержневом трансформаторе обмотка располагается горизонтально. В броневом трансформаторе обмотка может быть расположена еще и вертикально.Состоит любой трансформатор из трех частей: магнитной трансформаторной системы, или магнитопровода, обмоток, и охлаждающей системы.

Классификация трансформаторов

Тип трансформатора зависит от того, где он применяется и его прочих характеристик. Например, электрические сети городов, или предприятий требуют наличие силового трансформатора. Он может понизить вырабатываемое напряжение до стандартного.

Трансформатор, регулирующий ток, называют токовым трансформатором. Существует также трансформатор, регулирующий напряжение.

Аналогично его называют трансформатором напряжения. Для обыкновенных сетей подходит устройство с единственной фазой. Однако, если в сети имеются провода фазы, ноля и заземления, то для такой сети будет необходим трехфазный трансформатор.

Бытовые трансформаторы, рассчитанные на 220В, необходимы для того, чтобы защищать домашнюю технику от резких скачков напряжения.Чтобы разделить сварочные и силовые сети, необходимы специальные трансформаторы. Они помогают поддерживать напряжение в том состоянии, которое необходимо для проведения сварочных работ.

Если сеть пропускает через себя напряжение, превышающее шесть тысяч вольт, то в таком случае стоит использовать масляные трансформаторы.

Более подробная информация по ссылке: http://transformator.ru/production/transformatory-tm/

В конструкцию масляных трансформаторов входят:

магнитопроводы,обмотки,баки, и несколько крышек, имеющих вводы.

Для того, чтобы сделать один магнитопровод необходимо два стальных листа, которые надо обязательно изолировать друг от друга. Также необходимы алюминиевые либо медные обмотки. Напряжение можно регулировать с помощью специальных переключателей, расположенных на ответвлении.

Переключать ответвления можно двумя способами. Можно переключать, не отсоединяя трансформаторы от внешних сетей, но тогда это переключение будет осуществляться с нагрузками.

Также можно не нагружать сеть, предварительно отключив трансформатор от нее. Часто трансформаторы регулируются именно таким способом.Упоминая виды трансформаторов, нельзя забывать о том, что существуют и электронные трансформаторы. Они являются специальными питающими источниками, служащими для того, чтобы уменьшать стандартное напряжение еще сильнее.

Таким образом, из напряжения 220 В получится напряжение около 12 В. Размеры электрических трансформаторов не слишком велики, они заметно меньше, чем обычные трансформаторы.

Принцип работы транформатора

Где применяются трансформаторы

Физические законы устроены так, что проводимая мощность теряется прямо пропорционально силе тока в квадрате. Из-за этого, чтобы передать напряжение на большое расстояние, его необходимо сначала увеличить.

Как только напряжение доходит до потребителя, его необходимо уменьшить. Поэтому так нужны повышающие и понижающие трансформаторы. Обычно их применяют именно для этого.

Трансформатор также может быть встроен в бытовой прибор. К примеру, для телевизора нужен трансформатор с несколькими обмотками, чтобы обеспечивать питание всем схемам, кинескопу и транзистору.

Источники:

eltechbook.ru
fb.ru
www.syl.ru
fire-truck.ru

Виды трансформаторов и их применение

Трансформатор состоит из двух или более обмоток, располагаемых на сердечнике. Принцип работы данного статического устройства основан на возникающей между обмотками электромагнитной индукции, благодаря которой возможно изменение напряжения, частоты переменного тока и других параметров цепи.

Применение трансформаторов

В зависимости от действий, выполняемых трансформаторами, их применяют для разнообразных целей.

1. Распределение электроэнергии.

Передача электроэнергии на дальние расстояния целесообразнее при высоком напряжении, которое на электростанциях получают с помощью повышающих трансформаторов. На распределяющих линиях понижающие трансформаторы уменьшают напряжение до значений, необходимых той или иной категории потребителей (предприятия, населенные пункты и т.п.). Это – силовые трансформаторы. В зависимости от назначения имеют две или три обмотки, бывают одно- или трехфазные.

Преобразовательные трансформаторы применяют для получения стандартных значений выходного напряжения. Могут быть выполнены одно-, трех- или многофазными.

2. Технологическое назначение.

Сварочные, электропечные трансформаторы, применяемые в технологических целях, имеют большую мощность, работая при напряжении 10 кВ и частоте 50Гц.

3. Питание радиоаппаратуры.

Трансформаторы, используемые для питания электробытовых приборов, устройств связи, телевизионной аппаратуры и автоматики различного рода, предназначены также для согласования напряжений и разделения цепей элементов.

4. Включение в цепь дополнительных устройств.

При необходимости включения каких-либо аппаратов или электроизмерительных приборов в цепь с большим током или высоким напряжением применение трансформатора обеспечивает безопасность и помогает расширить пределы измерений.

Основные параметры классификации трансформаторов

Трансформаторы бывают разные: тяжёлые и лёгкие. Так вот лёгкие можно поднимать вилочным погрузчиком, а тяжёлые только краном. Кстати, аренда вилочного погрузчика обойдётся недорого.

По количеству фаз трансформаторы бывают однофазные и многофазные (имеющие три, шесть и более фаз) – зависит от назначения трансформатора.

Количество обмоток и их расположение также определяется назначением устройства. По конструкции обмоток бывают тороидальные, галетные и катушечные трансформаторы.

В зависимости от значения рабочего напряжения обмоток различают низковольтные (до 1500В на одной из обмоток) и высоковольтные (свыше 1500В) трансформаторы.

По типу охлаждения: сухие, масляные, с жидким диэлектриком.

По конструктивному выполнению: открытые, закрытые (защищенные) и герметизированные трансформаторы.

Типы и классификация трансформаторов

Трансформаторы – особый вид оборудования, применяемый для изменения показателей напряжения в электросетях с переменным током. В основе его работы лежит такое явление как электромагнитная индукция – первичная обмотка присоединяется к источнику тока, после чего в ней начинает генерироваться магнитное поле, и во вторичных обмотках возникает электродвижущая сила.

Конструктивные особенности трансформаторов

В основе конструкции прибора находятся вторичные и первичные обмотки, сердечник из ферромагнитного сплава (обычно замкнутого типа). Обмотки располагают на магнитном проводе, они связаны между собой индуктивным способом. Благодаря наличию магнитопривода аккумулируется значительная часть магнитного поля, и КПД устройства возрастает. Сам магнитопровод представляет собой комплекс металлических пластин, покрытых изоляцией. Изоляция нужна для предотвращения появления паразитных токов в сердечнике.

Принципы классификации трансформаторов

Трансформаторы классифицируются по следующим принципам:

Назначение (лабораторные, защитные, промежуточные, измерительные).
Напряжение (низко- и высоковольтные).
Способ установки (переносные, стационарные, наружные и внутренние, опорные, шинные).
Количество ступеней (одно- и многоступенчатые).
Характер изоляции обмотки (сухая, компаундная, бумажно-масляная).

Каждый тип прибора имеет свои особенности и преимущества, о которых мы поговорим далее. Ремонт трансформаторов всех видов должен производиться профессиональными мастерами с применением соответствующего оборудования.

Типы трансформаторов

Самой распространенной категорией электрических трансформаторов являются силовые трансформаторы – они различаются между собой по количеству фаз, показателям номинального напряжения. Назначение – изменение напряжения тока в сетях освещения, питания оборудования, энергосистем.

Второй по популярности тип оборудования – измерительный. Он используется для контроля рабочих показателей напряжения, фазы или тока в первичной цепи. На измеряемую сеть работа прибора влияния практически не оказывает.

Третий тип – автотрансформаторы, обмотки в которых соединяются между собой гальваническим способом. Коэффициент трансформации невысокий, поэтому установка имеет сравнительно небольшие размеры и недорого стоит. Устанавливаются в стабилизаторах напряжения, системах релейной защиты, запуска крупных электроустановок, работающих от сети с переменным током.

Импульсные трансформаторы оборудуются феррогмагнитным сердечником, который изменяет напряжения и импульсы тока. Данный тип оборудования применяется в вычислительных устройства электронного типа, системах радиолокации, импульсной связи, в качестве главного измерителя в электросчетчиках.

Пик-трансформаторы преобразуют напряжение синусоидального типа в импульсное. Разделительные устройства отличаются от остальных тем, что в них первичная обмотка со вторичными не связана. Назначение прибора – гальваническая развязка электроцепей.

Согласующий трансформатор согласует показатели сопротивления каскадов схем таким образом, что сигнал практически не искажается. Согласующий трансформатор между рабочими участками создает схемы гальванической развязки.

Сдвоенный дроссель оснащается двумя идентичными обмотками. За счет взаимной индукции катушек дроссель имеет отличную эффективность, хотя имеет стандартные размеры. Используется в звуковой технике, в качестве фильтров блока питания. Для хранения информации обычно используется трансфлюксор – трансформатор с большой остаточной намагниченностью магнитопровода.

Трансформаторы — устройство, принцип работы и область применения, основные типы и характеристики

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

Трансформаторы — это устройства предназначенные для преобразования электроэнергии. Их основная задача — изменение значения переменного напряжения.

Трансформаторы используются как в виде самостоятельных приборов, так и в качестве составных элементов других электротехнических устройств.

Повышая напряжение до 1150 кВт, трансформаторы обеспечивают более экономную передачу электроэнергии: значительно снижаются потери электричества в проводах и появляется возможность уменьшить площадь сечения кабелей, используемых в линиях электропередач.

