Az elektromos hálózat 220 voltos feszültsége abban a formában, ahogyan a lakásba lép, alkalmatlan a legtöbb elektronikus eszköz működéséhez. Ahhoz, hogy a háztartási készülékek áramellátása kényelmes legyen, speciális átalakítókra, úgynevezett transzformátorokra van szükség. Segítségükkel lehetséges a tápfeszültség értékét a kívánt értékre csökkenteni, majd helyrehozni.
Általános információk a transzformátorokról
Átalakítóként ezeket az eszközöket hagyományosan arra használják, hogy a nagyfeszültségű vezetéken átvitt teljesítmény elfogadható formába kerüljön. Hatalmas távolságokon történő "átvitelhez" csak ultra-magas feszültségek alkalmasak, amelyeknél az áram elfogadható nagyságú lehet.
Ha legalább száz kilométeren keresztül próbál energiát továbbítani a szokásos 380 V-os feszültség formájában, akkor a szükséges energia leadásához a fogyasztóhoz millió Amperes áramra lesz szükség.
Eloszlásához egy emberi test vastagságú vezetékre van szükség, amelyet a gyakorlatban lehetetlen megvalósítani. Ezért az áramot termelő oldalon egy másik (fokozatos) transzformátor segítségével 110 kV-ra emelkedik. Ebben a formában lehetetlen felhasználni a villamosenergia-elosztást lakóépületek és termelő létesítmények számára. Ezért az elosztóállomásokon robbanóanyagon keresztül történő szállítás után a 110 kV-t 10 (6) kV-ra csökkentik.
Innen mennek a regionális transzformátor alállomásokhoz, ahol a helyi fokozatú transzformátorban elnyerik a végleges 380 (220) voltos formát. Ilyen potenciális értékek mellett az energia földalatti kábelen vagy a felső önhordó szigetelt vezetéken keresztül könnyen szállítható a végfelhasználóhoz. Ezért az egyfázisú transzformátor fontos szerepet játszik az emberi életben.
Cél és eszköz
A transzformátor tervezésének megismerése, amely a következő fő elemekből áll, teljesebb elképzelést nyer:
- ferromágneses mag;
- szigetelt vázon elhelyezkedő elsődleges és másodlagos tekercs;
- védőburkolat (ez az elem egyes modelleken nem érhető el).
Egyes mintákban elektromos acélt vagy permalloy-t használnak ferromágnesek helyett. A maganyag meghatározott típusának megválasztása a termék felhasználási területétől függ.
Működési elve
Az egyfázisú transzformátor működési elve azon a törvényen alapszik, amely szerint egy hurokban ható váltakozó e / m mező indukálja az EMF-et a közeli vezetőben. A jelenséget Faraday elektromágneses indukciós törvényének nevezik, aki elsőként fedezte fel ezt az érdekes hatást. Ennek alátámasztására a tudós egy egész elméletet dolgozott ki, amely megalapozta a legtöbb modern elektromos eszköz és egység működését.
Fő rendelkezései:
- amikor az áram áthalad egy hurkon, egy mágneses fluxus képződik körülötte, amely befogja mindazokat a hurkokat, amelyek a közelben helyezkednek el;
- ennek az áramlásnak a hatására EMF indukálódik bennük, amely változások formájában egybeesik az eredeti mezővel;
- ferromágnes jelenlétében e hatás fokozódik.
Mindezek az alapok a modern transzformátor termék működésének alapjául. A terhelés szekunder tekercseléséhez csatlakoztatva a munkaáramkör zárva van, és az energia szinte veszteség nélkül kerül a fogyasztóhoz.
Működési módok
- az úgynevezett "tétlen";
- terhelési mód.
Alapjáraton a készülék terhelés nélkül működik, és minimális energiát fogyaszt csak a primer tekercsben. A benne lévő áram is minimális, és általában nem haladja meg a csatlakoztatott terhelésnél megfigyelt érték 3-10% -át. A második esetben a szekunder tekercs kanyarulataiban áram kezd áramlani, amelynek értéke fordítottan arányos a tekercsben lévő fordulatok számával.
Lépcsős transzformátorban a feszültség alacsonyabb és az áram nagyobb. Ebben az üzemmódban az áram a terhelésre kerül, figyelembe véve a transzformátor magjában lévő hőelvezetést.
Fő beállítások
A feszültség- és áramátalakítók paramétereinek mérlegelésekor fontos megjegyezni a k átalakítási arányt, amelyet I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / k-ként határozunk meg. Itt w2 és w1 a másodlagos és az elsődleges tekercsben a fordulatok száma. Ezenkívül figyelembe veszik azokat a jellemzőket, mint a magablak mérete, amelyben a tekercsek találhatók.
Az egyfázisú két tekercselő transzformátor feszültségátviteli tulajdonságait jellemző másik paraméter ugyanaz a k átalakítási arány, amelynek értéke egy lépcsőzetes eszköznél kisebb, mint 1. És fordítva, ha k> 1, akkor ez a termék egy fokozatos transzformátor. A tekercsek vezetékeinek veszteségeinek és a fluxus eloszlásának hiányában nagyon könnyű kiszámítani ezt a mutatót. Ehhez a legkényelmesebb egy egyszerű számítási algoritmust használni: k = U2 / U1. Ha több szekunder tekercs van, akkor a megadott paramétert mindegyikükhöz külön kell meghatározni.
A transzformátorok típusai és alkalmazásuk
A mag tervezési jellemzői szerint az egyfázisú transzformátorok ismert mintái rúd, gyűrű és páncélozott termékekre vannak felosztva. A bennük használt mágneses áramkör formája szerint lehetnek:
- W alakú;
- Toroidális;
- U alakú.
Ezen űrlapok mindegyike alkalmas a meghatározott átviteli jellemzők megszerzésének szükségességével kapcsolatos speciális célokra.
A maximálisan elérhető mágneses tengelykapcsoló (MC) értéke szerint a transzformátorokat erős, közepes és gyenge kölcsönhatású termékekre osztják fel. Ezek a jellemzők nagymértékben függenek magának a terméknek a kialakításától és a mag típusától.
Az egyfázisú transzformátor kereslet azokon a területeken, ahol két áramkört össze kell hangolni mindkettő elektromos leválasztásával.
A termékek működtetése
Az egyfázisú átalakító eszközök működtetésekor különös figyelmet fordítanak azok biztonságos kezelésére, amelyet a primer tekercsekben jelenlévő magas feszültség magyaráz. Fontos figyelembe venni a transzformátorok elektromos áramkörökbe történő beépítésének és beépítésének szabályait is:
- a tekercsek meghibásodásának (kiégés) elkerülése érdekében a szekunder áramköröket védeni kell a rövidzárlattól;
- fontos figyelemmel kísérni a mag és a tekercsek hőviszonyait, és ha szükséges, gondoskodni kell azok hűtéséről.
Az egyfázisú transzformátor gondozása a szokásos eljárásokra redukálódik, amelyeket a jelenlegi előírások előírnak.
