Pašreizējais spriegums 220 voltu elektriskajā tīklā tādā formā, kādā tas nonāk dzīvoklī, nav piemērots vairumam elektronisko ierīču. Lai to pārveidotu par ērtu veidu sadzīves tehnikas barošanai, nepieciešami īpaši pārveidotāji, kurus sauc par transformatoriem. Ar viņu palīdzību ir iespējams pazemināt barošanas sprieguma vērtību līdz vēlamajai vērtībai un pēc tam to iztaisnot.
Transformatoru pārskats
Šīs ierīces kā pārveidotājus tradicionāli izmanto, lai panāktu pieņemamu enerģijas veidu, kas tiek nosūtīts pa augstsprieguma līnijām. "Pārnešanai" uz lieliem attālumiem ir piemēroti tikai īpaši augsti spriegumi, pie kuriem strāvai var būt pieņemama vērtība.
Ja mēģināsit nodot enerģiju vismaz simts kilometru parasta 380 voltu sprieguma formā, vajadzīgā strāva miljoniem ampēru būs nepieciešama, lai patērētājam piegādātu nepieciešamo jaudu.
Lai to izkliedētu, ir nepieciešams vads par cilvēka ķermeņa biezumu, kuru praksē nav iespējams īstenot. Tāpēc elektrības ģenerēšanas pusē ar cita (pastiprinoša) transformatora palīdzību tā vērtība palielinās līdz 110 kV. Šajā formā nav iespējams izmantot elektrības sadali dzīvojamās ēkās un ražošanas objektos. Tāpēc pēc piegādes ar sprāgstvielām izplatīšanas stacijās 110 kV tiek samazināts līdz 10 (6) kV.
No šejienes viņi dodas uz rajona transformatoru apakšstacijām, kur vietējā pārejas transformatorā iegūst galīgo formu 380 (220) volti. Izmantojot šādas potenciālās vērtības, enerģiju galapatērētājam var viegli transportēt caur pazemes kabeli vai SIP antenas vadu. Tāpēc vienfāzes transformatoram ir liela loma cilvēka dzīvē.
Mērķis un ierīce
Jebkurš 220 voltu vienfāzes transformators ir elektriska ierīce, kas darbojas tikai maiņstrāvas ķēdēs. Ar tās palīdzību ieejas spriegums tiek pārveidots par vēlamo vērtību (visbiežāk tas samazinās). Šajā gadījumā no sekundārā tinuma patērētā strāva palielinās, jo jauda tiek pārraidīta gandrīz bez zaudējumiem. No tā izriet, ka šīs ierīces galvenais mērķis ir iegūt spriegumu, kas nepieciešams problēmu risināšanai, un pēc tam to izmantot īpašiem mērķiem.
Pilnīga attēla izveidošana palīdzēs pārzināt transformatora dizainu, kas sastāv no šādiem galvenajiem elementiem:
- serde, kas izgatavota no feromagnētiskiem materiāliem;
- primārās un sekundārās spoles, kas novietotas uz izolēta rāmja;
- aizsargapvalks (šī elementa nav vairākos modeļos).
Dažos paraugos feromagnētu vietā tiek izmantots elektriskais tērauds vai permalloy. Konkrēta veida pamata materiāla izvēle ir atkarīga no paša izstrādājuma izmantošanas apgabala.
Darbības princips
Vienfāzes transformatora darbības princips ir pamatots ar likumu, saskaņā ar kuru mainīgais elektriskais lauks, kas darbojas spolē, inducē EML vadītājā, kas atrodas netālu. Parādību sauc par Faraday elektromagnētiskās indukcijas likumu, kurš bija pirmais, kurš atklāja šo interesanto efektu. Lai to pamatotu, zinātnieks izstrādāja veselu teoriju, kas bija pamatā modernāko elektrisko ierīču un mezglu darbam.