Принцип работы трансформатора основан на эффекте электромагнитной индукции. Классическая конструкция состоит из металлического магнитопровода и электрически не связанных обмоток выполненных из изолированного провода. Та обмотка, на которую подается электроэнергия, называется первичной. Вторая — подсоединённая к устройствам, потребляющим ток, называется вторичной.

После того как трансформатор подсоединяют к источнику переменного тока в его первичная обмотка формирует переменный магнитный поток. По магнитопроводу он передается на витки вторичной обмотки, индуцируя в них переменную ЭДС (электродвижущую силу). При наличии устройства потребления в цепи вторичной обмотки возникает электрический ток.

Соотношение между входным и выходным напряжением трансформатора прямо пропорционально отношению количества витков соответствующих обмоток.

Эта величина называется коэффициентом трансформации: Ктр=W₁/W₂=U₁/U₂, где:

W1, W2 — количество витков первичной и вторичной обмоток соответственно;
U1,U2 — входное и выходное напряжения соответственно.

Обмотки могут быть расположены либо в виде отдельных катушек либо одна поверх другой. У маломощных устройств обмотки выполняются из провода с хлопчатобумажной или эмалевой изоляцией. Микро трансформатор имеет обмотки из алюминиевой фольги толщиной не более 20—30 мкм. В качестве изолирующего материала выступает оксидная пленка, полученная естественным окислением фольги.

ВИДЫ И ТИПЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Автотрансформаторы.
: Они имеют одну обмотку с несколькими отводами. За счет переключения между этими отводами можно получить разные показатели напряжения. К недостаткам следует отнести отсутствие гальванической развязки между входом и выходом.
Импульсные трансформаторы.
: Предназначены для преобразования импульсного сигнала незначительной продолжительности (около десятка микросекунд). При этом форма импульса искажается минимально. Обычно используется в цепях обработки видеосигнала.
Разделительный трансформатор.
: Конструкция этого устройства предусматривает полное отсутствие электрической связи между первичной и вторичными обмотками, то есть обеспечивает гальваническую развязку между входными и выходными цепями. Используется для повышения электробезопасности и, как правило, имеет коэффициент трансформации равный единице.
Пик—трансформатор.
: Используется для управления полупроводниковыми электрическими устройствами типа тиристоров. Преобразует синусоидальное напряжение переменного тока в пикообразные импульсы.

Стоит выделить способ классификации трансформаторов по способу их охлаждения.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

К основным техническим характеристиками трансформаторов можно отнести:

уровень напряжения: высоковольтный, низковольтный, высоко потенциальный;
способ преобразования: повышающий, понижающий;
количество фаз: одно- или трехфазный;
число обмоток: двух- и многообмоточный;
форму магнитопровода: стержневой, тороидальный, броневой.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

В зависимости от назначения трансформаторы делят на:

Силовые.

Являются наиболее распространенным типом промышленного трансформатора. Применяются для повышения и понижения напряжения. Используется в линиях электропередач. По пути от электрогенерирующих мощностей до потребителя электроэнергия может несколько раз проходить через повышающие силовые трансформаторы, в зависимости от удалённости конкретного потребителя.

Тока.

В зависимости от выполняемых функций различают следующие виды:

измерительные — подающее ток на приборы измерения и контроля;
защитные — подключаемые к защитным цепям;
промежуточные — используется для повторного преобразования.

Напряжения.

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

Виды трансформаторов и их применение

В электротехнике постоянно требуется преобразование тока из одного состояния в другое. В этих процессах активно участвуют различные виды трансформаторов, представляющие собой электромагнитные статические устройства, без каких-либо подвижных частей. В основе их действия лежит электромагнитная индукция, посредством которой переменный ток одного напряжения преобразуется в переменный ток другого напряжения. При этом частота остается неизменной, а потери мощности совсем незначительные.

Общее устройство и принцип работы

Энергетические системы, осуществляющие передачу и распределение электроэнергии, пользуются силовыми трансформаторами. С помощью этих устройств изменяются величины переменного тока и напряжения. Однако частота, количество фаз, кривая тока или напряжения, остаются в неизменном виде.

В силовых трансформаторах при протекании через витки обмотки также создается переменный магнитный поток, возникающий в магнитопроводе. Под его влиянием в обеих обмотках индуктируется ЭДС. Выходное напряжение может быть выше или ниже первоначального, в зависимости от того, какой тип трансформатора используется – повышающий или понижающий. Значение ЭДС в каждой обмотке различается в соответствии с количеством витков. Таким образом, если создать определенное соотношение витков в обмотках, можно создать трансформатор с требуемым отношением входного и выходного напряжений.

Типы трансформаторов

В соответствии со своими параметрами и характеристиками, все трансформаторы разделяются на следующие виды:

По количеству фаз могут быть одно- или трехфазными.
В соответствии с числом обмоток, трансформаторы бывают двух- или трехобмоточными, а также двух- или трехобмоточными с расщепленной обмоткой.
По типу изоляции – сухие (С) и масляные (М) или с негорючим заполнением (Н).
По видам охлаждения – с естественным масляным охлаждением (М), с масляным охлаждением и воздушным дутьем (Д), принудительная циркуляция масляного охлаждения (Ц), сухие трансформаторы с воздушным охлаждением (С). Кроме того, существуют устройства без расширителей, для защиты которых используется азотная подушка.

Условные обозначения трансформаторов

Каждый трансформатор имеет собственные условные обозначения, расшифровывающие основные технические характеристики и параметры устройства.

Буквенные символы обозначают следующее:

А – конструкция автотрансформатора.
О – однофазная модификация.
Т – трехфазное устройство, с наличием или отсутствием расщепления обмоток.

В соответствии с системой охлаждения, трансформаторы маркируются следующим образом:

Сухого типа: «С» – с естественным воздушным охлаждением, открытого исполнения; «СЗ» – то же самое, защищенного исполнения; «СГ» – то же самое, герметичного исполнения; «СД» – воздушное охлаждение с дутьем.
Масляное охлаждение: «М» – естественное; «МЗ» – естественное, с защитной азотной подушкой без расширителя; «Д» – дутье и естественная циркуляция масла; «ДЦ» – дутье и принудительная циркуляция масла; «Ц» – масляно-водяное охлаждение и принудительная циркуляция масла.
С использованием негорючего жидкого диэлектрика: «Н» и «НД» – естественное охлаждение и с применением дутья.

Существует множество других буквенных и цифровых обозначений. Правильно расшифровать их помогут специальные справочники и таблицы.

Масляные трансформаторы

Данный тип трансформаторов считается наиболее экономичным. Они лучше всего подходят для наружной установки. Внутри помещений они могут устанавливаться на уровне первого этажа, в специальных камерах с двумя наружными дверьми.

Эксплуатация масляных трансформаторов отличается специфическими особенностями. Они должны обязательно оборудоваться маслоприемными устройствами в виде ям или приямков, способных к сбору примерно 20-30% общего количества масла, залитого в трансформатор. Глубина таких ям должна быть не менее 1 м. Следует помнить, что масляные установки запрещается размещать в подвалах и на вторых этажах зданий.

Устройства с негорючим диэлектриком

Мощность таких установок составляет до 2500 кВА. Трансформаторы этого типа применяются в тех случаях, когда технические условия не допускают использования других устройств. Чаще всего это связано с условиями окружающей среды и недопустимостью открытой установки масляных трансформаторов.

Применение устройств с негорючим диэлектриком имеет серьезные ограничения в связи с высокой токсичностью совтола, используемого для охлаждения. Данная жидкость, обладая противопожарными и взрывобезопасными свойствами, может нанести серьезный вред человеческому организму, привести к раздражению носовых и глазных слизистых оболочек.

Основное преимущество этих устройств заключается в возможности их ввода в эксплуатацию без проведения предварительной ревизии. В процессе дальнейшей работы они не требуют обслуживания и ремонта.

Сухие трансформаторы

Максимальная мощность этих устройств также находится в пределах 2500 кВА. Они применяются в тех местах, где условия среды делают масляные трансформаторы пожароопасными, а трансформаторы с негорючей жидкостью – токсичными. Установка сухих трансформаторов производится в административные, общественные и другие здания, где возможно значительное скопление людей.

Рассматривая основные виды трансформаторов, следует отметить, что устройства сухого типа с небольшой мощностью могут размещаться внутри помещений и других закрытых местах. Это связано с тем, что им не требуются маслосборники и охлаждающая жидкость. Серьезным недостатком сухих трансформаторов считается наличие повышенного шума во время работы. Этот фактор нужно обязательно принимать во внимание при выборе места установки данных устройств.

Различные типы трансформаторов и их применение

Трансформатор — это широко используемое устройство в области электротехники и электроники. Это электромагнитное устройство, которое следует основному принципу электромагнетизма, открытому Майклом Фарадеем. Мы подробно рассмотрели строительство и эксплуатацию трансформаторов в предыдущем руководстве. Здесь мы рассмотрим различных типов трансформаторов , используемых в различных типах приложений. Однако все трансформаторы типа работают по одним и тем же принципам, но имеют разную конструкцию.Приложив немного усилий, вы также можете построить свой собственный трансформатор, но при сборке трансформатора всегда следует соблюдать методы защиты трансформатора.

Типы трансформаторов в зависимости от уровня напряжения

Трансформатор может иметь несколько типов конструкции. Трансформатор не имеет электрического соединения с одной стороны на другую; тем не менее, две электрически независимые катушки могут проводить электричество посредством электромагнитного потока. Трансформатор может иметь несколько катушек или обмоток как на первичной, так и на вторичной стороне.В некоторых случаях несколько первичных сторон, где две катушки соединены последовательно, часто называется с центральным отводом . Это состояние центрального отвода также можно увидеть на вторичной стороне.

