Повышающий трансформатор схема. Повышающий трансформатор: принцип работы, устройство и применение

Как работает повышающий трансформатор. Какие основные элементы входят в его конструкцию. Где применяются повышающие трансформаторы. Какие преимущества и недостатки у этих устройств.

Принцип работы повышающего трансформатора

Повышающий трансформатор — это электромагнитное устройство, предназначенное для увеличения напряжения переменного тока. Его принцип работы основан на явлении электромагнитной индукции и включает следующие ключевые моменты:

• Переменный ток в первичной обмотке создает переменное магнитное поле в сердечнике
• Это поле индуцирует ЭДС во вторичной обмотке
• Напряжение на вторичной обмотке пропорционально отношению числа витков обмоток
• У повышающего трансформатора витков во вторичной обмотке больше, чем в первичной

Коэффициент трансформации определяется по формуле:

K = U2 / U1 = N2 / N1

где U2 и U1 — напряжения на вторичной и первичной обмотках, N2 и N1 — число витков соответственно.

Устройство повышающего трансформатора

Основные элементы конструкции повышающего трансформатора:

• Магнитопровод — замкнутый сердечник из ферромагнитного материала
• Первичная обмотка с меньшим числом витков
• Вторичная обмотка с большим числом витков
• Изоляция между обмотками и сердечником
• Выводы для подключения
• Система охлаждения (для мощных трансформаторов)

Магнитопровод обычно выполняется из листовой электротехнической стали для уменьшения потерь на вихревые токи. Обмотки изготавливаются из медного или алюминиевого провода.

Области применения повышающих трансформаторов

Повышающие трансформаторы широко используются в различных сферах:

• Электроэнергетика — для передачи электроэнергии на большие расстояния
• Электроника — в импульсных источниках питания
• Аудиотехника — для согласования низкоомных звукоснимателей с усилителями
• Измерительная техника — в составе измерительных комплексов
• Радиотехника — в антенных согласующих устройствах

Повышающие трансформаторы позволяют эффективно преобразовывать напряжение для различных потребителей электроэнергии.

Преимущества и недостатки повышающих трансформаторов

К основным достоинствам повышающих трансформаторов относятся:

• Высокий КПД (до 99% и выше)
• Возможность получения высоких напряжений
• Гальваническая развязка цепей
• Простота конструкции и надежность

Среди недостатков можно выделить:

• Большие габариты и вес мощных трансформаторов
• Необходимость охлаждения при длительной работе
• Влияние внешних магнитных полей
• Возможность насыщения сердечника

Несмотря на недостатки, повышающие трансформаторы остаются незаменимыми во многих областях техники благодаря своей эффективности и надежности.

Виды повышающих трансформаторов

Повышающие трансформаторы классифицируют по различным признакам:

• По мощности: от единиц ВА до сотен МВА
• По напряжению: низковольтные, высоковольтные, сверхвысоковольтные
• По числу фаз: однофазные и трехфазные
• По способу охлаждения: сухие, масляные, с газовым охлаждением
• По конструкции магнитопровода: стержневые, броневые, тороидальные

Выбор конкретного типа трансформатора зависит от условий эксплуатации и требований к характеристикам.

Расчет и проектирование повышающих трансформаторов

При проектировании повышающего трансформатора учитывают следующие факторы:

• Требуемые входные и выходные напряжения
• Мощность нагрузки
• Допустимые потери и КПД
• Условия охлаждения
• Массогабаритные ограничения

Основные этапы расчета включают:

1. Выбор материала и конструкции магнитопровода
2. Расчет числа витков и сечения проводов обмоток
3. Определение размеров окна магнитопровода
4. Расчет потерь и проверка теплового режима
5. Расчет параметров холостого хода и короткого замыкания

Современные САПР позволяют автоматизировать процесс проектирования и оптимизации конструкции трансформаторов.

Эксплуатация и обслуживание повышающих трансформаторов

Для обеспечения надежной работы повышающих трансформаторов необходимо соблюдать следующие правила эксплуатации:

• Контроль уровня и качества изоляции
• Периодическая очистка от пыли и загрязнений
• Проверка состояния контактных соединений
• Контроль температурного режима
• Защита от перегрузок и коротких замыканий

Регулярное техническое обслуживание позволяет своевременно выявлять и устранять неисправности, продлевая срок службы трансформатора.

Принцип работы повышающего трансформатора напряжения — Машина

Это означает, что, регулируя количество витков, можно получить желаемое выходное напряжение.

Содержание

Принцип работы повышающего трансформатора напряжения

В быту и промышленности электрические и электронные устройства широко используются для различных целей. Для работы они должны быть подключены к электросети или другому источнику электроэнергии.

Для упрощения конструкции и последующей эксплуатации сети или источника желательно, чтобы выходное напряжение имело определенное значение.

Например, 220 В переменного тока для бытового использования и 12 В постоянного тока для автомобильного использования.

На практике используются источники постоянного и переменного тока. Например, домашняя сеть 220 В работает на переменном токе, а автомобильная сеть в транспортном средстве использует постоянный ток. В зависимости от типа сети, они имеют различные решения для повышения напряжения до нужного значения.

Используя современные микроэлектронные компоненты, устройства, выполняющие эти функции, имеют очень хорошее соотношение массы к размеру при высокой выходной мощности. На рисунке 1 показан пример платы со снятым корпусом повышающего преобразователя постоянного тока, чтобы проиллюстрировать этот момент.

Рисунок 1: Повышающий преобразователь постоянного тока без трансформатора

В этой статье мы рассмотрим, как повысить напряжение постоянного и переменного тока и как это сделать правильно.

Устройство приводится в действие магнитом. Это характерно для катушек. Первый контур отвечает за понижение, а второй – за повышение сетевого напряжения. Управление трансформатором осуществляется с помощью специальной техники.

