Site Loader

Содержание

Принцип действия трансформатора для повышения напряжения

Открытие в далёком 1831 году великим учёным Фарадеем принципа электромагнитной индукции позволило по-новому взглянуть на многие законы электротехники. Именно основываясь на взаимодействие электромагнитных полей, через 45 лет после этого великий русский учёный П. Н. Яблочков получил патент на изобретение трансформатора. Классическое определение звучит так: трансформатор — это электрическое устройство, преобразующее ток первичной обмотки одного напряжения, в ток вторичной обмотки с другим напряжением.

Индукционный эффект образуется при изменении электромагнитного поля, поэтому для работы трансформатора необходимо наличие напряжения с переменным током. Трансформация (передача) осуществляется преобразованием электрической энергии первичной обмотки в магнитное поле, а затем, во вторичной обмотке происходит обратное преобразование магнитного поля в электрическую энергию. В случае если количество витков вторичной обмотки будет превышать число витков первичной обмотки, то устройство будет называться повышающим трансформатором. При подключении обмоток в обратном порядке, получается понижающее устройство.

Устройство и принцип работы

Конструктивно повышающее устройство трансформации напряжения состоит из сердечника и двух обмоток. Сердечник собран из пластин электротехнической листовой стали. На него намотаны первичная и вторичная обмотки, из медного провода, различного диаметра. Толщина провода намотки трансформатора напрямую зависит от его выходной мощности.

Сердечник устройства может быть стержневым или броневым. При использовании изделия в сетях низкочастотного напряжения чаще всего применяются стержневые магнит проводы, которые по форме могут быть:

  • П-образные.
  • Ш-образные.
  • Тороидальные.

Изготавливаются сердечники из трансформаторного специального железа, от качественных характеристик которого и зависят многие общие параметры устройства. Набирается сердечник из тонких железных пластин, которые изолированы друг от друга лаком или слоем окиси, для уменьшения потерь за счёт вихревых токов. Могут применяться и готовые половинки, которые сделаны из сплошных железных лент.

Достоинства и недостатки сердечников

  • Наборные чаще применяются для устройства магнитопроводов с произвольным сечением, ограничивающимся только шириной пластин. Лучшие параметры имеют устройства трансформации напряжения с квадратным сечением. Недостатком такого типа сердечника считается необходимость плотного стягивания пластин, малый коэффициент заполнения пространства катушки, а также повышенное рассеивание магнитного поля устройства.
  • Витые сердечники намного проще наборных в сборке. Весь сердечник Ш-образного типа состоит из четырёх частей, а П-образный тип имеет только две части в своей конструкции. Технические характеристики такого трансформатора гораздо лучше, нежели чем наборного. К недостаткам можно отнести необходимость минимального зазора между частями. При физическом воздействии пластины частей могут отслаиваться, и, в дальнейшем очень трудно добиться плотного их прилегания.
  • Тороидальные сердечники имеют форму кольца, которое свито из трансформаторной железной ленты. Такие сердечники имеют самые лучшие технические характеристики и практически полное исключение рассеивания магнитного поля. Недостатком считается сложность намотки, особенно проводов с большим сечением.

В трансформаторах Ш-образного типа все обмотки обычно делаются на центральном стержне. В П-образном устройстве вторичная обмотка может наматываться на один стержень, а первичная — на другой. Особенно часто, встречаются конструктивные решения, когда разделённые пополам обмотки наматываются на оба стержня, а после соединяются между собой последовательно. При этом существенно сокращается расход провода для трансформатора, и улучшаются технические характеристики прибора.

Технические характеристики

Основными характеристиками при эксплуатации трансформатора считаются:

  • Напряжение входное.
  • Величина напряжения на выходе.
  • Мощность прибора.
  • Ток и напряжение холостого хода.

Величина отношения напряжений на входе и выходе устройства называется коэффициентом трансформации. Это соотношение зависит только от количества витков в обмотках и остаётся неизменным при любом режиме функционирования устройства.

От диаметра проводов и от типа сердечника напрямую зависит мощность трансформатора, которая со стороны первичной намотки равна сумме мощностей вторичных обмоток, за исключением потерь.

