Az elektromos hálózat 220 voltos feszültsége a lakásba való belépés formájában nem alkalmas a legtöbb elektronikus eszköz működésére. A háztartási készülékek tápegységévé való átalakításához speciális transzformátoroknak nevezett konverterekre van szükség. Ezek segítségével csökkentheti a tápfeszültség értékét a kívánt értékre, majd kiegyenesítheti.
A transzformátor áttekintése
Átalakítókként ezeket az eszközöket hagyományosan arra használják, hogy a nagyfeszültségű vezetékeken keresztül eljuttatott energiát elfogadható formába hozzák. A hatalmas távolságokra történő „átvitelhez” csak az ultramagas feszültségek alkalmasak, amelyeknél az áram elfogadható értékű lehet.
Ha megpróbál legalább száz kilométerre átvinni az energiát a szokásos 380 voltos feszültség formájában, több millió amper áramerősségre lesz szükség a szükséges energia biztosításához a fogyasztó számára.
Disszipációjához szükség van az emberi test vastagságú huzalra, amelyet a gyakorlatban lehetetlen megvalósítani. Ezért az áramtermelő oldalon egy másik (fokozatos) transzformátor segítségével az értéke 110 kV-ra emelkedik. Ebben a formában lehetetlen használni villamosenergia-elosztást lakóépületekben és termelési létesítményekben. Ezért az elosztóállomásokon robbanóanyagokkal történő szállítás után a 110 kV-ot 10 (6) kV-ra kell csökkenteni.
Innentől a kerületi transzformátor alállomásokhoz mennek, ahol a helyi leépülő transzformátorban 380 (220) voltos végső formát kapnak. Ilyen potenciális értékekkel az energia könnyen szállítható földalatti kábelen vagy SIP antennahuzalon keresztül a végső fogyasztóhoz. Ezért az egyfázisú transzformátor nagy szerepet játszik az emberi életben.
Cél és eszköz
Bármely 220 V egyfázisú transzformátor olyan elektromos eszköz, amely csak váltakozó áramú áramkörökben működik. Segítségével a bemeneti feszültséget a kívánt értékre konvertálják (leggyakrabban csökken). Ebben az esetben a másodlagos tekercselésből származó áram növekszik, mivel az energiát szinte veszteség nélkül továbbítják. Ebből következik, hogy ennek az eszköznek a fő célja a problémák megoldásához szükséges feszültség megszerzése, majd speciális célokra történő felhasználása.
A transzformátor tervezésének ismerete, amely a következő fő elemekből áll, elősegíti a teljesebb képet:
- ferromágneses anyagokból készült mag;
- elsődleges és másodlagos tekercsek szigetelt keretre helyezve;
- védőfedél (ez az elem számos modellben hiányzik).
Egyes mintákban a ferromágnesek helyett elektromos acélt vagy permalloyt használnak. Egy adott típusú alapanyag megválasztása maga a termék felhasználási területétől függ.
Működési elve
Az egyfázisú transzformátor működési elve a törvényen alapul, amely szerint a tekercsben fellépő váltakozó elektromos mező EMF-t indukál a közelben található vezetőben. A jelenséget Faraday elektromágneses indukciójának törvényének hívják, aki először fedezte fel ezt az érdekes hatást. Ennek alátámasztására a tudós kifejlesztett egy teljes elméletet, amely a legmodernebb elektromos készülékek és részegységek munkájának alapját képezte.
Fő rendelkezései:
- amikor egy áram áthalad a huzaltekercsen, mágneses fluxus alakul ki körülötte, amely megragadja a közelben található azonos fordulatokat;
- ezen áramlás hatására EMF indukálódik bennük, változások formájában egybeesik a kezdeti mezővel;
- ferromágnes jelenlétében ez a hatás fokozódik.
Mindezek az alapelvek képezik a modern transzformátortermékek működésének alapját. A teher másodlagos tekercselésekor a munkakör bezáródik, és az energia szinte veszteség nélkül továbbadódik a fogyasztó számára.
Üzemmódok
Mint minden átalakító eszköz, a transzformátornak két üzemmódja van:
- az úgynevezett "alapjárat";
- terhelési mód.
Alapjáraton a készülék terhelés nélkül működik, és csak az elsődleges tekercsben eliminált minimális energiát fogyaszt. A benne lévő áram szintén minimális, általában nem haladja meg a csatlakoztatott terhelésnél megfigyelt érték 3-10% -át. A második esetben a másodlagos tekercs fordulatain áram kezd áramolni, amelynek értéke fordítottan arányos a tekercsben levő fordulatok számával.
Lépcsőzetes transzformátor esetén a benne lévő feszültség alacsonyabb, és az áram több. Ebben az üzemmódban az energiát a terhelés veszi át, figyelembe véve a transzformátor magjának hőeloszlását.
fő paraméterek
A feszültség- és áramváltók paramétereinek mérlegelésekor fontos megjegyezni a k transzformációs együtthatót, amelyet I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / k-ként határozunk meg. Itt a w2 és a w1 a másodlagos tekercsben és az elsődleges tekercsben elfordulások száma. Ezen túlmenően figyelembe veszik annak jellemzőit, például a magablaka méretét, amelybe a tekercseket behelyezik.
Egy másik paraméter, amely az egyfázisú kettős tekercselésű transzformátor átmeneti tulajdonságait feszültség alatt jellemzi, ugyanaz a k transzformációs együttható, amelynek leépülő eszköz értéke kevesebb, mint 1, és fordítva, ha k> 1, ez a termék fokozatos transzformátor. A tekercselések vezetékeiben és az áramlás eloszlása hiányában ezt a mutatót nagyon egyszerű kiszámítani. Ehhez a legkényelmesebb egy egyszerű számítási algoritmust használni: k = U2 / U1. Ha több másodlagos tekercs van, akkor a megadott paramétert mindegyikre külön kell meghatározni.
A transzformátorok típusai és alkalmazásuk
A mag tervezési jellemzői szerint az egyfázisú transzformátorok jól ismert mintáit rúd-, gyűrű- és páncéltermékekre osztják. A bennük alkalmazott mágneses áramkör alakja szerint ezek lehetnek:
- W-alakú;
- toroid;
- U-alakú.
Ezen formák mindegyike alkalmas bizonyos célokra, amelyek a meghatározott átviteli jellemzők megszerzésének szükségességéhez kapcsolódnak.
A legnagyobb elérhető mágneses kapcsoló (MS) transzformátorokat erős, közepes és gyenge kölcsönhatású termékekre osztják. Ezek a tulajdonságok nagymértékben függnek a termék tervezésétől és a mag típusától.
Egyfázisú transzformátorra van szükség azokon a területeken, ahol szükséges két áramkör összehangolása mindegyikük elektromos leválasztásával.
A termék üzemeltetése
Az egyfázisú átalakító készülékek üzemeltetésekor különös figyelmet kell fordítani ezek biztonságos kezelésére, amelyet az elsődleges tekercsek magas feszültsége magyaráz meg. Fontos figyelembe venni a következő pontokat is a transzformátorok elektromos áramkörökbe történő beépítésével és beépítésével kapcsolatban:
- a tekercselés (kiégés) elkerülése érdekében a másodlagos áramköröket meg kell védeni a rövidzárlattól;
- Fontos figyelemmel kísérni a mag és a tekercsek hőmérsékleti állapotát, és szükség esetén gondoskodni a hűtésről.
Az egyfázisú transzformátor gondozása a szokásos eljárásokra redukálódik, amelyeket a jelenlegi szabványok előírnak.
