Za šta se koristi transformator: karakteristike, princip rada i primjena

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Za početak, hajde da shvatimo čemu služi transformator i šta je on. Ovo je električna mašina dizajnirana za promjenu napona. Razlikuju se ovisno o namjeni. Postoje strujni, naponski, uparni, zavarivački, energetski, mjerni transformatori. Svi imaju različite zadatke, ali ih nedvosmisleno objedinjuje princip djelovanja. Svi transformatori rade na naizmjeničnu struju. Ne postoje takvi DC uređaji. Svi imaju primarni i sekundarni namotaj.

Šta se naziva primarni, a šta sekundarni namotaj?

Primarna je ona na koju dolazi napon, a sekundarna je ona sa koje se uklanja. Pretpostavimo da imamo transformator koji pretvara 220 V AC u 12 V. U ovom slučaju, primarni namotaj je onaj koji ima 220 V. Ali transformatori ne mogu samo smanjiti, već i povećati napon. DakleDakle, spajanjem 12 V AC na prethodno naznačeni sekundarni namotaj možemo ukloniti 220 V iz primarnog. Tako se mijenjaju mjesta.

U nekim slučajevima može postojati nekoliko sekundarnih namotaja. Na primjer, u starim televizorima postojali su uređaji sa jednim primarnim namotom i mnogo sekundarnih, napon na kojima je varirao od 3,3 do 90 V. U svakom slučaju, transformator služi za pretvaranje napona i struja u optimalne vrijednosti.

Zakon održanja energije

Treba imati na umu da ova jedinica ne uzima energiju niotkuda. Na primjer, uzmimo transformator s primarnim naponom od 220 V i strujom od 5 A. To znači da je njegova snaga 1100 vati. Iz sekundarnog namotaja na 22 V možemo ukloniti struju ne veću od 50 A. Preračunavajući u vate, dobivamo istih 1100 vati. Nećemo uklanjati više snage iz sekundarnog namotaja. Ako to pokušate učiniti, uređaj jednostavno neće uspjeti. Tako postaje jasno čemu služi transformator. Za pretvaranje AC napona u DC. Zatim ćemo vam reći više o svakoj vrsti takvih uređaja.

Instrument transformatori

Ovakvi uređaji se koriste za smanjenje vrijednosti na prihvatljive za mjerne uređaje. Koriste se u instrumentaciji. Takve uređaje možete pronaći i u mikroprocesorskoj tehnologiji. Tamo rade kao senzor koji na ploču šalje signale različitog nivoa u zavisnosti od kojih ova "donosi odluku" o daljem funkcionisanju.aparat.

Oni su generalno vrlo precizni i nisu namijenjeni za potrošačku upotrebu. Primjeri za šta se koriste instrumentni transformatori su sljedeći uređaji za pretvaranje struje i napona. Pokušat ćemo objasniti njihovu svrhu što je detaljnije moguće.

Strujni transformatori

Čemu služe ovi uređaji? Dizajnirani su da smanje količinu struje na prihvatljivu mjernu opremu. U stvari, oni su srednja oprema između provodnika, iz kojih je potrebno uzeti vrijednost vrijednosti, i mjernog mehanizma. Takvi transformatori se koriste, kao što je već spomenuto, u mjernim instrumentima, zaštitnoj opremi i automatizaciji. Povezuju se na ovaj način: primarni namotaj ima nekoliko zavoja i povezan je serijski sa opterećenjem, a sekundarni namotaj je povezan na minimalni mogući otpor zaštitne ili mjerne opreme.

Uobičajeno, ovi transformatori se isporučuju sa samom opremom, jer će male promjene otpora opterećenja uticati na tačnost mjerenja, a zaštitna oprema neće raditi ispravno. Karakteristike dizajna i način povezivanja ovakvih uređaja onemogućavaju napajanje potrošača.

Naponski transformatori

Ova vrsta uređaja se ne koristi za napajanje potrošača, ali je neophodna za stvaranje galvanske izolacije između visokonaponskih i niskonaponskih dijelova. Metoda proizvodnje nije ništarazlikuju od tipova snage uređaja sa istim imenom. Još uvijek postoje primarni i sekundarni namotaji, poprečni presjek žice je prilično nizak, što ne dozvoljava da se koristi za napajanje potrošača.

Na primjer, uzmite kilovoltmetar. Činjenica je da je preskupo napraviti uređaj koji bi izdržao visok napon. Stoga se između mjernih sondi, koje uzimaju vrijednost veličina, i uređaja ugrađuje naponski transformator. Visoke vrijednosti pretvara u prihvatljive za mjerni mehanizam (približno 100 V). Ova mjera vam omogućava da ne mijenjate mjerni mehanizam. U određenoj mjeri, ova šema povezivanja vam omogućava da zaštitite električara koji vrši mjerenja.

Koriste se i za ugradnju u razne automatizovane sisteme upravljanja i zaštite. Sada znate čemu služe naponski transformatori. Pređimo na sljedeću vrstu - aparati za zavarivanje istog naziva.

Transformatori

Ovo su moćniji uređaji koje su mnogi od vas vidjeli. Zatim ćemo detaljno opisati za šta se koriste energetski transformatori. Potrebni su za povećanje/smanjenje napona putem elektromagnetne indukcije do vrijednosti koja je potrebna potrošaču. U slučaju ovih uređaja, riječ “potrošač” se odnosi na fabrike i stambene zgrade.