Напряжение, получаемое на выходной обмотке устройства, без подключения нагрузки, называется напряжением холостого хода. Разница между этим показателем и напряжением с нагрузкой указывает на величину потерь за счёт разного сопротивления проводов обмотки.

От качественных показателей сердечника трансформатора полностью зависит величина тока холостого хода. В идеальном случае, ток первичной обмотки создаёт в сердечнике устройства магнитное поле переменного значения, по величине электродвижущая сила которого равна току холостого хода и противоположна по направлению. Но вот в реальности величина электродвижущей силы всегда меньше напряжения на входе, за счёт возможных потерь в сердечнике.

Именно поэтому для уменьшения величины тока холостого хода, требуется материал высокого качества при изготовлении сердечника и минимальный зазор между его пластинами. Таким условиям в большей мере соответствуют тороидальные сердечники.

Типы устройств

В зависимости от мощности, конструкции и сферы их применения, существуют такие виды трансформаторов:

  • Автотрансформатор конструктивно выполнен как одна обмотка с двумя концевыми клеммами, а также в промежуточных точках устройства имеются несколько терминалов, в которых располагаются первичные и вторичные катушки.
  • Трансформатор тока включает в себя первичную и вторичную обмотку, сердечник из магнитного материала, а также оптические датчики, специальные резисторы, позволяющие ускорять способы регулировки напряжения.
  • Силовой трансформатор — это устройство, передающее ток, при помощи индукции электромагнитного поля, между двумя контурами. Такие трансформаторы могут быть повышающими или понижающими, сухими или масляными.
  • Антирезонансные трансформаторы могут быть как однофазными, так и трёхфазными. Принцип работы такого устройства мало чем отличается от трансформаторов силового типа. Конструктивно представляет собой устройство литого типа с хорошей теплозащитой и полузакрытой структурой. Трансформаторы антирезонансного типа применяются при передаче сигнала на большие расстояния и в условиях больших нагрузок. Идеально подходят для работы в любых климатических условиях.
  • Заземляемые трансформаторы (догрузочные). Особенностью этого типа является расположение обмоток в форме звезды или зигзага. Часто заземляемые приборы применяют для подключения счётчика электрической энергии.
  • Пик — трансформаторы используются в устройствах радиосвязи и технологиях компьютерного производства, по принципу отделения постоянного и переменного тока. Конструкция такого трансформатора является упрощённой: обмотка с определённым количеством витков расположена вокруг сердечника из ферромагнитного материала.
  • Разделительный домашний трансформатор
    применяется при передаче энергии переменного тока к другому устройству или оборудованию, блокируя при этом способности источника энергии. В бытовых условиях такие приборы обеспечивают регулирование напряжения и гальваническую развязку. Чаще всего применяются для подавления электрических помех в чувствительных приборах и защиты от вредного воздействия электрического тока.

Обслуживание и ремонт

Желательно человеку, не знающему принцип действия электротехнических приборов, не заниматься ремонтными работами этого оборудования, из-за возможности поражения электрическим током. При ремонте и обслуживании трансформаторных устройств, единственное, что можно исправить, без недопустимых последствий, это перемотка трансформатора.

Перед началом любых ремонтных работ необходимо произвести проверку трансформатора:

  • Первым делом необходимо оценить состояние прибора при помощи визуального осмотра, так как порой, потемневшие и вздувшиеся участки, прямо указывают на неисправность обмотки трансформатора.
  • Определение правильности подключения устройства. Электрический контур, генерирующий магнитное поле обязательно должен быть подключён к первичной обмотке прибора. А вот вторая схема, потребляющая энергию трансформатора, должна быть включена в обмотку выходного напряжения.
  • Фильтрация выходного сигнала фазы определяется как для диодов и конденсаторов на вторичной обмотке устройства.
  • Следующим шагом нужно подготовить прибор к контрольному измерению параметров, т. е. снять защитные панели и крышки, чтобы получить свободный доступ к элементам схемы. С помощью тестера нужно в дальнейшем произвести измерение напряжения трансформатора.
  • Для проведения измерений, нужно подать питание на схему устройства. Измерение параметров первичной обмотки проводится тестером в режиме переменного тока. Если полученное значение меньше чем на 80% от ожидаемого, то неисправность может быть как в самом трансформаторе, так и в схеме всего устройства.
  • Проверку выходной обмотки осуществляют при помощи тестера. При этом проверяем обмотку как на возможность появления короткозамкнутых витков, так и на обрыв провода намотки катушки, по принципу измерения сопротивления (если сопротивление мало — то есть вероятность короткозамкнутых витков, а в случае когда сопротивление обмотки велико — обрыв).

