Den aktuelle spænding på 220 volt i det elektriske netværk i den form, hvor den kommer ind i lejligheden, er uegnet til drift af de fleste elektroniske enheder. For at konvertere den til en praktisk type til strømforsyning til husholdningsapparater kræves specielle konvertere kaldet transformatorer. Med deres hjælp er det muligt at sænke værdien af forsyningsspændingen til den ønskede værdi og derefter rette den.
Transformatoroversigt
Som omformere bruges disse enheder traditionelt til at bringe en acceptabel form for strøm sendt over højspændingsledninger. Til "overførsel" til store afstande er det kun ultrahøje spændinger, der er egnede, hvor strømmen kan have en acceptabel værdi.
Hvis du prøver at overføre energi mindst hundrede kilometer i form af den sædvanlige spænding på 380 volt, kræves en strøm på millioner ampere for at levere den krævede effekt til forbrugeren.
Til dens spredning er der behov for en tråd omkring tykkelsen af et menneskeligt legeme, som i praksis er umulig at implementere. Derfor på siden af den elektricitetsgenererende side ved hjælp af en anden (step-up) transformer stiger dens værdi til 110 kV. I denne form er det umuligt at bruge elektricitetsdistribution i boligbyggerier og produktionsanlæg. Derfor er 110 kV efter levering via sprængstoffer i distributionsstationer reduceret til 10 (6) kV.
Herfra går de til distriktstransformatorstationer, hvor de i den lokale nedtrædende transformator får deres endelige form 380 (220) volt. Med sådanne potentielle værdier kan energi let transporteres gennem et underjordisk kabel eller en SIP-antennetråd til den endelige forbruger. Derfor spiller en enfaset transformer en stor rolle i menneskets liv.
Formål og enhed
Enhver 220 Volt enfasetransformator er en elektrisk enhed, der kun fungerer i vekslingskredsløb. Med sin hjælp konverteres indgangsspændingen til den ønskede værdi (oftest falder den). I dette tilfælde stiger strømmen fra sekundærviklingen, da strømmen overføres næsten uden tab. Det følger, at hovedformålet med denne enhed er at opnå den nødvendige spænding til at løse problemer og derefter bruge den til specifikke formål.
Fortrolighed med designen af transformeren, der består af følgende hovedelementer, vil hjælpe med til at skabe et mere komplet billede:
- kerne lavet af ferromagnetiske materialer;
- primære og sekundære spiraler placeret på en isoleret ramme;
- beskyttelsesafdækning (dette element er fraværende i en række modeller).
I nogle prøver anvendes elektrisk stål eller permalloy i stedet for ferromagneter. Valget af en bestemt type kernemateriale afhænger af anvendelsesområdet for selve produktet.
Driftsprincip
Princippet for betjening af en enfaset transformer er baseret på loven, ifølge hvilken det vekslende elektriske felt, der virker i spolen, inducerer en EMF i en leder placeret i nærheden. Fænomenet kaldes loven om elektromagnetisk induktion af Faraday, som var den første, der opdagede denne interessante effekt. For at underbygge det udviklede videnskabsmanden en hel teori, der dannede grundlaget for arbejdet i de fleste moderne elektriske apparater og enheder.
Dets vigtigste bestemmelser:
- når en strøm passerer gennem en trådspole, dannes en magnetisk flux omkring den, der fanger alle de samme svingninger, der er placeret i nærheden;
- under påvirkning af denne strøm induceres en EMF i dem, der falder sammen i form af ændringer med det oprindelige felt;
- i nærvær af en ferromagnet i den, forbedres virkningen af denne effekt.
Alle disse principper er grundlaget for driften af et moderne transformerprodukt. Når den er forbundet til den sekundære vikling af belastningen, lukkes arbejdskredsløbet, og energi overføres næsten uden tab til forbrugeren.
Driftsformer
Som enhver konverteringsenhed har transformeren to driftsformer:
- den såkaldte "tomgangshastighed";
- belastningstilstand.
Ved tomgang fungerer enheden uden belastning og bruger kun et minimum af strøm, der kun spredes ved den primære vikling. Strømmen i den er også minimal og overstiger normalt ikke 3-10% af den observerede værdi ved den tilsluttede belastning. I det andet tilfælde begynder en strøm at strømme i den sekundære viklings sving, hvis værdi er omvendt proportional med antallet af sving i spolen.
I en trin-ned-transformer er spændingen i den lavere, og strømmen er mere. I denne tilstand overføres strømmen til belastningen under hensyntagen til termisk spredning i transformerkernen.
vigtigste parametre
Når man overvejer parametrene for spænding og strømomformere, er det vigtigt at bemærke transformationskoefficienten k, defineret som I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / k. Her er w2 og w1 antallet af drejninger i henholdsvis sekundær- og primærvikling. Derudover tages der hensyn til dens egenskaber, såsom størrelsen på det kernevindue, hvor spolerne er placeret.
En anden parameter, der kendetegner overførselsegenskaberne for en enfaset dobbeltviklingstransformator i spænding, er den samme transformationskoefficient k, hvis værdi for en nedtrappingsenhed er mindre end 1. Og vice versa, hvis k> 1, er dette produkt en step-up-transformer. I mangel af tab i viklingernes ledninger og strømningsspredning er denne indikator meget enkel at beregne. Til dette er det mest praktisk at bruge en simpel beregningsalgoritme: k = U2 / U1. Hvis der er flere sekundære viklinger, skal den specificerede parameter bestemmes for hver af dem separat.
Typer af transformere og deres anvendelse
I henhold til kernekonstruktionen er kendte prøver af enfasetransformere opdelt i stang-, ring- og rustningsprodukter. I henhold til formen på det magnetiske kredsløb, der bruges i dem, kan de være:
- W-formet;
- Ringkerne;
- U-formet.
Hver af disse former er egnede til bestemte formål relateret til behovet for at opnå specificerede transmissionskarakteristika.
De største opnåelige magnetiske koblings- (MS) transformatorer er opdelt i produkter med stærke, mellemstore og svage interaktioner. Disse egenskaber afhænger i vid udstrækning af selve produktets design og typen af dets kerne.
En enfasetransformator er efterspurgt i områder, hvor det er nødvendigt at koordinere to kraftkredsløb med den elektriske isolering af hver af dem.
Produktbetjening
Når man betjener enfasekonverteringsenheder, er man særlig opmærksom på sikker håndtering af dem, hvilket forklares med den høje spænding, der findes på de primære viklinger. Det er også vigtigt at overveje følgende punkter med hensyn til installation og inkludering af transformere i elektriske kredsløb:
- For at undgå viklingsfejl (udbrænding) skal sekundære kredsløb beskyttes mod kortslutning;
- Det er vigtigt at overvåge de termiske forhold på kernen og viklingerne og om nødvendigt sørge for deres afkøling.
Pleje af en enfaset transformer reduceres til standardprocedurer, der er fastsat i bestemmelserne i de nuværende standarder.
