Den nuvarande spänningen på 220 volt i det elektriska nätet i den form det kommer in i lägenheten är olämplig för drift av de flesta elektroniska enheter. För att konvertera den till en bekväm typ för att driva hushållsapparater krävs specialomvandlare som kallas transformatorer. Med deras hjälp är det möjligt att sänka matningsspänningens värde till önskat värde och sedan räta upp det.
Transformatoröversikt
Som omvandlare används dessa enheter traditionellt för att få en acceptabel form av kraft som sänds över högspänningsledningar. För "överföring" till stora avstånd är det bara ultrahöga spänningar som är lämpliga vid vilka strömmen kan ha ett acceptabelt värde.
Om du försöker överföra energi minst hundra kilometer i form av den vanliga spänningen på 380 volt, krävs en ström på miljoner ampere för att leverera den erforderliga kraften till konsumenten.
För dess spridning behövs en tråd om en människokropps tjocklek, vilket är praktiskt taget omöjligt att implementera. Därför, på sidan av den elproducerande sidan, med hjälp av en annan (steg-up) transformator, stiger dess värde till 110 kV. I denna form är det omöjligt att använda elfördelning i bostadshus och produktionsanläggningar. Därför reduceras 110 kV efter leverans via sprängämnen i distributionsstationer till 10 (6) kV.
Härifrån går de till distriktstransformatorstationerna, där de i den lokala avvecklingstransformatorn får sin slutliga form 380 (220) volt. Med sådana potentiella värden kan energi enkelt transporteras genom en underjordisk kabel eller en SIP-antenntråd till slutkonsumenten. Därför spelar en enfasstransformator en stor roll i människors liv.
Syfte och enhet
Varje 220 Volt enfasstransformator är en elektrisk enhet som endast fungerar i växelströmskretsar. Med sin hjälp konverteras ingångsspänningen till önskat värde (oftast minskar den). I detta fall ökar strömmen som dras från sekundärlindningen eftersom kraften överförs nästan utan förlust. Av detta följer att det huvudsakliga syftet med denna enhet är att erhålla den spänning som krävs för att lösa problem och sedan använda den för specifika ändamål.
Bekanta med designen av transformatorn, som består av följande huvudelement, kommer att bidra till att göra en mer fullständig bild:
- kärna tillverkad av ferromagnetiska material;
- primära och sekundära spolar placerade på en isolerad ram;
- skyddskåpa (detta element är frånvarande i ett antal modeller).
I vissa prover används istället för ferromagneter elektriskt stål eller permalloy. Valet av en viss typ av kärnmaterial beror på användningsområdet för själva produkten.
Funktionsprincip
Funktionen för en enfasstransformator är baserad på lagen, enligt vilken det växlande elektriska fältet som verkar i spolen inducerar en EMF i en ledare belägen i närheten. Fenomenet kallas lagen för elektromagnetisk induktion av Faraday, som var den första som upptäckte denna intressanta effekt. För att underbygga den utvecklade forskaren en hel teori, som låg till grund för arbetet med de flesta moderna elektriska apparater och enheter.
Dess huvudbestämmelser:
- när en ström passerar genom en trådspole, bildas ett magnetiskt flöde runt det och fångar upp alla samma varv som ligger i närheten;
- under påverkan av detta flöde induceras en EMF i dem, sammanfallande i form av förändringar med det initiala fältet;
- i närvaro av en ferromagnet i den förbättras effekten av denna effekt.
Alla dessa principer är grunden för driften av en modern transformatorprodukt. När den är ansluten till den sekundära lindningen av lasten stängs arbetskretsen och energi överförs nästan utan förlust till konsumenten.
Driftsätt
Liksom alla konverteringsenheter har transformatorn två driftsätt:
- den så kallade "tomgångshastigheten";
- lastläge.
Vid tomgång arbetar enheten utan belastning och förbrukar ett minimum av effekt som bara sprids vid primärlindningen. Strömmen i den är också minimal och överskrider vanligtvis inte 3-10% av det värde som observeras med den anslutna belastningen. I det andra fallet börjar en ström flyta i sekundärlindningens varv, vars värde är omvänt proportionellt mot antalet varv i spolen.
I en nedtransformator är spänningen i den lägre, och strömmen är mer. I detta läge överförs kraft till lasten med hänsyn till termisk spridning i transformatorkärnan.
huvudparametrar
När man överväger parametrarna för spännings- och strömomvandlare är det viktigt att notera transformationskoefficienten k, definierad som I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / k. Här är w2 och w1 antalet varv i respektive sekundär- och primärlindning. Dessutom beaktas dess egenskaper, såsom storleken på kärnfönstret i vilket spolarna är placerade.
En annan parameter som kännetecknar överföringsegenskaperna för en enfas dubbel-lindningstransformator i spänning är samma transformationskoefficient k, vars värde för en avstängningsanordning är mindre än 1. Och omvänt, om k> 1, är denna produkt en steg-upp-transformator. I avsaknad av förluster i lindningarna i lindningarna och flödesspridningen är denna indikator mycket enkel att beräkna. För detta är det mest bekvämt att använda en enkel beräkningsalgoritm: k = U2 / U1. Om det finns flera sekundära lindningar, bör den specificerade parametern bestämmas för var och en av dem separat.
Typer av transformatorer och deras tillämpning
Enligt kärnans konstruktionsegenskaper är välkända prover av enfastransformatorer indelade i stav-, ring- och pansarprodukter. Enligt formen på den magnetiska krets som används i dem kan de vara:
- W-formad;
- toroid;
- U-formad.
Var och en av dessa former är lämpliga för vissa ändamål relaterade till behovet av att erhålla specificerade överföringsegenskaper.
De största realiserbara magnetiska kopplingstransformatorerna (MS) är indelade 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 områden där det är nödvändigt att koordinera två kraftkretsar med elektrisk isolering av var och en av dem.
Produktdrift
Vid drift av enfas-omvandlingsanordningar ägnas särskild uppmärksamhet åt säker hantering av dem, vilket förklaras av högspänningen som finns på de primära lindningarna. Det är också viktigt att ta hänsyn till följande punkter när det gäller installation och inkludering av transformatorer i elektriska kretsar:
- För att undvika lindningsfel (utbrändhet) bör sekundära kretsar skyddas mot kortslutning;
- Det är viktigt att övervaka de termiska förhållandena hos kärnan och lindningarna och vid behov tillhandahålla deras kylning.
Att ta hand om en enfasstransformator reduceras till standardförfaranden, som föreskrivs i bestämmelserna i gällande standarder.