После перемотки повышающего трансформатора напряжения, в случае неисправности обмотки, нужно собрать его в обратной последовательности, при этом особое внимание необходимо уделить наиболее плотному прилеганию пластин сердечника.

Самостоятельное изготовление или ремонт устройства предоставляется процессом очень сложным и трудоёмким. Для выполнения таких работ потребуется наличие необходимых материалов, а также умение производить некоторые специальные расчёты. В частности, нужно будет точно рассчитать количество витков в обмотке трансформатора, диаметр проводов для обмотки, а также сечение и тип сердечника устройства.

Поэтому лучше обратиться для проведения этих операций к квалифицированному человеку, знакомому с основными понятиями и свойствами электротехники и расчётами по необходимым формулам.

Повышающий трансформатор как работает, схема, применение

Повышающий трансформатор это обычный трансформатор (см. назначение и принцип действия трансформатора) который повышает значение напряжения электрического тока. На первичной обмотке оно ниже, а на вторичной выше. Тем самым на выходе прибора напряжение выше и за счет определенного числа витков обмотки и сечения имеет нужное значение.

Принцип работы повышающего трансформатора заключается в величине К (коэффициент трансформации).

При К>1 трансформатор является понижающим, а при К<1 — повышающим трансформатором.

U1/U2 ≈ E1/E2 = N1/N2 = К

где: U1, U2 — напряжение на первичной и вторичной обмотке; E1, E2-мгновенные значения ЭДС;  N1, N2 — количество витков первичной и вторичной обмотки

повышающий трансформатор схема

Применение повышающих трансформаторов

Приборы устанавливаются в электрических линиях и источниках питания потребительских точек. В соответствии с законом Джоуля — Ленца при увеличении силы тока выделяется тепло, которое нагревает провод. Для транслирования энергии на большие линейные расстояния увеличивают напряжение, а токи уменьшают. При поступлении к потребителю мощность снижают, поскольку в целях безопасности пришлось бы использовать массивную изоляцию.

В начале цепочки устанавливают повышающий трансформатор, а в точке приема понижают показатели. Такие комбинации на протяжении ЛЭП используют многократно, добиваясь выгодных условий транспортировки электричества и создавая приемлемые значения для потребителя.

Из-за присутствия в сети трех фаз для трансформации энергии используют трехфазные агрегаты. Иногда применяют группу, в которой устройства объединены в модель звезды, при этому них общий проводящий стержень.

Хоть коэффициент полезного действия у агрегатов большой мощности достигает почти стопроцентного значения, всё равно выделяется много тепла. Типичный трансформатор электрической станции 1 гВт выдает несколько мегаватт. Чтобы снизить это явление, разработана охладительная система в виде бака с негорючей жидкостью или трансформаторным маслом и сильным устройством для воздушной раздачи тепла. Охлаждение чаще водяное, сухой принцип используют при небольшой мощности.

Повышающий тороидальный трансформатор

Как вы понимаете, говоря «тороидальный трансформатор», подразумевают обычно сетевой однофазный трансформатор, силовой или измерительный, повышающий или понижающий, у которого тороидальный сердечник оснащен двумя или несколькими обмотками.

Работает тороидальный трансформатор принципиально так же как и трансформаторы с другими формами сердечников: он понижает или повышает напряжение, повышает или понижает ток — преобразует электроэнергию. Но тороидальный трансформатор отличается при той же передаваемой мощности меньшими размерами и меньшим весом, то есть лучшими экономическими показателями.

Главная особенность тороидального трансформатора — небольшой общий объем устройства, доходящий до половины в сравнении с другими типами магнитопроводов.

Шихтованный сердечник вдвое больше по объему чем тороидальный ленточный сердечник при той же габаритной мощности.

Поэтому тороидальные трансформаторы удобнее устанавливать и подключать, и уже не так важно, идет ли речь о внутреннем или о наружном монтаже.