Tās galvenie noteikumi:
- kad strāva iet caur stieples spoli, ap to veidojas magnētiskā plūsma, kas uztver visus tos pašus pagriezienus, kas atrodas tuvumā;
- šīs plūsmas ietekmē tajos tiek ierosināts EML, kas izmaiņu veidā sakrīt ar sākotnējo lauku;
- feromagnēta klātbūtnē tajā tiek pastiprināta šī efekta iedarbība.
Visi šie principi ir modernā transformatora izstrādājuma darbības pamatā. Kad savienojums ir izveidots ar kravas sekundāro tinumu, darba ķēde tiek aizvērta, un patērētājam enerģija tiek nodota gandrīz bez zaudējumiem.
Darbības režīmi
Tāpat kā jebkurai pārveidošanas ierīcei, transformatoram ir divi darbības režīmi:
- tā sauktais "tukšgaitas ātrums";
- slodzes režīms.
Tukšgaitā ierīce darbojas bez slodzes un patērē minimālo jaudu, kas tiek izkliedēta tikai primārajā tinumā. Arī tajā esošā strāva ir 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.
Transformatorā ar zemāku spriegumu tajā ir zemāks spriegums, un strāva ir lielāka. Šajā režīmā jauda tiek nodota slodzei, ņemot vērā siltuma izkliedi transformatora kodolā.
galvenie parametri
Apsverot sprieguma un strāvas pārveidotāju parametrus, ir svarīgi ņemt vērā transformācijas koeficientu k, kas noteikts kā I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / k. Šeit w2 un w1 ir attiecīgi pagriezienu skaits sekundārajā un primārajā tinumā. Turklāt tiek ņemtas vērā tā īpašības, piemēram, galvenā loga izmērs, kurā ievietotas spoles.
Vēl viens parametrs, kas raksturo vienfāzes dubultā tinuma transformatora pārvades īpašības spriegumā, ir tas pats pārveidošanas koeficients k, kura vērtība atkāpšanās ierīcei ir mazāka par 1. Un otrādi, ja k> 1, šis produkts ir pastiprināts transformators. Ja tinumu vados nav zudumu un plūsmas izkliedes, šo rādītāju ir ļoti vienkārši 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 serdes dizaina iezīmēm labi pazīstami vienfāzes transformatoru paraugi tiek sadalīti stieņu, gredzenu un bruņu izstrādājumos. Atkarībā no tajos izmantotās magnētiskās ķēdes formas tie var būt:
- W formas;
- Toroidāls;
- U veida.
Katra no šīm formām ir piemērota noteiktiem mērķiem, kas saistīti ar vajadzību iegūt noteiktus pārraides parametrus.
Lielākie sasniedzamie magnētiskās sakabes (MS) transformatori ir sadalīti produktos ar spēcīgu, vidēju un vāju mijiedarbību. Šīs īpašības lielā mērā ir atkarīgas no paša izstrādājuma dizaina un tā kodola veida.
Vietnēs, kur nepieciešams saskaņot divas strāvas ķēdes ar katra no tām elektrisko izolāciju, ir nepieciešams vienfāzes transformators.
Produkta darbība
Darbojoties ar vienfāzes pārveidošanas ierīcēm, īpaša uzmanība tiek pievērsta to drošai apstrādei, kas izskaidrojams ar augstspriegumu, kas atrodas uz primārajiem tinumiem. Ir svarīgi ņemt vērā arī šādus jautājumus attiecībā uz transformatoru uzstādīšanu un iekļaušanu elektriskās ķēdēs:
- lai izvairītos no tinuma atteices (izdegšanas), sekundārās shēmas jāaizsargā no īssavienojuma;
- Ir svarīgi uzraudzīt serdes un tinumu termiskos apstākļus un, ja nepieciešams, nodrošināt to atdzišanu.
Rūpes par vienfāzes transformatoru tiek samazinātas līdz standarta procedūrām, kuras paredz pašreizējie standarti.