Принцип работы устройства

Рассматривая принцип работы повышающего трансформатора, важно понять основные принципы этой конструкции. В основе работы трансформатора лежит механизм электромагнитной индукции. Металлический сердечник заключен в изоляционную среду. В цепи есть две катушки. Количество катушек не одинаково. Катушка с большим количеством витков в первом контуре, чем во втором, может увеличить индекс.

В первую цепь подается напряжение переменного тока. Например, это сетевой ток 110 (100) вольт. Появляется магнитное поле. Его прочность возрастает, если витки в сердечнике правильно соотнесены. При протекании тока через вторую обмотку повышающего трансформатора возникает ток определенной величины. Например, предусмотрена характеристика сети 220 В.

Однако частота остается неизменной. В цепи установлен преобразователь для подачи постоянного тока в линию питания. Это устройство можно найти в бустерных устройствах. Устройство способно работать не только на изменение напряжения, но и частоты. Некоторые устройства питаются постоянным током.

Трансформаторный метод повышения напряжения не может быть использован в сетях постоянного тока. Поэтому, если необходимо решить эту проблему, используются более сложные устройства, работа которых основана на следующей схеме: постоянный входной ток используется для питания генератора, с выхода которого снимается переменный сигнал. Переменное напряжение усиливается каким-либо способом, затем выпрямляется и сглаживается для получения более высокого постоянного напряжения.

Усиление переменного напряжения

Разнообразные трансформаторы

Самый простой способ повысить напряжение переменного тока – установить повышающий трансформатор между выходом сети и питаемой нагрузкой. Устройства, используемые на практике, делятся на две основные разновидности. Первые – это классические трансформаторы, а вторые – автотрансформаторы. Принципиальные схемы этих устройств показаны на рисунке 2.

Рисунок 2: Принципиальная схема трансформатора и автотрансформатора

Классический трансформатор содержит две обмотки: первичную или входную обмотку с числом витков W1 и вторичную или выходную обмотку с числом витков W2. Правило для трансформатора: U-out = K×U-in, где K = W2/W1 – коэффициент трансформации. Таким образом, в повышающем трансформаторе число витков вторичной обмотки больше, чем число витков первичной обмотки.

Повышающий автотрансформатор содержит одну обмотку с витками W2. Эта линия соединена с частью витков W1. Увеличение U связано с тем, что магнитное поле, создаваемое током, протекающим через входную часть общей обмотки, индуцирует ток уже во всей обмотке W2. Расчетная формула для автотрансформатора аналогична обычной: U-выход = K×U-вход, где K = W2/W1 – коэффициент трансформации.

Характеристики трансформатора

Эффективность трансформаторов повышается за счет использования сердечника из электротехнической стали. Этот компонент

• повышает эффективность устройства за счет снижения рассеивания магнитного поля в окружающей среде;
• Он действует как опорная силовая база для обмоток.

Неизбежные потери на вихревые токи уменьшаются, поскольку сердечник представляет собой набор тонких профилированных изолированных пластин.

В других случаях рекомендуется использовать трансформатор. Это связано с тем, что он не проводит постоянный ток, т.е. обеспечивает гальваническую изоляцию электросети от нагрузки, повышая тем самым электробезопасность.

Особенностью трансформатора является его обратимость, т.е. В зависимости от ситуации он может одинаково хорошо работать как повышающее, так и понижающее устройство. Единственным серьезным ограничением является необходимость поддерживать нормальную работу первичной и вторичной обмоток.

В отличие от компьютерных розеток, называемых розетками RJ45, в разных странах в национальных электросетях установлены разные типы розеток. Например, известны немецкие, французские, английские и другие стандарты или стили розеток. Поэтому целесообразно возложить функцию адаптера на небольшой силовой трансформатор, который с помощью различных типов вилок и розеток обеспечивает механическую координацию между сетью и нагрузкой. Пример такого устройства показан на рисунке 3.

Рисунок 3: Пример реверсивного трансформатора малой мощности с адаптером для розетки

Лабораторные автотрансформаторы LATP

Сильной стороной автотрансформатора является простота регулировки выходного напряжения простым перемещением токового контакта в обмотке. Устройства, допускающие такую возможность, называются лабораторными автотрансформаторами LATP. Они отличаются характерным внешним видом, обусловленным наличием регулятора напряжения и вольтметра для его контроля, рисунок 4.

Неизбежные потери на вихревые токи уменьшаются благодаря тому, что сердечник представляет собой набор тонких профилированных изоляционных пластин.

Приложение

Вот некоторые области применения устройств повышения напряжения.

Для переменного тока наиболее распространенным применением являются повышающие трансформаторы для подключения различных европейских электронных и электрических устройств к американской национальной сети 110 В.

Примеры из области постоянного напряжения:

• Обычные зарядные устройства USB достаточно мощные для питания CD-кассет, но для работы последних требуется 12 В; в этой ситуации полезно использовать повышающий преобразователь;
• Литиевые батареи 3,3 В можно использовать для создания банка питания для мобильных телефонов;
• Регулируемые устройства представляют большой интерес при проведении проверок автомобильных генераторов переменного тока.

Автомобильный аккумулятор с подключенным к нему повышающим преобразователем может эффективно питать от 220 В такие приборы, как телевизор, магнитофон, дрель в сельской местности.

Повышающие преобразователи постоянного и переменного тока имеют широкий спектр применения, значительно различаясь по схемотехнике.

Выбор конкретной реализации зависит от многих факторов, основными из которых являются:

• Отношение входного напряжения к выходному напряжению;
• Мощность для питания нагрузок
• Уровень требований к электробезопасности.