Любой специалист скажет, что тороидальная форма сердечника является идеальной для трансформатора по нескольким причинам:

  • во-первых, экономия материалов на производстве,
  • во-вторых, обмотки равномерно заполняют весь сердечник, распределяясь по всей его поверхности, не оставляя неиспользованных мест,
  • в-третьих, поскольку обмотки имеют меньшую длину, КПД тороидальных трансформаторов получается выше в силу меньшего сопротивления провода обмоток.

Охлаждение обмоток — еще один важный фактор.

Обмотки эффективно охлаждаются будучи расположены в форме тороида, следовательно плотность тока может быть более высокой.

Потери в железе при этом минимальны и ток намагничивания сильно меньше. В итоге тепловая нагрузочная способность тороидального трансформатора оказывается очень высокой.

Экономия электроэнергии — еще один плюс в пользу тороидального трансформатора.

Примерно на 30% больше энергии сохраняется при полной нагрузке, и примерно 80% на холостом ходу, в сравнении с шихтованными магнитопроводами иных форм. Показатель рассеяния у тороидальных трансформаторов в 5 раз меньше чем у броневых и стержневых трансформаторов, поэтому их можно безопасно использовать с чувствительным электронным оборудованием.

При мощности тороидального трансформатора до киловатта, он настолько легок и компактен, что для монтажа достаточно применить прижимную металлическую шайбу и болт. Потребителю всего то и нужно выбрать подходящий трансформатор по току нагрузки и по первичному и вторичному напряжениям. При изготовлении трансформатора на заводе рассчитывают площадь сечения сердечника, площадь окна, диаметры проводов обмоток, — и выбирают оптимальные габариты магнитопровода с учетом допустимой индукции в нем.

Для чего около электростанций устанавливают повышающий напряжение трансформатор?

Любой проводник имеет свое сопротивление и поэтому в ЛЭП неизбежно возникают тепловые потери на нагрев проводника. Величина нагрева пропорциональна квадрату тока в цепи, по этому повышая напряжение до сотен киловольт, мы, согласно закону Ома понижаем ток, а значит и снижает тепловые потери и размер проводников ЛЭП, экономия материалов и стоимости.

Видео: Повышающий трансформатор

конструктивные особенности приборов, способных повышать и понижать напряжение

Трансформатор преобразовывает мощность в сетях и установках, предназначенных для приема электричества и работы с ним. Повышающий трансформатор — это статический агрегат, получающий питание от источника напряжения для трансформирования высокой мощности в низкие показатели. Его применяют для обособления логических защитных контуров и измерительных линий от высокого напряжения.

Понятие трансформатора

Электромагнитное устройство с двумя или больше обмотками, связанными индукцией на магнитопроводе, называется трансформатором. Оно разработано для изменения напряжения переменного тока с сохранением частоты и используется при производстве, трансляции на расстояние и приемке электроэнергии.

Агрегат, повышающий напряжение, содержит проволочную катушку, охваченную магнитными линиями, располагающуюся на сердечнике для проведения потока. Материалом стержня служат ферромагнитные сплавы. Агрегат работает с большими мощностями, его применение обусловлено разными показателями напряжений городских линий (около 6,2 кВ), потребительского контура (0,4 кВ) и мощности, необходимой для функционирования электроприборов и машин (от единичных показаний до нескольких сотен киловольт).

Применение в сетях

Приборы устанавливаются в электрических линиях и источниках питания потребительских точек. В соответствии с законом Джоуля — Ленца при увеличении силы тока выделяется тепло, которое нагревает провод. Для транслирования энергии на большие линейные расстояния увеличивают напряжение, а токи уменьшают. При поступлении к потребителю мощность снижают, поскольку в целях безопасности пришлось бы использовать массивную изоляцию.

В начале цепочки устанавливают повышающий трансформатор, а в точке приема понижают показатели. Такие комбинации на протяжении ЛЭП используют многократно, добиваясь выгодных условий транспортировки электричества и создавая приемлемые значения для потребителя.

Из-за присутствия в сети трех фаз для трансформации энергии используют трехфазные агрегаты. Иногда применяют группу, в которой устройства объединены в модель звезды, при этому них общий проводящий стержень.