Трансформаторы

могут быть сконструированы таким образом, что они могут преобразовывать уровень напряжения первичной стороны во вторичную. В зависимости от уровня напряжения трансформатор бывает трех категорий. Понижающий, повышающий и развязывающий трансформаторы . Для изолирующего трансформатора уровень напряжения одинаков для обеих сторон.

1. Понижающий трансформатор

Понижающий трансформатор

используется как в электронике, так и в электротехнике. Понижающий трансформатор преобразует уровень первичного напряжения в более низкое напряжение на вторичном выходе. Это достигается соотношением первичной и вторичной обмоток. Для понижающих трансформаторов количество обмоток на первичной стороне больше, чем на вторичной. Следовательно, общее соотношение первичной и вторичной обмоток всегда остается больше 1.

В области электроники многие приложения работают на 5 В, 6 В, 9 В, 12 В, 24 В или в некоторых случаях 48 В. Для преобразования напряжения однофазной розетки 230 В переменного тока в требуемый низкий уровень напряжения требуются понижающие трансформаторы. В контрольно-измерительных приборах, а также во многих электрических типах оборудования понижающий трансформатор является основным требованием для силовой части. Они также используются в блоках питания и схемах зарядных устройств сотовых телефонов.

В электрических системах понижающие трансформаторы используются в системе распределения электроэнергии, работающей от очень высокого напряжения, чтобы обеспечить низкие потери и экономичное решение для передачи электроэнергии на большие расстояния.Для преобразования высокого напряжения в низковольтную линию питания используется понижающий трансформатор.

2. Повышающий трансформатор

Повышающий трансформатор прямо противоположен понижающему трансформатору. Повышающий трансформатор увеличивает низкое первичное напряжение до высокого вторичного напряжения . Опять же, это достигается за счет соотношения первичной и вторичной обмоток. Для повышающего трансформатора соотношение первичной обмотки и вторичной обмотки остается менее 1 .Это означает, что количество витков во вторичной обмотке больше, чем в первичной обмотке.

В электронике, повышающие трансформаторы часто используются в стабилизаторах, инверторах и т. Д., Где низкое напряжение преобразуется в гораздо более высокое напряжение.

Повышающий трансформатор также используется в распределении электроэнергии . Высокое напряжение требуется для приложений, связанных с распределением электроэнергии. Повышающий трансформатор используется в сети для повышения уровня напряжения перед распределением.

3. Разделительный трансформатор

Изолирующий трансформатор не преобразует никакие уровни напряжения. Первичное напряжение и вторичное напряжение изолирующего трансформатора всегда остаются неизменными. Это связано с тем, что коэффициент первичной и вторичной обмоток всегда равен 1 . Это означает, что количество витков первичной и вторичной обмоток в изолирующем трансформаторе одинаково.

Изолирующий трансформатор используется для изоляции первичной и вторичной обмоток.Как обсуждалось ранее, трансформатор не имеет электрических соединений между первичной и вторичной обмотками, он также используется в качестве изолирующего барьера, где проводимость происходит только с магнитным потоком. Используется в целях безопасности и для отмены передачи шума от первичного к вторичному или наоборот.

Типы трансформаторов в зависимости от материала сердечника

Трансформатор передает энергию, проводя электромагнитный поток через материал сердечника.Различные материалы сердечника создают разную плотность потока. В зависимости от материалов сердечника в области энергетики и электроники используются несколько типов трансформаторов.

1. Трансформатор с железным сердечником В трансформаторе

с железным сердечником в качестве материала сердечника используется несколько пластин из мягкого железа. Благодаря отличным магнитным свойствам железа магнитная связь трансформатора с железным сердечником очень высока. Таким образом, КПД трансформатора с железным сердечником также высок.

Пластины с сердечником из мягкого железа могут быть разных форм и размеров.Катушки первичной и вторичной обмотки намотаны или намотаны на формирователь катушек. После этого формирователь катушки устанавливается в пластинах сердечника из мягкого железа. В зависимости от размера и формы сердечника на рынке доступны различные типы сердечниковых пластин. Мало распространенных форм: E, I, U, L и т. Д. Железные пластины тонкие, и несколько пластин сгруппированы вместе, чтобы сформировать фактический сердечник. Например, сердечники типа E изготавливаются из тонких пластин с видом на букву E.

Трансформаторы с железным сердечником широко используются и обычно имеют больший вес и форму.

2. Трансформатор с ферритовым сердечником

В трансформаторе с ферритовым сердечником используется ферритовый сердечник из-за высокой магнитной проницаемости. Этот тип трансформатора обеспечивает очень низкие потери в высокочастотном применении. Из-за этого трансформаторы с ферритовым сердечником используются в высокочастотных приложениях, таких как импульсные источники питания (SMPS), приложения, связанные с радиочастотами и т. Д.

Трансформаторы с ферритовым сердечником

также могут иметь разные формы и размеры в зависимости от требований приложения.Он в основном используется в электронике, а не в электротехнике. Наиболее распространенной формой трансформатора с ферритовым сердечником является сердечник E.

3. Трансформатор с тороидальным сердечником

В трансформаторе с тороидальным сердечником

используется материал сердечника тороидальной формы, такой как железный сердечник или ферритовый сердечник. Тороиды представляют собой материал сердечника в форме кольца или пончика и широко используются для обеспечения превосходных электрических характеристик. Благодаря кольцевой форме индуктивность рассеяния очень мала и обеспечивает очень высокую индуктивность и добротность.Обмотки относительно короткие, а вес намного меньше, чем у традиционных трансформаторов того же номинала.

4. Трансформатор с воздушным сердечником В трансформаторе

Air Core не используется физический магнитный сердечник в качестве материала сердечника. Потоковая связь трансформатора с воздушным сердечником полностью выполнена с использованием воздуха.

В трансформаторе с воздушным сердечником первичная обмотка питается переменным током, который создает вокруг нее электромагнитное поле.Когда вторичная катушка помещается внутри магнитного поля, согласно закону индукции Фарадея, вторичная катушка индуцируется магнитным полем, которое в дальнейшем используется для питания нагрузки.

Однако трансформатор с воздушным сердечником имеет низкую взаимную индуктивность по сравнению с физическим материалом сердечника, таким как железо или ферритовый сердечник.

Он используется в портативной электронике, а также в приложениях, связанных с радиочастотами. Из-за отсутствия физического материала сердечника он очень легкий с точки зрения веса.Правильно настроенный трансформатор с воздушным сердечником также используется в решениях для беспроводной зарядки, где первичные обмотки расположены внутри зарядного устройства, а вторичные обмотки расположены внутри целевого устройства.

Типы трансформаторов в зависимости от расположения обмоток

Трансформатор можно классифицировать по порядку намотки. Один из популярных типов — трансформаторы с автоматической обмоткой.

Трансформатор с автоматической обмоткой

До сих пор первичная и вторичная обмотки фиксированы, но в случае трансформатора с автоматической обмоткой первичная и вторичная обмотки могут быть соединены последовательно, а центральный ответвительный узел является подвижным.В зависимости от центрального положения ответвлений вторичное напряжение может изменяться.

«Авто» — это не сокращенная форма «Автомат»; скорее, чтобы уведомить себя или одиночную катушку. Эта катушка образует передаточное число, которое состоит из двух частей: первичной и вторичной. Положение центрального ответвительного узла определяет соотношение первичной и вторичной обмоток, таким образом изменяя выходное напряжение.

Чаще всего используется V ARIAC , прибор для создания переменного переменного тока из постоянного входного переменного тока.Он также используется в приложениях, связанных с передачей и распределением электроэнергии, где требуется частая замена высоковольтных линий.

Типы трансформаторов в зависимости от использования

Также доступны несколько типов трансформаторов, которые работают в определенной области. Как в электронике, так и в электротехнике, несколько специализированных трансформаторов используются в качестве понижающих или повышающих трансформаторов в зависимости от области применения. Итак, трансформаторы могут быть классифицированы следующим образом в зависимости от использования:

1.Power Domain

Силовой трансформатор
Измерительный трансформатор
Распределительный трансформатор

2. Домен электроники

Импульсный трансформатор
Трансформатор аудиовыхода

1. Трансформаторы, используемые в области питания

В области «Электрооборудование» область «Электроэнергетика» связана с производством, измерением и распределением электроэнергии. Однако это очень большая область, где трансформаторы являются важной частью для обеспечения безопасного преобразования энергии и успешной подачи энергии на подстанцию и конечных пользователей.

Трансформаторы, которые используются в области питания, могут быть как наружными, так и внутренними, но в основном наружными.

(а) Силовой трансформатор

Силовые трансформаторы

больше по размеру и используются для передачи энергии на подстанцию или в общественное электроснабжение. Этот трансформатор действует как мост между генератором энергии и первичной распределительной сетью. В зависимости от номинальной мощности и технических характеристик силовые трансформаторы можно разделить на три категории: трансформатор малой мощности , трансформаторы средней мощности и трансформаторы большой мощности .Номинальная мощность может быть от 30 кВА до 500-700 кВА или, в некоторых случаях, может быть равна или больше 7000 кВА для трансформатора малой номинальной мощности. Мощность трансформатора среднего номинала может достигать 50-100 МВА, тогда как трансформаторы большой мощности могут выдерживать более 100 МВА.

Из-за очень высокой выработки мощности конструкция силового трансформатора также имеет решающее значение. Конструкция включает прочную изоляционную периферию и хорошо сбалансированную систему охлаждения. Наиболее распространенные силовые трансформаторы заполнены маслом.

