Spänningen på 220 volt i det elektriska nätverket i den form den går in i lägenheten är olämplig för drift av de flesta elektroniska enheter. För att få den till en lämplig typ för att driva hushållsapparater krävs speciella omvandlare, så kallade transformatorer. Med deras hjälp är det möjligt att sänka matningsspänningsvärdet till önskat värde och sedan rätta till det.
Allmän information om transformatorer
Som omvandlare används dessa enheter traditionellt för att få kraften som överförs över högspänningsledningar till en acceptabel form. För "överföring" över stora avstånd är endast ultrahöga spänningar lämpliga, där strömmen kan vara av acceptabel storlek.
Om du försöker överföra energi åtminstone hundra kilometer i form av den vanliga spänningen på 380 volt, kommer en ström på miljoner ampere att krävas för att leverera den erforderliga kraften till konsumenten.
För att skingra det behöver du en tråd om människokroppens tjocklek, vilket är omöjligt att implementera i praktiken. Därför ökar dess värde till 110 kV på sidan som genererar el, med hjälp av en annan (uppstegnings) transformator. I denna form är det omöjligt att använda eldistributionen för bostadshus och produktionsanläggningar. Efter leverans via sprängämnen i distributionsstationer reduceras därför 110 kV till 10 (6) kV.
Härifrån går de till de regionala transformatorstationerna, där de i den lokala nedstegstransformatorn får sin slutliga form av 380 (220) volt. Med sådana potentiella värden kan energi lätt transporteras via en jordkabel eller en överliggande självbärande isolerad ledning till slutkonsumenten. Därför spelar en enfasstransformator en viktig roll i människors liv.
Syfte och anordning
En bekantskap med transformatorns design, som består av följande huvudelement, hjälper till att få en mer fullständig idé:
- ferromagnetisk kärna;
- primär och sekundär spole placerad på en isolerad ram;
- skyddsskydd (detta element finns inte på vissa modeller).
I vissa prover används elstål eller permalloy istället för ferromagneter. Valet av en specifik typ av kärnmaterial beror på användningsområdet för själva produkten.
Funktionsprincip
Principen för drift av en enfasstransformator är baserad på lagen, enligt vilken ett alternerande e / m-fält som verkar i en slinga inducerar en EMF i en närliggande ledare. Fenomenet kallas Faradays lag om elektromagnetisk induktion, som var den första som upptäckte denna intressanta effekt. För att underbygga det utvecklade forskaren en hel teori, som låg till grund för driften av de flesta moderna elektriska apparater och enheter.
Dess huvudsakliga bestämmelser:
- när ström passerar genom en trådslinga bildas ett magnetiskt flöde runt det som fångar alla samma öglor som ligger i närheten;
- under påverkan av detta flöde induceras en EMF i dem, som i form av förändringar sammanfaller med det ursprungliga fältet;
- i närvaro av en ferromagnet i den förstärks effekten av denna effekt.
Alla dessa principer är grunden för driften av en modern transformatorprodukt. När den ansluts till lastens sekundärlindning stängs arbetskretsen och energi överförs till konsumenten med nästan inga förluster.
Driftlägen
- den så kallade "tomgången";
- laddningsläge.
I viloläge fungerar enheten utan belastning och förbrukar ett minimum av ström som bara släpps ut i primärlindningen. Strömmen i den är också minimal och är vanligtvis inte mer än 3-10% av det värde som observerats med ansluten belastning. I det andra fallet börjar en ström flöda i sekundärlindningens varv, vars värde är omvänt proportionellt med antalet varv i spolen.
I en nedtransformator är spänningen lägre och strömmen högre. I detta läge överförs kraft till belastningen med hänsyn till värmeavledningen i transformatorns kärna.
Huvudinställningar
När man överväger parametrarna för spännings- och strömomvandlare är det viktigt att notera omvandlingsförhållandet k, definierat som I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / k. Här är w2 och w1 antalet varv i sekundära respektive primära lindningar. Dessutom beaktas sådana egenskaper som storleken på kärnfönstret där spolarna är placerade.
En annan parameter som kännetecknar spänningsöverföringsegenskaperna för en enfas tvålindad transformator är samma transformationsförhållande k, vars värde för en nedstigningsanordning är mindre än 1. Och vice versa, om k> 1 är denna produkt en steg-upp-transformator. I avsaknad av förluster i lindningarna och lindningsförlusten är det mycket enkelt att beräkna denna indikator. För detta är det mest bekvämt att använda en enkel beräkningsalgoritm: k = U2 / U1. Om det finns flera sekundära lindningar bör den angivna parametern bestämmas för var och en av dem separat.
Typer av transformatorer och deras tillämpning
Enligt kärnans designfunktioner är de kända proverna av enfasstransformatorer uppdelade i stav-, ring- och pansarprodukter. Enligt formen av den magnetiska kretsen som används i dem kan de vara:
- W-formad;
- Toroidal;
- U-formad.
Var och en av dessa former är lämplig för specifika ändamål relaterade till behovet av att erhålla de specificerade överföringsegenskaperna.
Enligt värdet på den maximalt uppnåeliga magnetiska kopplingen (MC) är transformatorer uppdelade i produkter med starka, medelstora och svaga interaktioner. Dessa egenskaper beror till stor del på designen av själva produkten och typen av kärna.
En enfasstransformator är efterfrågad i de områden där det är nödvändigt att matcha två effektkretsar med elektrisk isolering av var och en av dem.
Drift av produkter
När man använder enfasomvandlingsanordningar ägnas särskild uppmärksamhet åt deras säkra hantering, vilket förklaras av den högspänning som finns i primärlindningarna. Det är också viktigt att överväga följande punkter angående reglerna för installation och inkludering av transformatorer i elektriska kretsar:
- För att undvika fel i lindningarna (utbrändhet) bör sekundärkretsarna skyddas mot kortslutning.
- det är viktigt att övervaka kärnans och lindningernas värmeförhållanden och, om nödvändigt, se till att de kyls.
Att ta hand om en enfasstransformator reduceras till standardprocedurer, som föreskrivs i bestämmelserna i de nuvarande reglerna.