На практике можно использовать как покупные, так и самодельные устройства. Большинство самодельных схем можно воспроизвести даже со средним уровнем подготовки в области электротехники и схемотехники.

Иногда возникает ситуация, когда необходимо для изменения напряжения на вторичной обмотке понижающего трансформатора только на 10-15%, но вы действительно не хотите разбирать трансформатор.

Если на каркасе есть место, можно намотать дополнительную катушку, не снимая магнитопровода, а затем включить ее синфазно или противофазно, в зависимости от того, нужно ли увеличить или уменьшить выходное напряжение. На рисунке слева напряжение катушки “II” прибавляется к напряжению катушки “III” и вычитается из напряжения основной катушки справа.

Видео: Как удвоить напряжение трансформатора без перемотки

Видео для радиолюбителей и всех, кто интересуется электроникой. Не перематывая трансформатор, мы легко увеличиваем выходное напряжение в два и более раз с помощью конденсатора.

В этой статье мы расскажем о том, как увеличить ток в цепи зарядного устройства, в блоке питания, в трансформаторе, в генераторе, в USB-портах компьютера без изменения напряжения.

СОДЕРЖАНИЕ (нажмите на кнопку справа):

Автоматика устройства РПН управляется специальными электронными блоками:

Как отрегулировать напряжение

Как можно изменить вторичное напряжение понижающего трансформатора? Можно изменять напряжение, подаваемое на первичную обмотку – тогда вторичное напряжение будет изменяться прямо пропорционально первичному напряжению.

Однако этот вариант не подходит, поскольку трансформаторы, подключенные к сети 110 кВ, имеют разную нагрузку – одни могут быть загружены на 100%, другие на 20-50% и т.д.

При таком методе выходное напряжение будет изменяться одновременно на всех трансформаторах, как там, где оно необходимо, так и там, где его нет…

И дело не только в подключении нескольких трансформаторов….. много очень много!

Поэтому они используют другой способ.

Напряжение регулируется путем изменения коэффициента трансформации трансформатора

Изменяя количество витков основной первичной обмотки трансформатора.

Почему праймериз?

В принципе, можно менять и на вторичной стороне – разницы для соотношения нет, оно все равно изменится, потому что изменится соотношение числа витков в первичной и вторичной обмотках.

Но изменяется именно высокая сторона, где напряжение выше. Почему?

Все очень просто. Там, где напряжение выше, электрический ток меньше.

И поскольку регулирование напряжения происходит под нагрузкой – т.е. трансформатор Трансформатор не выключен, поэтому при повороте обмотки – когда вы включаете его – в месте переключения контактов возникает электрическая дуга.

И чем выше это– чем больше чем больше дугаи эта дуга должна быть погашена…

Кстати, значения тока между первичной и вторичной обмотками значительно отличаются. Например, ток в 300 ампер вполне допустим во вторичной нагрузке, но для первичной нагрузки максимальный ток составляет 25-30 ампер.

Мне не нужно объяснять, что переключать контакты при токе 300 ампер гораздо сложнее, чем при токе 30 ампер?).

И где находятся эти контакты? В баке трансформатора имеются отводы от первичной обмотки, используемые для изменения коэффициент трансформации и выведены в отдельный отсек, где они переключаются специальным механизмом.

Снаружи бака трансформатора находится привод этого механизма, он называется “редуктор”.

Если у всех в вашем районе низкое напряжение, вам нужно подумать о том, как повысить напряжение в сети у себя дома. Однако не стоит сразу пугаться высокой стоимости чудес современной электроники. Они необходимы, о них мы поговорим ниже. Но в большинстве случаев проблему можно быстро и без проблем решить подручными средствами. И технически правильно и абсолютно безопасно.

Электрический трансформатор

Электрический трансформатор, Электромагнитное устройство, не имеющее движущихся частей и используемое для передачи электрической энергии из одной цепи переменного тока в другую с помощью магнитного поля без изменения частоты.

Трансформатор может повышать напряжение (повышающий трансформатор), понижать его (например, измерительный трансформатор) или передавать энергию при том же напряжении, при котором он ее получает (разделительный трансформатор). Трансформаторы характеризуются высоким КПД: от 97% для малых мощностей до более 99% для больших мощностей.

Они имеют достаточно надежную конструкцию и относительно низкую стоимость на единицу передаваемой мощности.

Трансформатор состоит из магнитопровода в виде набора пластин, обычно изготовленных из кремниевой стали (рис. 1). Магнитная цепь содержит две обмотки – первичную и вторичную. P и вторичный S. Для простоты обмотки показаны на разных сердечниках магнитопровода.

В действительности, при таком расположении обмоток переменный магнитный поток, создаваемый первичной обмоткой в магнитопроводе, не используется эффективно для наведения ЭДС во вторичной обмотке. Кроме того, трансформатор будет трудно регулировать.

На практике первичная и вторичная обмотки располагаются близко друг к другу (рис. 2).

На рис. 1 генератор переменного тока A подает ток I0 напряжение E1 к первичной обмотке P. В рассматриваемый момент времени ток в верхнем проводнике имеет положительное направление и увеличивается так, что первичная обмотка создает в катушке магнитный поток Ф по часовой стрелке.

Этот поток, пронизывающий обе обмотки, называется потоком взаимной индукции; его изменения вызывают электродвижущую силу (ЭДС) как в первичной, так и во вторичной обмотках. ЭДС, наведенная в первичной обмотке, противоположна току питания в первичной обмотке и соответствует противоположной ЭДС двигателя.

ЭДС, наведенная во вторичной обмотке, соответствует ЭДС электрогенератора и может быть приложена к нагрузке.