Основным принципом силового трансформатора является преобразование высокого тока низкого напряжения в низкий ток высокого напряжения . Это необходимо для минимизации потерь мощности в системе распределения электроэнергии.

Еще одним важным параметром силового трансформатора является наличие фазы. Обычно силовые трансформаторы работают в трехфазной системе , но в некоторых случаях также используются однофазные малые силовые трансформаторы.Трехфазные силовые трансформаторы являются наиболее дорогими и эффективными, чем однофазные силовые трансформаторы.

(б) Измерительный трансформатор

Измерительный трансформатор часто называют измерительным трансформатором. Это еще один широко используемый измерительный прибор в области мощности. Измерительный трансформатор используется для изоляции основного питания и преобразования тока и напряжения в меньшем соотношении к его вторичному выходу. Измеряя выходную мощность, можно измерить фазу, ток и напряжение фактической линии электропередачи.

На изображении выше показана конструкция трансформатора тока.

(c) Распределительный трансформатор

Используется на последней фазе системы распределения электроэнергии. Распределительные трансформаторы представляют собой понижающий трансформатор, который преобразует высокое сетевое напряжение в требуемое конечным потребителем напряжение, 110 или 230 В. Он также может быть однофазным или трехфазным.

Распределительные трансформаторы могут быть меньше по форме, а также больше, в зависимости от мощности преобразования или номинальных значений.

Распределительные трансформаторы

можно разделить на другие категории в зависимости от типа используемой изоляции. Он может быть сухим или погружным в жидкость. Он изготовлен из многослойных стальных пластин, в основном С-образной формы, в качестве основного материала.

Распределительный трансформатор также имеет другую классификацию в зависимости от того, где он используется. Трансформатор может быть установлен на опоре электросети, в таком случае он называется распределительным трансформатором, устанавливаемым на опоре. Его можно разместить внутри подземной камеры, установить на бетонную площадку (распределительный трансформатор, устанавливаемый на площадку) или внутри закрытого стального ящика.

Обычно распределительные трансформаторы имеют номинальную мощность менее 200 кВА.

2. Преобразователь, используемый в области электроники

В электронике используются различные небольшие миниатюрные трансформаторы, которые могут быть смонтированы на печатной плате или могут быть закреплены внутри небольшого корпуса продукта.

(а) Импульсный трансформатор

Импульсные трансформаторы — одни из наиболее часто используемых трансформаторов на печатных платах, которые вырабатывают электрические импульсы постоянной амплитуды.Он используется в различных цифровых схемах, где генерация импульсов необходима в изолированной среде. Следовательно, импульсные трансформаторы изолируют первичную и вторичную обмотки и распределяют первичные импульсы во вторичную цепь, часто на цифровые логические вентили или драйверы.

Правильно сконструированные импульсные трансформаторы должны иметь надлежащую гальваническую развязку, а также небольшую утечку и паразитную емкость.

(b) Трансформатор аудиовыхода

Audio Transformer — еще один широко используемый трансформатор в области электроники.Он специально используется в приложениях, связанных со звуком, где требуется согласование импеданса. Аудиотрансформатор уравновешивает схему усилителя и нагрузки, обычно громкоговоритель. Аудио трансформатор может иметь несколько первичных и вторичных катушек, разделенных или с отводом по центру.

Итак, мы рассмотрели различные типы трансформаторов, кроме трансформаторов специального назначения, но они выходят за рамки этой статьи.

Типы электрических трансформаторов и их применение

Типы трансформаторов

Что такое трансформатор?

Чтобы узнать больше об этом, обратитесь к предыдущему посту о: трансформаторе, конструкции, работе, применении типов и ограничениях.

Типы электрических трансформаторов

Существует различных типов трансформаторов в зависимости от их использования, конструкции, конструкции и т. Д. Мы обсудим некоторые из этих типов в этой статье ниже;

На основе ядра;

Классификация трансформатора на основе материала, используемого для его сердечника,

Этот тип трансформатора использует пластик или воздух в качестве сердечника. Обмотки либо намотаны вокруг пластикового сердечника, либо физического сердечника нет.Воздух имеет очень низкую магнитную проницаемость. Таким образом, между катушками нет магнитной связи, поскольку они связаны через воздух между ними.

Отсутствие ферромагнитного сердечника (например, железного сердечника) снижает потери в сердечнике, поскольку эти потери увеличиваются с увеличением частоты. Ферромагнитный материал также вызывает искажение высокочастотного сигнала. Таким образом, трансформатор с воздушным сердечником подходит для радиочастотного тока. Еще одним положительным моментом трансформаторов с воздушным сердечником является то, что они легкие и подходят для мобильных электронных устройств, таких как радиопередатчики и т. Д.

Трансформатор с ферромагнитным / железным сердечником

Как следует из названия, сердечник этого трансформатора изготовлен из ферромагнитного материала. Ферромагнитный сердечник используется в трансформаторе для увеличения его магнитного поля. Сила магнитного поля зависит от магнитной проницаемости используемого материала. Железо — распространенный ферромагнитный материал, используемый в таких трансформаторах.

Трансформаторы с железным сердечником используются для тяжелых нагрузок, имеющих низкую частоту, таких как источники питания.Железный сердечник включает в себя зависящие от частоты потери в сердечнике, такие как потери на вихревые токи и гистерезисные потери.

Они используются для увеличения или уменьшения уровней переменного напряжения.

На основе преобразования напряжения:

Трансформаторы также классифицируются на основе преобразования уровня переменного напряжения.

Повышающий трансформатор

В трансформаторе такого типа напряжение на его вторичной обмотке больше, чем на первичной обмотке. Это связано с тем, что количество витков первичной обмотки меньше числа витков вторичной обмотки.

Выходное напряжение трансформатора зависит от его передаточного числа, которое определяется выражением;

Коэффициент трансформации = N _с / N _p

Коэффициент трансформации повышающего трансформатора больше 1.

Как известно, входная и выходная мощность трансформатора остается неизменной. Это означает, что повышающий трансформатор увеличивает напряжение, но также снижает ток от первичной до вторичной обмотки. Таким образом, он поддерживает постоянную мощность.

Повышающий трансформатор в основном используется при передаче электроэнергии на большие расстояния для уменьшения потерь в линии (I ² R). Потери в линии зависят от тока, поэтому уменьшение тока (при увеличении напряжения) с помощью повышающего трансформатора снижает потери и обеспечивает эффективную передачу энергии.

В микроволновой печи также используется повышающий трансформатор для увеличения напряжения питания в доме (110/220) до диапазона 2000 вольт.

Понижающий трансформатор

Понижающий трансформатор понижает напряжение переменного тока i.е. выходное напряжение ниже входного. Число витков первичной обмотки больше, чем число витков вторичной обмотки.

Коэффициент трансформации понижающего трансформатора меньше 1.

Наиболее распространенные понижающие трансформаторы используются для понижения напряжения 11 кВ от линий электропередачи до стандартного напряжения потребителя, используемого для бытовых приборов.

В каждом зарядном устройстве для мобильного телефона используется понижающий трансформатор, который снижает внутреннее напряжение питания для выпрямления.

в зависимости от использования:

Существует четыре типа трансформаторов в зависимости от его использования.

Силовой трансформатор

Эти трансформаторы используются при передаче электроэнергии путем повышения и понижения напряжения на электростанции для эффективной передачи.

Как известно, потери в линии (I ² R) зависят от тока. Чтобы уменьшить линейный ток, мы увеличиваем сетевое напряжение с помощью повышающего силового трансформатора.

Их рабочее напряжение очень высокое и составляет более 33 кВ с номинальной мощностью более 200 МВА. Они огромны по размеру и работают при максимальной нагрузке со 100% -ным КПД.

Связанные сообщения:

Распределительный трансформатор

Эти трансформаторы используются для распределения электроэнергии в домашних или коммерческих целях. Они понижают высокое линейное напряжение (> 11 кВ) до стандартного домашнего напряжения (120/240 вольт).

Они меньше по размеру по сравнению с силовым трансформатором и просты в установке.Они имеют низкое напряжение и номинальную мощность обычно ниже 200 МВА. Их КПД остается ниже 70%, потому что они никогда не работают с полной нагрузкой.

Изолирующий трансформатор :

Эти типы трансформаторов используются для гальванической развязки устройства от электросети с целью предотвращения поражения электрическим током.

Один конец первичной обмотки изолирующего трансформатора заземлен. В случае, если кто-то прикоснется к оголенному проводнику со стороны вторичной обмотки, протекания тока не будет.Цепь неполная, потому что земля будет иметь тот же потенциал, что и этот человек.

Трансформаторы с соотношением витков 1: 1 в основном используются в качестве изолирующего трансформатора, но они могут быть сконструированы как повышающие или понижающие трансформаторы.

Они изготовлены из специального изоляционного материала между обмотками, который может выдерживать высокие напряжения переменного тока и благодаря емкостной связи полностью блокирует любые компоненты постоянного тока.

Между обмотками имеется заземленный экран Фарадея, который подавляет любые шумы или помехи.

Они используются для измерений безопасности, чтобы предотвратить поражение электрическим током или соединения двух цепей, которые не должны быть электрически соединены.

Измерительные трансформаторы:

Такой тип трансформатора используется для измерения высокого напряжения и тока.

Эти трансформаторы понижают напряжение и ток до безопасного диапазона, который легко измеряется с помощью обычных измерительных приборов.

Есть два типа измерительных трансформаторов i.е. Трансформатор тока и трансформатор напряжения .