Хоть коэффициент полезного действия у агрегатов большой мощности достигает почти стопроцентного значения, всё равно выделяется много тепла. Типичный трансформатор электрической станции 1 гВт выдает несколько мегаватт. Чтобы снизить это явление, разработана охладительная система в виде бака с негорючей жидкостью или трансформаторным маслом и сильным устройством для воздушной раздачи тепла. Охлаждение чаще водяное, сухой принцип используют при небольшой мощности.

Магнитная система

Магнитопровод представляет собой комплекс пластин или других элементов из электротехнической стали, составленных в выбранной геометрической конфигурации. В конструкции сосредоточены поля агрегата. Магнитопровод в сборе вместе с узлами и соединительными элементами образует остов трансформатора. Деталь, на которую намотаны обмотки, является стержнем. Область системы, предназначенная для замыкания цепи и не несущая витков контура, называется ярмом. Расположение в пространстве стержней служит для разделения системы на следующие виды:

  • плоская конструкция, в которой все сердечники располагаются на единой поверхности;
  • пространственный способ — продольные стержни или сердечники и ярма находятся в различных плоскостях;
  • симметричный порядок — стержни одной длины и формы располагаются так, что их пространственная установка одинаково относится ко всем элементам и сердечникам;
  • несимметричный строй предполагает разные по виду и размерам стержни, расположенные отлично от аналогичных деталей.

Обмотки агрегата

Обмотка состоит из отдельных витков, являющихся проводниками, или комплекса таких передатчиков (жилы из нескольких проводов). Оборот однократно обходит стержень, ток которого совместно с токами других сердечников и систем воспроизводит магнитное поле. В результате возникает электродвижущая сила (ЭДС).

Обмотка представляет собой упорядоченный комплекс витков. Она образует цепь, в которой складываются силы, наведенные в оборотах. Обмотка трехфазного агрегата состоит из нескольких объединенных обвивок трех фаз с одинаковым напряжением.

Стержни обмоток понижающего и повышающего трансформатора делают квадратной конфигурации для наилучшего использования пространства (повышения коэффициента наполнения в окне стержня). Если требуется увеличить поперечное сечение сердечника, то его делят на несколько проводников. Это применяется для уменьшения вихревых токов в обвивке. Проводник квадратного поперечного сечения называется жилой. По функционированию обмотки делят на несколько типов:

  • основные — обвивки, предназначенные для приема или отвода преобразуемой или трансформированной энергии переменного тока;
  • регулирующие — те, что предусматривают выводы для изменения коэффициента преобразования напряжения при небольшом токе обмотки и маленьком диапазоне нормализации;
  • вспомогательные витки обеспечивают питание собственных нужд, при этом используется малая мощность, гораздо меньшая, чем аналогичный номинальный показатель повышающего трансформатора.

Изоляцией жилы служит слой бумаги или эмалевый лак. Два параллельно проходящих защищенных провода, расположенные рядом, отгораживаются общей бумажной оберткой и называются транспонированным кабелем. Его отдельный вид составляет непрерывное продолжение, складывающееся при перемещении жилы одного слоя к следующему пласту с одинаковым шагом в единой изоляции. Бумажная защита делается из тонких полос шириной 2—4 см, нанесенных вокруг кабеля. Для получения требуемого пласта заданной толщины бумага накладывается в несколько слоёв. В зависимости от конструкции обмотка бывает:

  1. Рядовая. Обороты на сердечнике кладут в направлении оси по всей протяженности обвивки. Последующие витки располагают плотно один к другому, не допуская промежутка между ними.
  2. Винтовая. Является одним из вариантов многослойного нанесения. Между каждым заходом оборота оставляется расстояние.
  3. Дисковая. Последовательно объединяется ряд накопителей. В них обороты кладут в радиальном направлении по спиральной форме. На первичной прослойке обвивка ведется внутрь, а на соседних кругах делается наружу.
  4. Фольговая. Вместо прямоугольного кабеля ставят медные или алюминиевые пластины. Они широкие, их толщина составляет от 0,1 до 2,5 мм.

Охладительный резервуар

Является емкостью для масла и одновременно защищает активные компоненты агрегата от перегрева. В конструкции исполняет роль опоры для дополнительных и управляющих устройств. Перед наполнением из бака удаляют воздух, подвергающий разрушению изоляцию и уменьшающий ее защитные свойства. Из-за этого резервуар работает в условиях низкого атмосферного давления.