Величина ЭДС, наведенной в обмотке трансформатора, определяется по формуле E = 4,44 Fm fN 10-8 В, где Fm – максимальное мгновенное значение магнитного потока Ф в Максвеллах, f – частота в герцах и N – количество катушек. Поскольку поток Fm является общей для обеих обмоток, индуцированная ЭДС в каждой обмотке пропорциональна числу витков соответствующей обмотки:

E2 /E1 = N2 /N1.

В типичном трансформаторе напряжения на выводах отличаются от наведенной ЭДС всего на несколько процентов, поэтому для большинства практических целей указанные напряжения фактически пропорциональны соответствующему числу витков, V2 /V1 = N2 /N1.

Текущая страница I0 при отсутствии нагрузки (ток холостого хода) создает магнитный поток Ф и вместе с приложенным напряжением является источником потерь на гистерезис и вихревые токи в магнитной цепи. В режиме холостого хода потери I02R в меди первичной обмотки пренебрежимо мал. Ток холостого хода Iобычно составляет от 1 до 2% от номинального тока трансформатора, хотя для трансформаторов низкой частоты (25 Гц) он может достигать 5 или 6%.

Если на рисунке 1 переключатель X вторичной цепи замкнута, ток течет. Согласно принципу Ленца, направление тока во вторичной обмотке таково, что он противодействует потоку Ф. Когда этот поток уменьшается, противоположная ЭДС EТок в первичной катушке также уменьшается, а ток во вторичной катушке становится больше, таким образом, передавая мощность, которая затем принимается от вторичной катушки. измеритель ЭМП E1 отличается от приложенного напряжения V1 всего на 1-2%.

Напряжение V1 является постоянным. Если E1 постоянна, поток взаимной индукцииF также постоянен, и поэтому магнитодвижущая сила (число ампер), действующая на магнитную цепь, постоянна. Поэтому увеличение вторичного МП на нагрузке должно быть уравновешено противоположным значением первичного МП. Ток холостого хода мал по сравнению с токами нагрузки и обычно значительно изменяется по фазе.

Пренебрегая этим, мы имеем

N2 I2 = N1 I1 и I2 /I1 = N1 /N2.

Таким образом, в трансформаторе токи почти обратно пропорциональны числу витков в соответствующих обмотках.

Взаимосвязь между напряжением и нагрузкой

Поперечное сечение одного плеча трансформатора со сцепленными первичной и вторичной обмотками показано на рис. 2. P и Sс первичной стороной, включающей вторичную сторону. Почти всегда часть первичного тока F замыкается в самой первичной обмотке. PЭто основной поток блуждающего тока. То же самое относится и к вторичному потоку рассеивания.

Оба этих потока образуют в соответствующих цепях реактивное диссипативное сопротивление, которое в сочетании с активным сопротивлением снижает напряжение на вторичных клеммах при включении нагрузки. На рис. 3 значение V1 – напряжение на первичной клемме, и I1 – ток в первичной обмотке, отложенный относительно V1by q шаги.

Напряжение I1R01 (находится в фазе с I1) и напряжение I1X01 (сдвинута по отношению к I1 на 90° и предшествующий ему) векторно добавляются к V1, давая E1. результат следующий

Опережающий ток берется со знаком минус. Если коэффициент мощности равен 1, то cosq = 1 и грехq = 0. Относительное изменение напряжения первичной обмотки трансформатора при переходе от оптимальной нагрузки к отсутствию нагрузки определяется следующим соотношением

Для вторичной обмотки мы имеем R02 = R01(N2 /N1)2 и X02 = X01(N2 /N1)2. Записываем аналогично предыдущему уравнение для Е2, мы получаем то же соотношение. Активные и реактивные потери сопротивления трансформатора составляют от одного до трех процентов от напряжения на выводе (увеличено на рис. 3).

Эффективность преобразования трансформатора настолько близка к единице, что прямые измерения на входе и выходе недостаточно точны. Более точным методом определения эффективности является измерение Pc на магнитной цепи, путем измерения мощности одной из обмоток без нагрузки, когда эта обмотка работает при номинальном напряжении. Эффективность (h) может быть получена из формулы

Автотрансформаторы

Автотрансформатор – это трансформатор, в котором часть обмотки разделяется между первичной и вторичной цепями. При низком коэффициенте трансформации автотрансформатор обеспечивает значительную экономию средств и большую эффективность по сравнению с обычным двухобмоточным трансформатором.

Рис. 4,а Показан автотрансформатор с коэффициентом трансформации 2. Предполагается, что коэффициент мощности равен 1, а потери и ток холостого хода пренебрежимо малы. Непрерывная намотка ac на магнитопроводе трансформатора может быть распределена по нескольким обмоткам на противоположных плечах магнитопровода.

Для того чтобы получить коэффициент трансформации 2, делается ответвление b от центральной точки намотки acа нагрузка вторичной стороны подключена между b и c. При преобразовании электрической энергии обмотка ab первичная обмотка, и bc – является вторичным. Предположим, что ток нагрузки I составляет 20 А при напряжении 50 В. Ток силой 10 А течет от a к b и, следовательно, на заряд dd ў.

Мощность, производимая током 10 А при падении напряжения 50 В на участке avсоставляет 500 Вт; эта мощность индуцирует магнитное поле на магнитопроводе, которое проявляется в виде индукционного тока I2 = 10 А при падении напряжения 50 В между c и b.

Таким образом, из общей мощности 1000 Вт в нагрузку передается 500 Вт. a к b через проводники без преобразования, а в результате преобразования передается 500 Вт. В обычном двухобмоточном трансформаторе требуется не только обмотка acс номинальным напряжением 100 В и током 10 А, но и вторичная обмотка с напряжением 50 В и током 20 А с таким же количеством меди.

Кроме того, при использовании одной обмотки потребуется меньше железа для магнитопровода. Поэтому для автотрансформатора с коэффициентом трансформации 2 или 1/2 требуется вдвое меньше материала, чем для двухобмоточного трансформатора, а потери снижаются примерно вдвое.