Трансформатор тока

Трансформатор тока, CT используется для измерения очень большого тока. . Прочтите подробный пост о трансформаторах тока (ТТ) — типы, характеристики и применение

Трансформатор потенциала

Трансформатор напряжения также известен как трансформатор напряжения. Он используется для измерения высоких напряжений. Для этого первичная обмотка трансформатора подключается к высоковольтным линиям.На вторичной стороне все измерительные инструменты и инструменты, такие как счетчики, подключены для измерения и анализа уровня напряжения.

Первичная обмотка заземлена, где трансформатор напряжения увеличивает значение напряжения до безопасного уровня.

Ниже представлены различные типы трансформаторов потенциала

Электромагнитный : Трансформатор с проволочной обмоткой
Конденсаторный трансформатор напряжения (CVT) : В нем используется схема конденсаторного делителя напряжения
Оптический трансформатор : на основе электрических свойств оптические материалы.

Измерительный трансформатор изолирует измерительную цепь от цепи большой мощности, чтобы снизить риск поражения электрическим током.

по обмоткам;

Трансформаторы делятся на типы в зависимости от конструкции их обмоток.

Трансформатор такого типа имеет две отдельные обмотки для каждой фазы, т.е. первичную и вторичную обмотки.

Первичная обмотка питается от входа переменного тока, в то время как вторичная обмотка подключена к нагрузке.

Эти две обмотки электрически изолированы, но связаны магнитным полем.

ЭДС, индуцированная во вторичной обмотке, возникает из-за изменения магнитного потока, вызванного изменяющимся током в первичной обмотке, также известной как взаимная индукция. Таким образом, выходное напряжение возникает исключительно за счет индукции.

Выходное напряжение зависит от коэффициента трансформации обеих обмоток и может увеличивать или уменьшать входное напряжение.

Автотрансформатор:

Автотрансформатор имеет только одну обмотку на фазу, которая разделена на две части i.е. первичная и вторичная обмотка.

Обмотка автотрансформатора имеет 3 точки отвода, две из которых фиксированные, а третья — регулируемая.

Переменную точку отвода можно перемещать для увеличения или уменьшения количества вторичных витков. Таким образом увеличивается или уменьшается выходное напряжение.

Его можно использовать в любой конфигурации для повышения или понижения входного тока и напряжения.

Выходное напряжение может уменьшаться (понижаться), если питание подключено к фиксированным клеммам.В обратной конфигурации, то есть если источник питания подключен к регулируемой точке ответвления, выходное напряжение будет превышать входное (повышающее).

Вторичная обмотка электрически соединена с первичной, поэтому гальванической развязки нет, но уменьшается магнитный поток рассеяния.

ЭДС в обмотке также возникает из-за самоиндукции. Таким образом, выходное напряжение является результатом проводимости и индукции.

в зависимости от используемой изоляции;

Трансформатор сухого типа:

Этот тип трансформатора не имеет системы жидкостного охлаждения.Обмотки покрыты эпоксидной смолой для защиты от влаги. Таким образом, единственная охлаждающая среда — это воздух.

Поскольку воздух не является хорошим изолятором, в сухом трансформаторе используются большие катушки и материал обмотки для компенсации высоких температур и номинальных значений. Вот почему сухие трансформаторы не доступны с номиналом выше 33 кВ.

Из-за плохой системы охлаждения они имеют тенденцию к перегреву, что сокращает срок их службы.

Кроме того, для обеспечения циркуляции воздуха требуется регулярный осмотр для поддержания его рабочего состояния.

Они используются в помещении, потому что они менее опасны для возгорания. Их легко установить.

Масляный трансформатор :

В трансформаторах такого типа для охлаждения используется горючее масло. Масло обеспечивает лучшее охлаждение, чем трансформаторы сухого типа, поэтому они используются для трансформаторов с высокими номиналами в суровых условиях окружающей среды.

Недостатком этого типа трансформатора является его большой размер из-за масляного бака и датчиков, необходимых для контроля влажности и т. Д.Он содержит легковоспламеняющееся масло, поэтому не подходит для использования в помещении.

На основе фазы

Однофазный трансформатор:

Однофазный трансформатор представляет собой двухобмоточный трансформатор, имеющий одну первичную обмотку и одну вторичную обмотку. Трансформатор используется для однофазных применений, таких как микроволновая печь, зарядное устройство для мобильных телефонов и т. Д.

Они имеют две входные клеммы, соединенные с первичной обмоткой, и две выходные клеммы, соединенные со вторичной обмоткой.

Трехфазный трансформатор:

Трехфазный трансформатор имеет 6 обмоток, из которых 3 являются первичными обмотками, а 3 — вторичными обмотками для каждой фазы. Он имеет 12 клемм, равномерно разделенных с обеих сторон (по 2 на каждую фазу), с учетом подключения звезды и треугольника. Вы можете использовать 3 однофазных трансформатора вместе вместо трехфазного трансформатора.

Они используются для передачи и распределения энергии для домашнего и коммерческого использования.

На основе конструкции сердечника:

На основе конструкции сердечника трансформаторы делятся на два типа;

Трансформатор с сердечником:

Сердечник такого трансформатора имеет две ветви, каждая из которых содержит отдельную обмотку i.е. первичная и вторичная обмотка. Обмотки покрывают большую часть площади и окружают сердечник. Сердечник состоит из пластин L-образной формы почти квадратной формы.

Их сервисный осмотр удобен по сравнению с корпусным типом из-за отдельных обмоток.

Трансформатор кожухового типа:

Его сердечник состоит из пластин E и I прямоугольной формы с 3-мя ветвями. Обе обмотки размещены вокруг центрального плеча друг над другом.Сердечник оболочечного типа покрывает большую часть площади и окружает обмотки.

Трансформатор ягодного типа

На самом деле это трансформатор оболочечного типа, но название связано с дизайном и его цилиндрической формой. Трансформатор типа Берри имеет более двух независимых магнитных цепей, то есть имеет распределенные магнитные цепи. Основная конструкция трансформатора ягодного типа подобна спицам волка. Магнитопровод и цилиндрические обмотки показаны на рисунке ниже.

Похожие сообщения:

Типы трансформаторов — разные типы трансформаторов

Существуют различных типов трансформаторов , используемых в электроэнергетической системе для различных целей, таких как генерация, распределение и передача и использование электроэнергии.

Различные типы трансформаторов: повышающий и понижающий трансформатор, силовой трансформатор, распределительный трансформатор, измерительный трансформатор, содержащий трансформатор тока и напряжения, однофазный и трехфазный трансформатор, автотрансформатор и т. Д.

Состав:

Различные типы трансформатора

Различные типы трансформатора, показанные на рисунке выше, подробно поясняются ниже.

Повышающий и понижающий трансформатор

Этот тип трансформатора классифицируется на основе количества витков в первичной и вторичной обмотках и наведенной ЭДС.

Повышающий трансформатор преобразует низковольтный сильноточный переменный ток в высоковольтную слаботочную систему переменного тока. В этом типе трансформатора количество витков во вторичной обмотке больше, чем количество витков в первичной обмотке. Если (V ₂> V ₁) напряжение на выходе повышается и называется повышающим трансформатором

Понижающий трансформатор преобразует высокое первичное напряжение, связанное с низким током, в низкое напряжение с высоким током.В трансформаторе этого типа количество витков в первичной обмотке больше, чем количество витков во вторичной обмотке. Если (V ₂ 1 ) уровень напряжения на выходе понижается и известен как понижающий трансформатор

Силовой трансформатор

Силовые трансформаторы используются в сетях передачи более высокого напряжения. Номинальные параметры силового трансформатора следующие: 400 кВ, 200 кВ, 110 кВ, 66 кВ, 33 кВ. В основном они рассчитаны на мощность более 200 МВА.В основном устанавливается на генерирующих станциях и передающих подстанциях. Они рассчитаны на максимальную эффективность 100%. Они больше по размеру, чем распределительный трансформатор.

При очень высоком напряжении мощность не может быть передана потребителю напрямую, поэтому мощность понижается до желаемого уровня с помощью понижающего силового трансформатора. Трансформатор загружен не полностью, поэтому потери в сердечнике происходят в течение всего дня, но потери в меди зависят от цикла нагрузки распределительной сети.

Если силовой трансформатор подключен к сети передачи, колебания нагрузки будут очень меньшими, так как они не подключены напрямую со стороны потребителя, но при подключении к распределительной сети будут колебания нагрузки.

Трансформатор нагружен на передающей станции в течение 24 часов, таким образом, потери в сердечнике и меди будут происходить в течение всего дня. Силовой трансформатор экономичен, когда мощность генерируется при низком уровне напряжения. Если уровень напряжения повышается, то ток силового трансформатора уменьшается, что приводит к потерям I ² R, а также увеличивается регулировка напряжения.

Распределительный трансформатор

Этот тип трансформатора имеет более низкие номиналы, такие как 11 кВ, 6,6 кВ, 3,3 кВ, 440 В и 230 В. Они имеют номинальную мощность менее 200 МВА и используются в распределительной сети для преобразования напряжения в энергосистеме путем понижения напряжения. уровень, на котором электрическая энергия распределяется и используется на стороне потребителя.

Первичная обмотка распределительного трансформатора намотана эмалированным медным или алюминиевым проводом. Толстая лента из алюминия и меди используется для изготовления вторичной обмотки трансформатора, которая представляет собой обмотку с высоким током и низким напряжением.В качестве изоляции используется пропитанная смолой бумага и масло.

Масло в трансформаторе используется для

Охлаждение
Изоляция обмоток
Защита от влаги

Различные типы распределительных трансформаторов подразделяются на следующие категории и показаны на рисунке ниже

Место установки
Тип изоляции
Характер поставки

Распределительный трансформатор менее 33 кВ используется в промышленности, а 440, 220 В — в быту.Он меньше по размеру, прост в установке, имеет низкие магнитные потери и не всегда загружается полностью.

