Устройство для трансформирования переменного электрического тока одного напряжения и частоты в электрический ток другого напряжения и той же частоты — трансформаторы. Они могут быть как самостоятельными приборами, так и входить в состав сложных устройств.
Конструкция трансформатора
Принцип работы устройства основан на взаимоиндукции, общая конструкция включает в себя сердечник, который представляет собой замкнутый магнитопровод, и не связанными между собой катушками. Первичная — подключена для приема переменного тока, а со вторичной снимают напряжение для подачи на нагрузку.
Для оптимального контакта магнитных полей зазор оставляют минимальный. Наибольший эффект от преобразования получается в конструкциях, где обмотки охватываются проводами из ферромагнитного материала.
При этом следует уменьшить потери энергии в виде тепла, которые выделяются при работе устройства.
Основными компонентами конструкции являются:
- корпус;
- сердечник;
- обмотки;
- устройство для охлаждения;
- вводы;
- защитные устройства.
Разновидность электрических трансформаторов
По конструкции устройства делятся на:
- автотрансформаторы, которые имеют одну обмотку с несколькими отводами, при переключении между ними получают разные показания напряжения;
- импульсные, предназначены для преобразования импульсного сигнала;
- разделительные, в них отсутствует электрическая связь между обмотками. Такие устройства применяют для повышения электробезопасности;
- пик-трансформатор, служит для преобразования синусоидального напряжения в импульсы пикообразного вида.
По методам охлаждения:
- сухие конструкции с естественным или принудительным охлаждением;
- модели, с применением жидкостного охлаждения. В качестве таких жидкостей применяется масло, вода или другой диэлектрик;
- комбинированные модели с жидкостно-воздушным охлаждением.
Как устроена работа оборудования
В основе работы силового трансформатора лежит принцип электромагнитной индукции. При соединении оборудования, его первичная обмотка работает на переменном потоке, далее он передается на вторичную обмотку, индуцируя переменную электродвижущую силу.
Таким образом во вторичной цепи появляется электрический ток. Для реализации необходимых входных и выходных показателей используют их зависимость от количества витков, соотношения между ними прямо пропорционально.
Основные параметры
- Действующая величина напряжение трансформатора тока, при которой он может работать.
- Номинальный ток первичной и вторичной цепи.
- Вторичная нагрузка, которая является полным сопротивлением внешней вторичной цепи.
- Коэффициент трансформации, а именно отношение значений первичного тока и вторичного.
- Электродинамическая стойкость, способность устройства к устойчивости при воздействии тока короткого замыкания.
Потери энергии в трансформаторе
Коэффициент полезного действия трансформаторов практически никогда не достигает 100% из-за потерь. К разновидностям потерь относится:
- электрические — возникающие в обмотках при нагревании из-за протекания электрического тока;
- магнитные — определяются переменным магнитным полем. Бывают из-за вихревых токов и перемагничивания сердечника;
- диэлектрические потери изоляционного слоя незначительно влияют на КПД.
Как устанавливается трансформатор
Рекомендации по установке устройства:
- убедиться, что отсутствуют повреждения и влага;
- исключите возможное дополнительное напряжение, которое возникает из-за входящих соединительных кабелей;
- не снимайте защитное покрытие, защищающее поверхность от окисления;
- следуйте рекомендациям изготовителя о конструктивном соединении UL наконечников и требованиями к крутящемуся моменту;
- не применяйте монтаж шайб между клеймами и шиной, что приводит к перегреву;
- обеспечьте минимальный зазор при монтаже проводов на клейма для проводников;
- испытайте на сопротивление изоляции при начале работы;
- после установки трансформатора проверьте выходное напряжение.
Преимущества трансформаторного оборудования
К положительным сторонам трансформаторного оборудования относится:
- оптимизация всей системы электроснабжения, что снижает общую протяженность линии при применении;
- несложный процесс монтажа для различного оборудования;
- конструктивная простота устройства трансформатора;
- невысокая стоимость оборудования;
- отсутствие дорогостоящего технического обслуживания;
- большой ассортимент моделей, что позволяет выбрать оптимальную для конкретных условий эксплуатацию.