На рис. 4,б Это автотрансформатор с первичной обмоткой 100 В и коэффициентом трансформации 4/3. Нагрузка на вторичную обмотку составляет 20 А при напряжении 75 В, что соответствует выходной мощности 1500 Вт. Поэтому первичный ток должен составлять 15 А. Точкой отсечения является b производится в точке, соответствующей трем четвертям числа оборотов от c к a. Ток силой 15 А течет от a к b и, следовательно, на заряд dd ў.

Этот ток при падении напряжения 25 В до ab дает 15ґ25 = 375 Вт магнитного поля, которое индуцирует ток между c и b 5 А при 75 В, поэтому преобразуется только 375 Вт, а остальные 1125 Вт мощности передаются из цепи 100 В в цепь 75 В по проводу.

Таким образом, для преобразования всей заданной мощности для данного трансформатора требуется лишь четверть мощности, которую должен иметь соответствующий двухобмоточный трансформатор.

Автотрансформаторы обычно используются для регулирования вторичного напряжения и трансформации с небольшими коэффициентами, например, 2 или 1/2. Они также используются в пускателях двигателей, балансировочных катушках и многих других приложениях, требующих небольших коэффициентов трансформации.

Измерительные трансформаторы

При высоких напряжениях измерения затруднены, поскольку высоковольтные приборы дороги и обычно неудобны; на их точность влияет статическое электричество, и они небезопасны. Для токов свыше 60 А нелегко обеспечить высокую точность амперметров из-за больших выводов и значительных погрешностей, обусловленных паразитным полем клеммных выводов.

Кроме того, амперметры и токовые катушки в цепях высокого напряжения опасны для оператора. В трансформаторах тока и напряжения используются катушки напряжения 100 В и катушки тока 5 А. Вторичные обмотки должны быть заземлены. Если шкалы прибора не откалиброваны в трансформаторной передаче, показания необходимо умножить на соответствующую трансформаторную передачу.

 

Читайте далее:

• Как определить обмотки неизвестного трансформатора, первичную и вторичную обмотки.
• Устройство и принцип работы трансформатора.
• Трансформатор напряжения (ТН, ТВ): принципиальные схемы и принцип работы.
• Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2.
• Как определить обмотки неизвестного трансформатора, первичную и вторичную обмотки.
• LATP: что это такое, виды и применение.
• Потери в трансформаторе: определение, расчет и формула.

Повышающий трансформатор Phase Tech Phasemation T-1000

Технические характеристики

Повышающий трансформатор моноблочной структуры для головок МС типа

Выходное сопротивление картриджа: 1,5 – 40 Ом

Сопротивление нагрузки: 47 кОм

Частотный диапазон: 10 Гц — 70 кГц

Повышение уровня сигнала: 26 дБ

Габариты (ШхВхГ): 17,4х 9,0 х17,3 см

Разъёмы: покрытые родием

Вес: 2,0 кг (каждый блок)

Розничная цена: 4 580 у. е.

Техническое описание

Новая усовершенствованная разработка повышающего трансформатора в моноблочном дизайне для головок МС типа. С трансформатором можно использовать головки звукоснимателя, которые имеют выходное сопротивление 1,5 — 40 Ом.

По замыслу разработчиков, Т-1000  сочетает музыкальный реализм со страстностью композитора.

Только один вход — XLR или RCA — может быть использован для подключения. Если два входа используются одновременно, это может стать причиной генерирования шума.

Описание и концепция

Многие аудиофилы отдают предпочтение балансному подключению MC-головок.
Появившийся в 2017 году и предусматривающий балансное подключение повышающий трансформатор Phasemation T-2000 был высоко оценен рынком как компонент передового уровня с великолепным детальным звучанием.

В ходе работы над тем, чтобы сделать технологические достижения T-2000 доступными более широкому кругу потребителей, разработан новый повышающий трансформатор с моноблочной структурой. Превосходное звучание высокого разрешения у повышающего трансформатора T-1000 обусловлено отсутствием интерференции между правым и левым каналами.

Основные особенности

Два прочных корпуса для схем правого и левого каналов

• Как и топовый повышающий трансформатор Phasemation T-2000, T-1000 состоит из двух блоков для раздельного оперирования сигналами правого и левого каналов — это решение способствовало минимизации интерференции между каналами.
• Каждый блок имеет наклонную 10-миллиметровую алюминиевую фронтальную панель, медное шасси с 1,2-миллиметровыми стенками и 1,6-миллиметровую медную крышку. Благодаря этому корпус получился очень жестким. Магнитные экраны трансформаторов обеспечили существенное снижение внешней индукции и магнитных искажений.
• К тому же трансформатор механически развязан с основным шасси посредством абсорбирующих вибрации резиновых прокладок, что поставило заслон внешним шумам.

Балансная коммутация входного сигнала

Для сигналов, продуцируемых катушками головок MC-звукоснимателя, балансная коммутация не имеет альтернативы. Небалансная коммутация не только уступает балансной теоретически, но и прямо способствует засорению сигнала внешними шумами, что негативно сказывается на звучании.

Обоснование коммутации при помощи балансного фоно-кабеля дано в рис. 1

Кликните на изображение, чтобы его увеличить.

Сигнал направляется от катушки картриджа к катушке трансформатора в рамках двухтактной балансной схемы при наличии экранированной земли.

Вследствие этого блокируются эффекты, вызываемые внешними шумами. К тому же, полностью балансное соединение структурно соединяет центр входной части трансформатора с сигнальной землей выходной части.

Коммутация повышающего трансформатора с MC-головкой посредством небалансного фоно-кабеля показана на рис. 2

Кликните на изображение, чтобы его увеличить.