Так как он не работает при постоянной нагрузке в течение 24 часов, так как днем его нагрузка находится на пике, а в ночное время он загружен очень слабо, поэтому эффективность зависит от цикла нагрузки и рассчитывается как эффективность на весь день. Распределительные трансформаторы рассчитаны на максимальный КПД от 60 до 70%

Использование распределительного трансформатора

Применяется в насосных станциях с уровнем напряжения ниже 33 кВ
Электроснабжение ВЛ железных дорог электрифицированных АС
В городских районах многие дома питаются от однофазного распределительного трансформатора, а в сельской местности может быть возможно, что для одного дома потребуется один единственный трансформатор в зависимости от нагрузки.
Несколько распределительных трансформаторов используются в промышленных и коммерческих помещениях.
Используется в ветряных электростанциях, где электроэнергия вырабатывается ветряными мельницами. Там он используется как коллектор для подключения подстанций, удаленных от ветроэнергетической системы.

Измерительный трансформатор

Трансформатор тока

Первичная обмотка трансформатора тока подключена последовательно к основному источнику питания и различным измерительным приборам, таким как амперметр, вольтметр, ваттметр или катушка защитного реле. У них есть точный коэффициент тока и фазовое соотношение, позволяющее измерить точность измерения на вторичной стороне. Термин «отношение» имеет большое значение в компьютерной томографии.

Например, если его соотношение составляет 2000: 5, это означает, что трансформатор тока имеет выходную мощность 5 ампер, когда входной ток составляет 2000 ампер на первичной стороне.Точность трансформатора тока зависит от многих факторов, таких как нагрузка, нагрузка, температура, изменение фазы, номинал, насыщение и т. Д.

В трансформаторе тока полный первичный ток представляет собой векторную сумму тока возбуждения и тока, равного изменение направления вторичного тока, умноженное на коэффициент трансформации.

Где,
I _p — первичный ток
I _с — вторичный или обратный ток
I ₀ — ток возбуждения
K _T — коэффициент поворота

Трансформатор потенциала

Трансформатор напряжения также называют трансформатором напряжения.Первичная обмотка подключена к линии высокого напряжения, напряжение которой должно быть измерено, а все измерительные приборы и измерители подключены к вторичной обмотке трансформатора.

Основная функция трансформатора потенциала — понижать уровень напряжения до безопасного предела или значения. Первичная обмотка трансформатора напряжения заземлена в качестве точки безопасности.

Например, отношение напряжения первичной обмотки к вторичной задается как 500: 120, это означает, что выходное напряжение составляет 120 В, когда напряжение 500 В подается на первичную обмотку.Различные типы трансформаторов напряжения показаны ниже на рисунке

Электромагнитный (трансформатор с проволочной обмоткой)
Конденсатор (конденсаторный трансформатор напряжения CVT использует конденсаторный делитель напряжения)
Оптический (работает над электрическими свойствами оптических материалов)

Погрешность напряжения в процентах определяется уравнением, приведенным ниже

Однофазный трансформатор

Однофазный трансформатор — это статическое устройство, работающее по принципу закона взаимной индукции Фарадея.При постоянном уровне частоты и изменении уровня напряжения трансформатор передает мощность переменного тока из одной цепи в другую. В трансформаторе есть два типа обмоток. Обмотка, на которую подается питание переменного тока, называется первичной обмоткой, а во вторичной обмотке подключена нагрузка.

Трехфазный трансформатор

Если взять три однофазных трансформатора и соединить их вместе со всеми тремя первичными обмотками, соединенными друг с другом как одна, а все три вторичные обмотки связаны друг с другом, образуя одну вторичную обмотку, то говорят, что трансформатор ведет себя как трехфазный трансформатор, то есть группа из трех однофазных трансформаторов, соединенных вместе, которые действуют как трехфазный трансформатор.

Трехфазный источник питания в основном используется для производства, передачи и распределения электроэнергии в промышленных целях. Менее затратно собрать три однофазных трансформатора для образования трехфазного трансформатора, чем купить один одиночный трехфазный трансформатор. Подключение трехфазного трансформатора может быть выполнено по схеме звезда (звезда) и треугольник (сетка).

Соединение первичной и вторичной обмоток может быть выполнено различными комбинациями, показанными ниже

Первичная обмотка	Вторичная обмотка
Звезда (звезда)	Звезда
Дельта (сетка)	Дельта
Звезда	Дельта
Дельта	Звезда

Комбинация первичной обмотки и вторичной обмотки выполняется по схеме звезда-звезда, треугольник-треугольник, звезда-треугольник и треугольник.

Типы трансформаторов и их применение

Трансформаторы передают электрическую энергию от одной цепи к другой. Поскольку их основная цель — увеличивать (повышать) или понижать (понижать) напряжение, эти электрические устройства могут использоваться для различных нужд, от распределения и измерения мощности до зарядной подставки вашего сотового телефона.

Ниже приводится обзор основных типов трансформаторов и их применения.

Силовые трансформаторы: Обычно используются для повышения или понижения напряжения в распределительной сети.Электроэнергетические компании обычно используют «повышающий» трансформатор для увеличения напряжения и уменьшения количества энергии, которая теряется при передаче на большие расстояния, и «понижающий», чтобы снизить напряжение до того, как оно достигнет потребителей.
Распределительные трансформаторы: Используются для понижения напряжения для распределения между бытовыми и коммерческими пользователями.
Измерительные трансформаторы: Они снижают высокое напряжение и ток до меньших значений, которые затем могут быть измерены и безопасно использованы обычными приборами.
Однофазные трансформаторы: Часто используются для питания освещения жилых помещений, розеток, систем кондиционирования и отопления.
Трехфазные трансформаторы: Сконструированы путем наматывания трех однофазных трансформаторов на один сердечник для обеспечения экономичного распределения энергии.
Двухобмоточные и автотрансформаторы: Двухобмоточные и автотрансформаторы обычно используются для повышения или понижения напряжения от передающей сети к распределительной.Когда высокое и низкое напряжение больше 2, более рентабельно использовать двухобмоточный трансформатор. Автотрансформаторы предпочтительнее, если коэффициент меньше 2.
Трансформаторы с сердечником и оболочкой: Трансформатор с сердечником имеет две вертикальные ветви или ветви с двумя горизонтальными секциями. Катушки ВН и НН размещены на обеих конечностях. С другой стороны, трансформатор оболочечного типа имеет центральное плечо и два внешних плеча. Обе катушки ВН и НН размещены на центральном плече.
Трансформатор с масляным охлаждением: Большие трансформаторы, используемые в распределительных сетях или электрических подстанциях, сердечники и катушки которых погружены в масло, которое охлаждает и изолирует их.
Сухие трансформаторы: Трансформаторы с воздушным охлаждением, которые обеспечивают экономичный метод корректировки более низкого или высокого номинального напряжения для эффективной работы электрического оборудования.

Как уважаемый клиент J&S Electrical Contractors, Inc., , вы получите индивидуальных решений для удовлетворения конкретных потребностей вашего промышленного или коммерческого объекта. Наше качество изготовления, индивидуальное внимание и своевременное выполнение проектов в рамках бюджета гарантируют, что вы полностью удовлетворены.Обсудите ваши требования к трансформатору с нашей командой. Мы без проблем координируем каждый аспект вашего проекта.

Наши коммерческие электрики полностью лицензированы, сертифицированы и знакомы с современными технологиями и правилами техники безопасности. От установки трансформатора до технического обслуживания и аварийного ремонта — вы можете рассчитывать на нас в плане экономичных решений в области электрооборудования и безупречного обслуживания клиентов.

Уже более 25 лет руководители предприятий и предприятий в Нью-Джерси, Пенсильвании, Делавэре и по всей стране полагаются на нас в предоставлении полного спектра электрических, коммерческих и механических подрядных услуг.Мы будем рады добавить вас в наш длинный список счастливых клиентов.

Позвоните нам по телефону 215-633-8330, чтобы узнать больше о наших электрических услугах. Или запросите онлайн-расценки для ваших коммерческих и промышленных проектов.

Электрические трансформаторы: типы, применение и применение

Трансформаторы — это больше, чем просто внеземные роботы, они также являются очень полезными устройствами для передачи энергии между цепями, и существуют различные типы электрических трансформаторов.При использовании индуктивно связанных электрических проводников в качестве основного средства передачи изменение тока в первой цепи переносится на вторую цепь, которая впоследствии принимает новый заряд. Каждый конец цепи несет заряд внутри обмотки — первичной или вторичной — которая состоит из электропроводящего провода, намотанного вокруг противоположных концов сердечника трансформатора, который имеет высокую магнитную проницаемость, что делает возможной передачу.

В идеальной ситуации изменение напряжения пропорционально, когда вторая цепь принимает напряжение в зависимости от количества витков в первичной обмотке.Таким образом, напряжение регулируется путем изменения количества витков в первичной обмотке, чтобы оно было больше или меньше количества витков во вторичной обмотке, что либо увеличивает, либо уменьшает количество получаемой электроэнергии.

Трансформаторы необходимы, когда речь идет о национальной энергосистеме, и отвечают за передачу большого количества энергии высокого напряжения на большие расстояния. Это не означает, что все трансформаторы большие — они бывают разных размеров — и некоторые, конечно, не рассчитаны на высокие уровни выходной мощности.В зависимости от предполагаемой функции и необходимой мощности трансформаторы могут быть размером с ноготь или весить несколько сотен тонн.

