220 voltu spriegums elektrotīklā tādā formā, kādā tas nonāk dzīvoklī, nav piemērots vairumam elektronisko ierīču darbībai. Lai to pielāgotu mājsaimniecības ierīču darbināšanai, ir nepieciešami īpaši pārveidotāji, kurus sauc par transformatoriem. Ar viņu palīdzību ir iespējams pazemināt barošanas sprieguma vērtību līdz vēlamajai vērtībai un pēc tam to izlabot.
Vispārīga informācija par transformatoriem
Šīs ierīces kā pārveidotājus tradicionāli izmanto, lai pār augstsprieguma līnijām pārraidītā jauda būtu pieņemama. "Pārnesei" lielos attālumos ir piemēroti tikai īpaši augsti spriegumi, pie kuriem strāva var būt pieņemama lieluma.
Ja jūs mēģināt pārsūtīt enerģiju vismaz simts kilometru garumā parastā 380 voltu sprieguma veidā, vajadzīgās enerģijas piegādei patērētājam būs nepieciešama miljonu ampēru strāva.
Lai to izkliedētu, jums ir nepieciešama stieple apmēram cilvēka ķermeņa biezumā, kuru praksē nav iespējams īstenot. Tāpēc elektroenerģijas ražošanas pusē ar cita (pakāpeniska) transformatora palīdzību tā vērtība paaugstinās līdz 110 kV. Šajā formā nav iespējams izmantot elektroenerģijas sadali dzīvojamām ēkām un ražošanas iekārtām. Tāpēc pēc piegādes ar sprāgstvielām sadales stacijās 110 kV tiek samazināti līdz 10 (6) kV.
No šejienes viņi dodas uz reģionālajām transformatoru apakšstacijām, kur vietējā pakāpiena transformatorā viņi iegūst savu galīgo 380 (220) voltu formu. Izmantojot šādas potenciālās vērtības, enerģiju var viegli transportēt caur pazemes kabeli vai gaisvadu izolējošu vadu gala patērētājam. Tāpēc vienfāzes transformatoram ir svarīga loma cilvēka dzīvē.
Mērķis un ierīce
Iepazīšanās ar transformatora konstrukciju, kas sastāv no šādiem galvenajiem elementiem, palīdzēs iegūt pilnīgāku priekšstatu:
- feromagnētiskais kodols;
- primārā un sekundārā spole, kas atrodas uz izolēta rāmja;
- aizsargapvalks (dažos modeļos šis elements nav pieejams).
Dažos paraugos feromagnētu vietā tiek izmantots elektriskais tērauds vai perlamīds. Konkrēta pamatmateriāla veida izvēle ir atkarīga no paša produkta izmantošanas jomas.
Darbības princips
Vienfāzes transformatora darbības princips ir balstīts uz likumu, saskaņā ar kuru mainīgs e / m lauks, kas darbojas cilpā, inducē EMF blakus esošajā vadītājā. Parādību sauc par Faradeja elektromagnētiskās indukcijas likumu, kurš pirmais atklāja šo interesanto efektu. Lai to pamatotu, zinātnieks izstrādāja veselu teoriju, kas veidoja pamatu modernāko elektrisko ierīču un mezglu darbībai.
Tās galvenie noteikumi:
- kad strāva iet caur stieples cilpu, ap to veidojas magnētiskā plūsma, kas uztver visas tās pašas cilpas, kas atrodas tuvumā;
- šīs plūsmas ietekmē tajās tiek inducēts EML, kas izmaiņu veidā sakrīt ar sākotnējo lauku;
- tajā atrodoties feromagnetam, šī efekta ietekme tiek pastiprināta.
Visi šie principi ir mūsdienu transformatoru izstrādājuma darbības pamats. Savienojot ar slodzes sekundāro tinumu, darba ķēde ir slēgta, un enerģija tiek nodota patērētājam gandrīz bez zaudējumiem.
Darbības režīmi
- tā sauktais "dīkstāvē";
- slodzes režīms.
Tukšgaitā ierīce darbojas bez slodzes un patērē minimālo jaudu, kas izdalīta tikai primārajā tinumā. Strāva tajā ir arī minimāla un parasti nepārsniedz 3-10% no vērtības, kas novērota ar pievienoto slodzi. Otrajā gadījumā sekundārā tinuma pagriezienos sāk plūst strāva, kuras vērtība ir apgriezti proporcionāla spoles pagriezienu skaitam.
Pārejas transformatorā spriegums ir mazāks, un strāva ir lielāka. Šajā režīmā jauda tiek pārsūtīta uz slodzi, ņemot vērā siltuma izkliedi transformatora serdenī.
Galvenie iestatījumi
Apsverot sprieguma un strāvas pārveidotāju parametrus, ir svarīgi atzīmēt transformācijas koeficientu k, kas definēts kā I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / k. Šeit w2 un w1 ir pagriezienu skaits attiecīgi sekundārajā un primārajā tinumā. Turklāt tiek ņemtas vērā tādas īpašības kā serdeņa loga lielums, kurā atrodas spoles.
Vēl viens parametrs, kas raksturo vienfāzes div tinumu transformatora sprieguma pārneses īpašības, ir tāds pats transformācijas koeficients k, kura vērtība samazināšanas ierīcei ir mazāka par 1. Un otrādi, ja k> 1, šis produkts ir pastiprinošs transformators. Ja tinumu vados nav zudumu un plūsmas izkliedes, šo rādītāju ir ļoti viegli aprēķināt. Šim nolūkam visērtāk ir izmantot vienkāršu aprēķina algoritmu: k = U2 / U1. Ja ir vairāki sekundārie tinumi, norādītais parametrs jānosaka katram no tiem atsevišķi.
Transformatoru veidi un to pielietojums
Saskaņā ar kodola konstrukcijas iezīmēm zināmie vienfāzes transformatoru paraugi tiek sadalīti stieņu, gredzenu un bruņu izstrādājumos. Saskaņā ar tajos izmantoto magnētiskās ķēdes formu tie var būt:
- W formas;
- Toroidāls;
- U veida.
Katra no šīm veidlapām ir piemērota īpašiem mērķiem, kas saistīti ar nepieciešamību iegūt noteiktos pārsūtīšanas raksturlielumus.
Pēc maksimāli sasniedzamās magnētiskās sakabes (MC) vērtības transformatori tiek sadalīti produktos ar spēcīgu, vidēju un vāju mijiedarbību. Šīs īpašības lielā mērā ir atkarīgas no paša produkta dizaina un tā kodola veida.
Vienfāzes transformators ir pieprasīts tajās vietās, kur ir nepieciešams saskaņot divas strāvas ķēdes ar katras no tām elektrisko izolāciju.
Produktu darbība
Darbinot vienfāzes pārveidojošās ierīces, īpaša uzmanība tiek pievērsta to drošai apstrādei, kas izskaidrojams ar primārajos tinumos esošo augstspriegumu. Ir arī svarīgi ņemt vērā šādus punktus par noteikumiem par transformatoru uzstādīšanu un iekļaušanu elektriskajās ķēdēs:
- lai izvairītos no tinumu atteices (izdegšanas), sekundārās ķēdes jāaizsargā no īssavienojuma;
- ir svarīgi uzraudzīt kodola un tinumu siltuma apstākļus un, ja nepieciešams, nodrošināt to atdzišanu.
Rūpes par vienfāzes transformatoru tiek samazinātas līdz standarta procedūrām, kuras paredz spēkā esošo noteikumu noteikumi.