 

При небалансном подключении сигнальный провод соединен с внешним экраном, который подвержен воздействию внешних шумов. Следовательно, при небалансном подключении сигнал передается со значительными искажениями, что серьезно портит звучание.

Новый MC-трансформатор

• В трансформаторе реализована специальная технология раздельной намотки.
• Благодаря использованию длиннокристаллической меди для вторичной обмотки и большого сердечника (EI-core) достигнуты выдающиеся частотные и фазовые характеристики.
• Получены высокая линейность в низкочастотной и высокочастотной областях, низкие фазовые искажения и слышимой области частот и необыкновенно естественное звучание с точной и объемной музыкальной сценой.

Аудиофильские элементы схемы

Для коммутации входного и выходного сигналов используются высококачественные терминалы с контактами, покрытыми родием. Ножки представляют собой массивные металлические изоляторы, которые блокируют внешние вибрации и обеспечивают высокое звуковое разрешение.

Внимание: Допускается подключение кабеля только к входным разъемам либо XLR либо RCA. При подключении кабелей одновременно к обоим входам возможно появление шумов.

Повышающие и понижающие трансформаторы | Tameson.com

Рис. 1: Трансформатор

Трансформаторы — это статические устройства, необходимые для эффективной передачи электроэнергии из одной цепи в другую. Когда мощность проходит через трансформатор, напряжение, поступающее на вход или на первичный конец, изменяется для удовлетворения конкретных потребностей на выходе или на вторичном конце. В повышающем трансформаторе уровень напряжения на выходе повышается, а в понижающем трансформаторе уровень напряжения снижается. В этой статье обсуждается структура и использование повышающих и понижающих трансформаторов, а также некоторые принципы, регулирующие передачу электроэнергии.

Содержание

• Что такое повышающие и понижающие трансформаторы?
• Принцип работы трансформатора
• Принцип действия повышающего трансформатора
• Принцип работы понижающего трансформатора
• Реверсивность работы трансформатора
• Применение повышающих трансформаторов
• Применение понижающих трансформаторов
• Часто задаваемые вопросы

• Автотрансформатор

• Постоянное напряжение

• Трансформатор тока

• Трансформатор безопасности

• Однофазные трансформаторы

• Трехфазные трансформаторы

• Трансформаторы напряжения

Что такое повышающие и понижающие трансформаторы?

Повышающий трансформатор увеличивает входное напряжение и подает его на нагрузку, а понижающий трансформатор снижает входное напряжение на нагрузке. Для эффективной передачи энергии требуется высокое напряжение, но по соображениям безопасности мощность должна потребляться потребителями при более низком напряжении. Переход от низкого напряжения к высокому для передачи требует повышающего трансформатора. В некоторых странах повышающие трансформаторы имеют неоценимое значение. Например, уровень выработки электроэнергии в Индии составляет 11 кВ; следовательно, на генерирующих станциях требуются повышающие трансформаторы. Короче говоря, повышающий трансформатор повышает напряжение для передачи.

Понижающие трансформаторы преобразуют энергию высокого напряжения в энергию низкого напряжения. Благодаря этому уровень мощности соответствует требованиям каждого устройства, подключенного к системам электропитания в домашних условиях или на предприятиях. Силовые цепи для дома рассчитаны на 230–110 В, но для некоторых функций требуется всего 16 В. Таким образом, понижающие трансформаторы необходимы для снижения напряжения до более низкого уровня мощности.

Кроме того, отдельные цепи в электрических системах в домах и на предприятиях обычно имеют одну и ту же частоту. Но часто напряжение должно отличаться. Поэтому в конструкцию многих бытовых приборов включаются повышающие или понижающие трансформаторы меньшего размера. Повышающие и понижающие трансформаторы могут быть как однофазными, так и трехфазными, в зависимости от типа используемого источника питания. Повышающие и понижающие трансформаторы служат для разных целей и имеют множество конфигураций, в зависимости от потребностей каждой конкретной ситуации.

Принцип работы трансформатора

Трансформатор состоит из двух наборов проводов (см. рис. 2):

• Первичная обмотка (А): собирает мощность
• Вторичная обмотка (B): обеспечивает питание

Первичная и вторичная обмотки намотаны вместе на сердечнике цепи из магнитного железа, но эти катушки не соприкасаются друг с другом, как видно на рисунке 2. Сердечник изготовлен из магнитомягкого материала, состоящего из пластин (рисунок 2 обозначен C) связаны вместе, чтобы помочь уменьшить потери в сердечнике. Потери в сердечнике — это потери энергии в сердечнике, вызванные переменным магнитным потоком. Нестабильное магнитное поле в конечном итоге разрушает функционирование материала сердечника.

Когда первичная обмотка (рис. 2, обозначенная буквой А) подключена к источнику питания, через катушку протекает ток и индуцируется магнитное поле. Часть этого магнитного поля соединяется со вторичными обмотками (рисунок 2, обозначенный B) за счет взаимной индукции, тем самым создавая ток и напряжение на вторичной (нагрузочной) стороне. Напряжение, создаваемое на стороне нагрузки, пропорционально числу витков вторичной обмотки по отношению к числу витков на первичной стороне. Преобразование напряжения определяется выражением

В1/В2 = Н1/Н2 = И2/И1

• V1: Напряжение, подаваемое на первичную обмотку трансформатора
• V2: Напряжение вторичной (нагрузочной) обмотки трансформатора
• N1: Количество витков в первичной обмотке
• N2: Число витков вторичной обмотки
• I2: Ток, протекающий через вторичные обмотки
• И1: Ток, протекающий через первичные обмотки

Прочтите нашу статью об электрических трансформаторах, чтобы узнать больше о конструкции и различных способах подключения трансформатора.