Различные типы трансформаторов

Ниже мы перечисляем некоторые из распространенных типов трансформаторов.

Автотрансформаторы

Автотрансформаторы отличаются от традиционных трансформаторов, поскольку у автотрансформаторов общая обмотка. На каждом конце сердечника трансформатора есть оконечные зажимы для обмотки, но есть также вторая обмотка, которая подключается в ключевой промежуточной точке, образуя третью клемму.Первый и второй выводы проводят первичное напряжение, а третий вывод работает вместе с первым или вторым выводом, обеспечивая вторичную форму напряжения. Первый и второй выводы имеют много совпадающих витков в обмотке. Напряжение одинаково для каждого витка на первом и втором выводе. Адаптируемый автотрансформатор — еще один вариант для этого процесса. Открывая часть второй обмотки и используя скользящую щетку в качестве второго вывода, можно изменять количество витков, таким образом изменяя напряжение (см. Изображение справа).

Полифазные трансформаторы

Этот тип трансформатора обычно ассоциируется с трехфазной электрической мощностью, которая является распространенным методом передачи большого количества энергии высокого напряжения, например, по национальной электросети. В этой системе по трем отдельным проводам проходят переменные токи одинаковой частоты, но они достигают пика в разное время, что приводит к непрерывному потоку мощности. Иногда эти «трехфазные» системы имеют нейтральный провод, в зависимости от области применения.В других случаях все три фазы можно объединить в один многофазный трансформатор. Это потребует унификации и соединения магнитных цепей, чтобы обеспечить трехфазную передачу. Схема намотки может быть разной, как и фазы многофазного трансформатора.

Трансформатор утечки

Трансформаторы утечки имеют неплотную связь между первичной и вторичной обмотками, что приводит к значительному увеличению величины утечки индуктивности. Все токи поддерживаются на низком уровне с помощью трансформаторов утечки, что помогает предотвратить перегрузку.Они полезны в таких применениях, как дуговая сварка и некоторые высоковольтные лампы, а также в приложениях с очень низким напряжением, которые можно найти в некоторых детских игрушках.

Резонансный трансформатор

Как тип трансформатора утечки, резонансные трансформаторы зависят от слабого соединения первичной и вторичной обмоток, а также от внешних конденсаторов для работы в сочетании со второй обмоткой. Они могут эффективно передавать высокие напряжения и полезны при восстановлении данных с определенных уровней частот радиоволн.

Аудиопреобразователь

Первоначально использованные в ранних телефонных системах, аудиопреобразователи помогают изолировать потенциальные помехи и отправлять один сигнал через несколько электрических цепей. В современных телефонных системах по-прежнему используются аудиопреобразователи, но они также встречаются в аудиосистемах, где передают аналоговые сигналы между системами. Поскольку эти трансформаторы могут выполнять несколько функций, таких как предотвращение помех, разделение сигнала или объединение сигналов, они используются во многих приложениях.Усилители, громкоговорители и микрофоны — все зависит от аудиопреобразователей для правильной работы.

Прочие электротехнические изделия

Прочие «виды» статей

Больше от компании Electric & Power Generation

Типы трансформаторов и их работа со схемами

Развитие электротехнической и электронной промышленности, кажется, непрерывно прогрессирует с изобретением различных электронных устройств. Единственное устройство, которое, вероятно, следует обсудить, — это трансформатор.Существует широкий спектр применений трансформатора, и только не одного типа трансформатора, ученые изобрели различные виды, и каждый из них имеет свои собственные применения и преимущества, как в коммерческих, так и в реальных сценариях. Итак, давайте рассмотрим, что такое трансформатор и какие бывают трансформаторы?

Что такое трансформатор?

Итак, в основном трансформатор определяется как статическое устройство, которое обладает способностью преобразовывать электрическую энергию одной цепи в другую с помощью электромагнитной индукции.Он может быть реализован для максимизации (повышение) или минимизации (понижение) уровней напряжения между цепями. Можно подумать, как может произойти преобразование энергии. Таким образом, именно благодаря принципу взаимной индукции поток, который стимулируется в начальной обмотке, связывается со вторичной обмоткой. При увеличении или уменьшении уровней мощности и напряжения происходит передача энергии, при этом частотный член остается постоянным.

Типы трансформаторов

В электроэнергетических системах будут реализованы различные типы трансформаторов в зависимости от передачи, выработки электроэнергии, распределения, использования энергии, а также требований организации.Различные типы трансформаторов можно классифицировать в зависимости от уровня напряжений, используемой основной среды, работы обмоток, места установки и многих других аспектов. В общем, мы продолжим обсуждение нижеприведенных типов трансформаторов.

Автотрансформатор

Это трансформатор, в котором только одна обмотка намотана на многослойный сердечник. Это то же самое, что и у двухобмоточного трансформатора, но отличается подходом, когда обе обмотки соединены между собой.Некоторая часть секции обмотки делится между двумя обмотками. В случае нагрузки некоторая часть тока нагрузки берется от источника питания, а остальная часть — от активности трансформатора. Он функционирует так же, как регулятор напряжения.

Принципиальная схема

В обычном трансформаторе обе обмотки электрически изолированы, в то время как они соединены магнитно, а в автотрансформаторе обе обмотки соединены как электрически, так и магнитно.

Здесь AB действует как первичная обмотка, а CB — как вторичная обмотка. Напряжение подается на клеммы AB, и CB действует как ток нагрузки. Нарезка может быть как переменной, так и фиксированной. Таким образом, когда напряжение подается на AB, в обмотке AB генерируется ЭДС, и часть этой ЭДС передается на вторичную обмотку. На диаграмме

автотрансформатор

Здесь V1 и V2 — первичные и вторичные напряжения.
I1 и I2 — первичные токи и токи нагрузки, а
N1, N2 — номер.витков обмотки по АБ и ЦБ

Здесь коэффициент трансформации представлен как K

и K = V2 / V1 = N2 / N1 = V1 / V2

Внедрение автотрансформатора демонстрирует преимущества меньшей стоимости внедрения, улучшенного регулирования и незначительных потерь. Немногое из заявок

Используется как регулятор напряжения
Реализовано в аудиоустройствах и железной дороге
Обеспечивает усиление распределительных кабелей для предотвращения потерь напряжения

Силовой трансформатор

Для передачи повышенного напряжения в основном используются силовые трансформаторы.Силовые трансформаторы доступны в различных номиналах, таких как 33 кВ, 400 кВ, 66 кВ, 110 кВ и 200 кВ. Большинство из них имеют номинальную мощность выше 200 МВА. И обычно применяется на передающих веществах и на электростанциях. Силовые трансформаторы абсолютно эффективны для выработки 100% мощности, но они больше по размеру. Неполная загрузка этого приводит к потерям в сердечнике, тогда как потери в меди зависят от цикла нагрузки распределительной сети. Колебания нагрузки при подключении к системе передачи будут минимальными, поскольку они не связаны напрямую с потребителем.Но при прямом подключении колебания нагрузки начинают увеличиваться.

силовой трансформатор

Поскольку силовые трансформаторы на передающих станциях загружены на целый день, будут потери в меди и сердечнике. Они экономичны при работе при минимальном напряжении. При повышении напряжения ток уменьшается, поэтому потери I2R уменьшаются, и управление напряжением усиливается автоматически.

Итак, КПД обозначается как

V1 / V2 = Is / Ip

Силовой трансформатор демонстрирует преимущества

Минимальные магнитные потери
Упрощенная процедура установки
Малый размер

Разделительный трансформатор

Изоляция Само название указывает на это разделение.В общем, трансформатор — это устройство, в котором первичная и вторичная обмотки подключены к главной цепи и цепи нагрузки. Тогда как в изолирующем трансформаторе обе обмотки изолированы (отделены) друг от друга. Разделительные трансформаторы чаще всего используются, когда осциллограф вычисляет сигналы в цепи, которая гальванически не отделена от цепи. Основное преимущество из них: безопасно, и люди могут быть полностью защищены от поражения электрическим током. По сути, вторичная сторона у него заземлена.Даже в момент поломки эти устройства могут генерировать некоторое напряжение, потому что одна из сторон находится под напряжением и может издавать звуковые сигналы.

разделительный трансформатор

Поскольку они сконструированы с электростатическими экранами, они обладают повышенной способностью подавлять шумы и другие взаимодействия. Идеально спроектированный изолирующий трансформатор исключает контуры заземления, в которых возникает дополнительный ток. И это одна из причин помех.

Импульсный трансформатор

Это оптимизированный трансформатор, используемый для передачи электрических импульсов, которые имеют экстремальное время спада и нарастания, сохраняя сравнительно постоянную амплитуду.Триггерный трансформатор — это своего рода импульсный трансформатор, который используется для инициирования какого-либо действия. Конструкция трансформатора меняется в зависимости от таких факторов, как рабочая частота, размер, индуктивность, напряжение, номинальная мощность, импеданс и способность обмотки. Использование правильной конфигурации обмотки снижает индуктивность рассеяния, помехи и емкость обмотки.

импульсный трансформатор

Конструкция импульсного трансформатора изменяется в соответствии со следующими условиями:

Чтобы уменьшить искажение импульса, он должен быть спроектирован с минимальными значениями емкости, индуктивности рассеяния и повышенной индуктивности холостого хода.
В основном, низкие емкости связи должны использоваться для управления всей схемой от переходных процессов нагрузки. Таким образом, потому что также необходимы высокие изоляционные и пробивные напряжения.