Najupečatljiviji primjer su uređaji koji spuštaju 6 (10) kV na prihvatljivih 380 V, koji već napajaju jednu fazu u kombinaciji sa srednjom linijomnašim kućama je potrebno 220 V. A primjer takvog transformatora za pojačanje može se naći u mikrovalnoj pećnici, gdje jedna od 220 V mreže čini magnetron od 2 kV neophodan za rad. Visokonaponske jedinice (iznad 1000 V) su skoro uvijek trofazne, a dijele se na jedinice hlađene uljem ili zrakom, kao i klimatske promjene i napon primarnog namotaja.

Karakteristika trofaznih transformatora je da, u zavisnosti od uključivanja namotaja (zvijezda-trokut), možete promijeniti radni napon za 1,73 puta. Pretpostavimo da ova jedinica, povezana sa 6 kV delta, može raditi na 10 kV mreži, osim ako se, naravno, proizvođač nije pobrinuo za ovu mogućnost sa strane izolacije. Postoje transformatori, kao što je gore spomenuto, trofazni i jednofazni. Uređaji su dizajnirani da rade sa različitim kapacitetima u zavisnosti od potreba potrošača.

Monofazni transformatori, koji su se ranije koristili kao izvori napajanja, sada se aktivno zamjenjuju raznim elektronskim pretvaračima, koji imaju veću efikasnost, manju težinu i dimenzije. Takođe, energetski uređaji se prema vrsti izvođenja magnetnog kola mogu podijeliti na štap i oklop.

Transformator sa jezgrom magnetnog kola je dizajniran tako da su 2 zavojnice ugrađene na dio u obliku slova U, a na vrhu je zatvoren jaram. Prednost je što se elementi zapravo ne dodiruju.

U oklopnom magnetnom kolu zavojnica je ugrađena na dio u obliku slova W. Obično se prvo namota dio na kojem se nalaze provodnicikao primarni, a zatim, kroz separator otporan na toplotu, kao sekundarni. Prednost je pojačana mehanička zaštita namotaja.

Postoje i toroidna jezgra, ali su napravljena od feritnih prstenova, jer je neisplativo graditi takvu strukturu od laminiranog magnetnog kola. Takve jedinice se obično koriste u elektronici i rade na visokim frekvencijama.

Transformatori za zavarivanje

Čemu služe ovi uređaji? U stvari, to su nezavisne jedinice. Odnosno, transformator za zavarivanje nije svežanj koji osigurava rad bilo kojeg uređaja, već je sam po sebi punopravni uređaj. Svrha takvog uređaja je da snizi mrežni napon na relativno nizak, otprilike 50-60 V, i obezbijedi veliku struju.

Na ovom naponu probija se prilično kratak luk, ali mu zaista ogromna struja daje veliku snagu. Zahvaljujući poslednjem parametru, metal je zavaren ili sečen.

Ovakvi transformatori, po pravilu, imaju podešavanje struje. To je potrebno za promjenu promjera i vrste elektrode za zavarivanje. Istina, transformatore za zavarivanje za kućnu upotrebu sve više zamjenjuju invertori. Što nije iznenađujuće, jer je efikasnost pretvarača zavarivanja niža. Snažno pada mrežni napon, troše velike struje na primarnom namotu, ima veliku težinu, malu pokretljivost i prilično se zagrijava u poređenju sa uređajima s inverterskim tipom.

Sada znate kako radi transformator za zavarivanje i čemu služi.

Koordinator

Ovaj tip transformatora se koristi u različitim višestepenim kolima kako bi se uskladio otpor između različitih dijelova kola. Možete ga pronaći u cevnom audio pojačalu. Obično je u takvim uređajima slobodan dan.

Pa čemu služi transformator za usklađivanje opterećenja? Na primjer, radni napon lampi u pojačalu audio frekvencije je 70-90 V, ali struja je oskudna. Takav napon se ne može primeniti na zvučnike, što znači da se spušta na prihvatljiv napon i, shodno tome, struja raste.

Svrha takvog transformatora je da snizi napon ili ga poveća na vrijednost koju zahtijeva određeni čvor aparata.

Zaključak

Sve uređaje za pretvaranje struje i napona objedinjuje princip rada. Ključni parametri na koje treba obratiti pažnju prilikom kupovine: primarni napon, sekundarni namotaj, frekvencija, faktor snage i, shodno tome, snaga i izlazna struja.

U svakodnevnom životu, ova jedinica se skoro nikada ne koristi. Uostalom, transformator za zavarivanje zamijenio je inverter, a njegovi analozi u izvorima napajanja već su zamijenili elektroničke pretvarače napona. To je učinjeno zbog činjenice da uređaji obično imaju, u odnosu na elektronske, veliku težinu, a nisu ni ekonomski isplativi zbog velike potrošnje obojenih metala u proizvodnji i skupih popravaka. Uskoro će ostatiproizvodnja samo transformatorskih stanica, ali samo na onim mjestima gdje ih neće biti moguće zamijeniti elektronskim komponentama.

U ovom članku pokušali smo da objasnimo čemu služe transformatori i popričali malo o njihovim glavnim tipovima.