Рисунок 2: Конструкция трансформатора с первичными обмотками (A), вторичными обмотками (B) и магнитным сердечником (C)

Принцип работы повышающего трансформатора

Повышающий трансформатор увеличивает напряжение на вторичных обмотках относительно основной стороны. Согласно уравнению преобразования напряжения, чтобы V2 было больше, чем V1, значение N2 должно быть больше, чем N1 (см. рис. 3). Следовательно, в повышающем трансформаторе

• N2 > N1
• В2 > В1
• I2 < I1

Повышающий трансформатор всегда понижает ток (при повышении напряжения) на вторичной стороне по сравнению с первичной. Это связано с тем, что общая мощность на первичной и вторичной сторонах трансформатора одинакова. Толщина катушек трансформатора зависит от мощности тока, на которую он рассчитан. В повышающем трансформаторе по первичной обмотке протекает больший ток; следовательно, медный провод с толстой изоляцией используется для первичной обмотки и тонкий медный провод с изоляцией для вторичной обмотки.

Трансформатор обычно оценивается по произведению напряжения и тока в кВА (киловольт-ампер). Прочтите нашу статью о калькуляторе трансформатора для получения более подробной информации о мощности, связанной с трансформатором.

Пример

Если трансформатор 1:10 подается 10 В на первичную обмотку,

• N1 = 1
• Н2 = 10
• В1 = 10 В
• Следовательно, V2 = (N2 / N1) ✕ V1 = 100 В

Напряжение на вторичной стороне трансформатора в десять раз превышает напряжение на первичной стороне.

Преимущества повышающего трансформатора

• Простота обслуживания
• Высокая эффективность
• Быстрый старт
• Передатчик мощности

Недостатки повышающего трансформатора

• Требуется система охлаждения
• Работает только с сигналами переменного тока (AC)
• Огромный размер

Принцип работы понижающего трансформатора

Понижающий трансформатор снижает напряжение на вторичной обмотке относительно первичной. Из уравнения преобразования напряжения, чтобы V2 было меньше, чем V1, значение N2 должно быть меньше, чем N1. Следовательно, в понижающем трансформаторе

• N2 < N1
• В2 < В1
• I2 > I1

Понижающий трансформатор всегда увеличивает ток (при понижении напряжения) на вторичной стороне по сравнению с первичной. В понижающем трансформаторе по вторичной стороне протекает больший ток; следовательно, толстый изолированный медный провод используется для вторичной обмотки, а тонкий изолированный медный провод — для первичной обмотки. Понижающие трансформаторы обычно используются в низковольтных трансформаторах для ландшафтного освещения.

Пример

Если трансформатор 100:1 подает напряжение 10 В на первичную обмотку,

• N1 = 100
• Н2 = 1
• В1 = 10 В
• Следовательно, V2 = (N2 / N1) ✕ V1 = 0,1 В

Напряжение на вторичной стороне трансформатора в 100 раз меньше по сравнению с напряжением на первичной стороне.

Преимущества понижающего трансформатора

• Высокая долговечность и надежность
• Меньше стоимости
• Высокая эффективность
• Обеспечивает различные источники напряжения для обычных бытовых приборов

Недостатки понижающего трансформатора

• Требует сложного обслуживания
• Работает только на AC

Реверсивность работы трансформатора

Функции повышающего и понижающего преобразования мощности могут выполняться с использованием одного и того же трансформатора. Разница в работе заключается в том, как трансформатор подключен к цепи. Если входное питание осуществляется по низковольтной обмотке, то трансформатор работает как повышающий вариант. Этот же трансформатор можно использовать как понижающий вариант входного питания, если он подключен к высоковольтной обмотке.

Применение повышающих трансформаторов

• Повышающие трансформаторы с первичными боковыми обмотками из толстого изолированного медного провода, которые повышают напряжение до 11000 вольт или более, необходимы для пользователей с особыми требованиями к мощности, такими как работа рентгеновских аппаратов, микроволновых и приложения для электростанций.
• Трансформаторы повышающие применяются для распределения электрической энергии в линиях электропередачи большой мощности.
• Эти трансформаторы используются для усиления электронных устройств.

Применение понижающих трансформаторов

Понижающие трансформаторы обычно используются в:

• Обычном бытовом оборудовании, таком как компакт-диски, телевизоры и дверные звонки.
• Стабилизаторы напряжения
• Инверторы
• Сети распределения электроэнергии
• Плата за мобильный телефон
• Линии электропередачи

Рис. 3: Повышающий высоковольтный трансформатор

Часто задаваемые вопросы

Каков основной научный принцип работы трансформатора?

Трансформатор работает на основе взаимной индукции, согласно которой катушка с током создает пропорциональное магнитное поле и наоборот.

Требуется ли трансформатор другого типа для повышения или понижения мощности?

Один и тот же тип трансформатора может использоваться для любой цели. Функция трансформатора зависит от того, как он установлен в цепи.

• Автотрансформатор

• Постоянное напряжение

• Трансформатор тока

• Трансформатор безопасности

• Однофазные трансформаторы

• Трехфазные трансформаторы

• Трансформаторы напряжения

Почему повышающий трансформатор потребляет больше тока, чем понижающий?