Некоторыми из применений импульсных трансформаторов являются встроенные в камеру переключатели вспышки, цифровая связь и логические устройства, согласовывающие линии передачи с логическими драйверами. Также реализован в области передачи электроэнергии для сопряжения печатной платы минимального напряжения с затворами повышенного напряжения силового типа полупроводников.

Заземляющий трансформатор

Используется, чтобы показать конкретный путь для незаземленной конструкции или когда нейтраль конструкции не существует, поскольку из-за этого она подключена по схеме треугольника. Благодаря этому достигается минимальный импеданс нейтрали и даже регулируется переходное расширенное напряжение, когда возникает какая-либо проблема с заземлением. Трансформаторы заземления подключаются следующим образом:

Заземление Delta-Star

Здесь треугольник замкнут, чтобы показать путь для тока нулевой последовательности.Обмотка звездой должна иметь аналогичное номинальное напряжение, потому что цепь должна быть заземлена, а номинальное напряжение треугольника может быть на любом базовом уровне напряжения.

заземлитель-трансформатор

Итак, выбор способа заземления основан на следующих условиях:

Внутреннее переходное напряжение
Напряжение в провале при неисправности
Уровни напряжения и тип системы

Резонансные трансформаторы

В случае генерации высокого напряжения однофазные трансформаторы неэффективны из-за сложной конструкции, дороговизны и большого количества потерь.Чтобы преодолеть эти недостатки, изобретены каскадные трансформаторы, но они также имеют определенные ограничения и недостатки. В рамках этого были запущены резонансные трансформаторы.

резонансно-трансформаторный

Резонансные трансформаторы используются для генерации высоких напряжений, которые воздействуют на явление резонанса, где XL = Xc. В резонансных сценариях ток, протекающий через тестируемый элемент, больше, и его можно ограничить реализацией сопротивления в цепи. Принципиальная схема этих трансформаторов включает сопротивление утечки обмоток, резистивную обмотку, как шунтирующую емкость, так и реактивное сопротивление намагничивания, которое присутствует во всех оконечных выводах из-за вывода высокого напряжения.

При условии промышленной частоты может быть получен последовательный резонанс, который представлен как

(L1 + L2) = 1 / wC

По емкости величина может быть рассчитана как

Vc = [-jV Xc / {r + j (Xl — Xc)}] = V / (wCR) , где R представляет собой последовательное сопротивление всей цепи.

Коэффициент 1 / (wCR) считается добротностью схемы. Таким образом, входное напряжение и кВА, необходимые для возбуждения, уменьшаются на 1 / Q.Кроме того, вторичный коэффициент мощности схемы равен 1.

Некоторые преимущества применения резонансного трансформатора:

Они реализуются, когда есть необходимость в высоком токе и напряжении, а в сценарии очень высоких напряжений каскадирование также может быть достигнуто простым способом.
Можно сгенерировать чистую и точную синусоидальную форму волны
Требуется совсем немного энергии
Показывает полную защиту

Аудиопреобразователь

Аудиопреобразователи работают в диапазоне частот 20 Гц — 20 кГц и в основном используются в системах аудиоусилителей.Благодаря свойству изоляции, эти типы трансформаторов развивают изоляцию между концевыми громкоговорителями с поддержкой существующей внутренней системы усилителя трансформатора. В этом случае соотношение обеих обмоток должно быть 1: 1. Благодаря этому устройство не будет изменять уровни тока или напряжения, а просто создает изоляцию между выходным динамиком и входными усилителями.

Хотя между двумя обмотками нет соединения, этот трансформатор обладает способностью обеспечивать двунаправленную поддержку, и в этом состоянии потеря сигнала происходит в одном направлении, а усиление сигнала — в противоположном.В этом трансформаторе используется метод балансировки импеданса. Коэффициент импеданса аудиопреобразователя можно рассчитать как

Z первичный / Z вторичный = (Np / Ns) 2 = (V первичный / V вторичный) 2

Где Zprimary соответствует импедансу первичной обмотки

Z вторичный = вторичный импеданс

Даже существуют различные виды звуковых преобразователей, такие как согласующий трансформатор импеданса, повышающий звуковой преобразователь, имеющий обширный частотный диапазон, то есть в пределах слышимой частоты, понижающий звуковой трансформатор, имеющий обширный частотный диапазон, который находится в пределах слышимой частоты.

Трансформатор с масляным охлаждением

Охлаждение трансформатора — это процедура передачи тепла, выделяемого в трансформаторе, в атмосферу. Потери, возникающие в трансформаторе, преобразуются в тепло, которое увеличивает температуру как сердечника, так и обмоток. Чтобы растворить выделяемое тепло, необходимо произвести охлаждение. И это охлаждение будет осуществляться различными способами: масляным, воздушным, воздушным и многими другими.

В трансформаторах с масляным охлаждением тепло передается маслу, окружающему сердечник и обмотки, а затем передается на стенки бака трансформатора.В конце концов, тепло передается окружающему воздуху за счет излучения и конвекции.

По сравнению с воздушными охлаждающими жидкостями преимущества масляных охлаждающих жидкостей составляют

Обеспечивает лучшую проводимость, чем воздух
Повышенный коэффициент теплопроводности, обеспечивающий естественную циркуляцию масла.

Часто задаваемые вопросы

1. Какие типы трансформаторов наиболее важны?

В основном трансформаторы бывают трех видов: оптические, электрические и электромагнитные.

2. Какая единица измерения трансформатора?

Блоки трансформатора измеряются в кВА.

3. В чем разница между кВА и кВт?

Оба имеют разный коэффициент мощности. кВт соответствует реальной мощности, а кВА соответствует комбинации активной и реактивной мощности.

4. Что подразумевается под ЛАРН в трансформаторах?

Это реле помпажа масла, которое используется в случае любой проблемы, которая происходит внутри зарядного устройства с отводом под нагрузкой.

5. Почему используются трансформаторы?

Трансформаторы

используются для повышения или понижения уровней напряжения в цепи переменного тока.

Таким образом, это всего около типов трансформаторов, и многочисленные преимущества трансформаторов позволяют людям использовать эти устройства в различных приложениях и отраслях промышленности. Узнайте больше о других типах трансформаторов?

Типы трансформаторов

, их применение и применение | Arrow.com

Узнайте об особенностях и потенциальных конфигурациях трансформаторов, помимо повышающих и понижающих, включая сердечник, расположение обмоток и возможные варианты использования.

Типы трансформаторов и их применение

Начиная с самых ранних разработок в 1836 году, трансформаторов являются одними из старейших разработок электротехники. Они используют принцип электромагнитной индукции для преобразования напряжений между парой цепей без необходимости физического соединения между этими цепями. Однако применение этого принципа выходит за рамки основных «повышающих» и «понижающих» трансформаторов, которые вы увидите при распределении электроэнергии.

Мы классифицируем трансформаторы в зависимости от выполняемых ими функций. В основном трансформаторы изменяют уровни напряжения, поэтому мы классифицируем их по тому, повышают ли они напряжение (повышающее) или понижающее (понижающее). Другие категории включают сердечник, расположение обмоток, конфигурацию и предполагаемое использование.

Сердечники трансформатора: железо и воздух В сердечниках трансформатора

используются две основные среды: железо и воздух. В трансформаторах с воздушным сердечником обмотки расположены на немагнитной среде, а индукционная связь осуществляется по воздуху.Эти трансформаторы менее эффективны в отношении взаимной индуктивности, но они устраняют гистерезис и потери на вихревые токи. С другой стороны, железные сердечники образуют обмотки на кольце из тонких железных пластин, скрепленных вместе, чтобы обеспечить лучшую связь потока и повышенную эффективность.

Обмотка трансформатора

Большинство трансформаторов состоят из пары обмоток. Однако в трансформаторе особого типа, называемом автотрансформатором, используется одна обмотка, имеющая ответвления с одной стороны для обеспечения возможности повышения или понижения.Автотрансформаторы обеспечивают более высокий КПД, поскольку одна обмотка автоматически подключается как магнитно, так и электрически. С другой стороны, из-за прямого соединения между высоковольтным входом и низковольтным выходом многие считают автотрансформаторы небезопасными для использования в стандартных распределительных цепях.

Возможности конфигурации трансформатора

В зависимости от фазы рассматриваемой системы трансформаторы могут иметь множество различных конфигураций. Однофазные трансформаторы часто используются для питания коммунальных предприятий и имеют последовательную или параллельную конфигурацию.

Вот одно важное различие между «трехфазными энергосистемами» и «трехфазными трансформаторами». Трехфазные системы питания состоят из трехфазной цепи с тремя однофазными трансформаторами, а трехфазные трансформаторы состоят из шести обмоток по три пары. Для создания трехфазных конфигураций требуется значительно меньше ресурсов, что делает их более экономичным выбором для передачи больших объемов трехфазной энергии.

Трансформаторы треугольник-звезда относятся к конфигурации трехфазной системы.Эти трансформаторы применимы как к трехфазным силовым, так и к трехфазным трансформаторам. При соединении треугольником цепи соединяются в форме треугольника (как греческая буква дельта), в то время как при соединении звездой проводники исходят из общей центральной точки (как греческая буква звезда).

Для чего используется трансформатор? Предполагаемое использование трансформатора

Мы классифицируем некоторые типы трансформаторов по их функциям:

Изолирующие трансформаторы, например, используют соотношение 1: 1 и вообще не изменяют напряжение.Вместо этого они изолируют заземленный проводник от нагрузки схемы.
Измерительные трансформаторы позволяют контролировать системы большой мощности.
— это очень точные понижающие трансформаторы, которые позволяют приборам считывать большие токи без необходимости пропускания полной мощности через прибор.