спросил 1 год, 3 месяца назад

Изменено 1 год, 3 месяца назад

Просмотрено 623 раза

\$\начало группы\$

Я пытаюсь понять, почему повышающий трансформатор потребляет на больше тока, чем понижающий трансформатор в инверсной конфигурации. На приведенной ниже схеме показано понижение 2:1, поэтому я получаю 10 В на входе и 5 В на выходе. Первичный ток 2,5 мА, вторичный 5 мА. Я понимаю концепцию, согласно которой, если напряжение уменьшается вдвое, ток увеличивается вдвое. Но допустим, я инвертирую схему ниже и переключаю коэффициент на повышающий трансформатор 1:2 (от 1H до 4H). Теперь, если я подаю 10 В, я получаю 20 В. Первичный ток 40 мА, вторичный ток 20 мА. Почему ток выше рисовать с повышающим трансформатором? Я думал, что это может быть из-за того, что я увеличиваю 10 В вместо уменьшения 5 В, так что разница выше, но если я еще больше уменьшу, скажем, с 10 В до 1 В, я получаю 100 мкА на первичной обмотке и 1 мА на вторичной, поэтому текущий потребляет еще меньше с более высоким коэффициентом поворота на шаг вниз.

• ток
• трансформатор

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Хороший способ разобраться в физике — найти закон сохранения, в данном случае — закон сохранения энергии. 2\$ (где N — повышающий коэффициент), предполагая идеальный трансформатор. 92), опять же в соответствии с приведенной выше формулой.

Фактически, этот механизм используется практически для согласования неравных импедансов,

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Трансформатор передает мощность (напряжение, умноженное на ток), а не только напряжение или ток.

В повышающем трансформаторе, если вторичное напряжение в два раза превышает первичное напряжение, первичный ток должен быть в два раза больше вторичного тока, чтобы первичная мощность равнялась вторичной мощности. (На практике первичная мощность будет немного больше вторичной из-за потерь в трансформаторе.)

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Поскольку энергия сохраняется, энергия на входе должна равняться энергии на выходе.

Мощность — это просто «энергия в секунду». Энергия, поступающая в секунду, такая же, как и исходящая энергия в секунду, и, следовательно, входная мощность равна выходной мощности.

Мощность рассчитывается как произведение тока и напряжения, \$P=I \times V\$, что означает, что произведение тока и напряжения на первичной стороне должно равняться произведению тока и напряжения на вторичной стороне:

$$ I_{ПЕРВИЧНАЯ} \times V_{ПЕРВИЧНАЯ} = I_{ВТОРИЧНАЯ} \times V_{ВТОРИЧНАЯ} $$

Физически \$I \times V\$ энергия, поступающая в трансформатор от любой стороны , становится магнитное поле в сердечнике трансформатора, но это поле разделяют обе катушки, поэтому схемы на стороне или могут затем получать энергию от этого поля. Однако ни одна из сторон не может извлечь из поля больше энергии, чем содержит поле, и это проявляется в приведенном выше уравнении.

С этой точки зрения на самом деле не существует такой вещи, как первичная или вторичная обмотка, обе стороны могут передавать энергию общему магнитному полю, и обе могут получать от него энергию, как совместный банковский счет. Первичный может внести 10 1-долларовых купюр, а вторичный может снять одну 10-долларовую купюру.

Расчет совершенен, и что-то получает эту энергию, когда поле разрушается. Обычно мы хотим, чтобы это что-то было связано с вторичным, но вторичный может получать только ту энергию, которая изначально была доставлена ​​в поле.

Следовательно, \$I \times V\$ с обеих сторон должны быть одинаковыми. Если вам интересно, что произойдет, если на вторичной стороне ничего не подключено для приема энергии, подаваемой через первичную сторону, подумайте об источнике напряжения/тока на первичной стороне как одновременно вводящем и отводящем энергию. Конечно, он поставляет энергию, но сразу же возвращается к источнику, как только источник перестает качать энергию.

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Для идеального трансформатора выходная мощность равна входной мощности. Посчитайте; вычислить числа.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Рассмотрим идеальный трансформатор 1:1 с управляющей схемой и фиксированной нагрузкой. Напряжение и ток на первичной стороне трансформатора будут иметь те же величины, что и на вторичной стороне.

Теперь мы заменяем трансформатор 1:1 идеальным понижающим трансформатором 10:1, сохраняя ту же фиксированную нагрузку. И выходное напряжение, и выходной ток упали в 10 раз, что привело к уменьшению мощности в нагрузке на коэффициент, равный квадрату отношения витков. Чтобы входная мощность оставалась равной выходной мощности, входной ток также должен упасть на коэффициент, равный квадрату отношения витков (100X), поскольку входное напряжение осталось неизменным. Импеданс, как видно из управляющей схемы, увеличился на коэффициент, равный квадрату коэффициента трансформации.

Затем мы заменяем понижающий трансформатор 10:1 идеальным повышающим трансформатором 1:10, сохраняя ту же фиксированную нагрузку. И выходное напряжение, и выходной ток увеличились в 10 раз (по сравнению с выходами трансформатора 1:1), увеличив мощность в нагрузке на коэффициент, равный квадрату отношения витков (по сравнению со случаем трансформатора 1:1). Чтобы входная мощность оставалась равной выходной мощности, входной ток также должен увеличиться на коэффициент, равный квадрату отношения витков (100X), поскольку входное напряжение осталось неизменным. Полное сопротивление, как видно из управляющей схемы, уменьшилось на коэффициент, равный квадрату отношения витков (по сравнению с трансформатором 1:1).

РЕДАКТИРОВАТЬ

Если мы хотим управлять нагрузкой 8 Ом от операционного усилителя, который выдает среднеквадратичное значение выходного сигнала 8 В, то операционный усилитель должен обеспечивать мощность 8 Вт при среднеквадратичном токе 1 А, что, очевидно, не соответствует действительности. в пределах возможностей обычного операционного усилителя.

Но мы могли бы разместить понижающий трансформатор 12:1 между операционным усилителем и нагрузкой 8R, который при той же амплитуде управляющего сигнала уменьшил бы мощность в нагрузке в 144 раза (коэффициент витков в квадрате) примерно до 55 мВт и увеличить импеданс операционного усилителя также в 144 раза до 8 * 144 = 1152 Ом.