Для уменьшения шума от функционирования трансформатора должны совпадать звуковые частоты, воспроизводимые стержнем агрегата, и аналогичные показатели резонанса конструктивных элементов. Для сброса при увеличении объема жидкости в баке от нагревания устанавливается отдельно расположенная расширительная емкость.

Повышение номинальных значений мощности увеличивает скорость движения электронов снаружи и внутри трансформатора, что разрушает конструкцию. Аналогично действует рассеивающее магнитное течение в баке. Применяют вкладыши из материала, не подверженного намагничиванию. Их располагают вокруг изоляторов сильного потока, что уменьшает риск нагревания. Внутреннюю отделку бака выполняют так, чтобы она не пропускала магнитный поток через ограждения емкости. Материал с малым сопротивлением магнетизму поглощает течение перед его проникновением через наружные стенки.

Количество полуокружностей почти соответствует числу оборотов обвивки. С увеличением витков делается больше дуг, но строгая пропорциональность отсутствует. Возле выхода жирной точкой указывают начало обмоток (на двух катушках и больше). Ставят обозначения мгновенно возникающей ЭДС, они на выходах обычно одинаковы.

Такой подход используется при показе промежуточности агрегатов в преобразовательных цепочках для наметки синхронности или противофазности. Обозначение актуально и при нескольких катушках, если для их эффективного функционирования требуется соблюдать полярность. Отсутствие явного обозначения обвивок говорит о том, что они идут в одном направлении, то есть конец предыдущей соответствует началу последующей.

Особенности эксплуатации

Для определения времени службы используют понятие экономического и технического срока работы. Экономический отрезок заканчивается, когда цена трансформации мощности с помощью искомого трансформатора превышает удельную стоимость таких же услуг в соответствующей рыночной нише. Технический срок службы прекращается с выходом из строя большого числа элементов, требующих капитального ремонта агрегата.

Использование в параллельном режиме

Такой регламент применяется из-за того, что при небольшой нагрузке силовой понижающий агрегат допускает значительные потери на холостом ходу. Для исправления ситуации он заменяется группой устройств небольшой мощности, которые при необходимости отключают поодиночке. Требования к такому подсоединению:

  • к параллельному использованию допускаются агрегаты с равной угловой погрешностью между вторичным и первичным показателем напряжения;
  • параллельно связываются одинаково полярные полюса из областей низкой и высокой мощности;
  • объединяемые устройства должны показывать аналогичный коэффициент передачи по напряжению;
  • сопротивление при коротком замыкании должно отличаться в сторону уменьшения или увеличения не более 10%;
  • соотношение мощности задействованных трансформаторов не должно превышать 1:3.

Агрегаты, входящие в группу, используют с одинаковыми техническими параметрами.

Частота и регулирование мощности

В случаях равного напряжения на первичных обмотках агрегаты с определенной частотой могут эксплуатироваться при увеличенных показателях сети с рекомендованной заменой навесного оборудования. При частоте меньше номинальной индукция повышает значения в магнитном приводе, что ведет к скачку тока при холостой работе и изменению его вида.

Регулирование напряжения трансформатора применяется в сети из-за того, что нормальная работа потребителей возможна только при мощности определенных параметров и минимальных от них отклонениях.

Изоляция и перенапряжение

Специалисты проводят регулярные испытания и ремонты защитного слоя трансформатора, так как он теряет свои свойства от высоких температур. Это касается агрегатного масла в охладительном баке и изоляции активных элементов. После проверки сведения о состоянии защитных материалов вписываются в паспорт агрегата.

Иногда устройства работают в условиях повышенной мощности. Перенапряжение подразделяется на два вида:

  • кратковременное действие сильного фактора продолжается от одной секунды до 2—4 часов;
  • переходное перенапряжение длится от 2—5 наносекунд до 3—5 миллисекунд, оно бывает колебательным или неколебательным, но всегда имеет одинаковое направление.

Иногда при перегрузке комбинируются оба вида перенапряжения. Причинами их возникновения могут быть грозовые разряды, при этом токовый показатель импульса зависит от расстояния между трансформатором и местом удара. Второй причиной являются изменения условий работы, сформированные внутри системы. Они заключаются в поломках, нарушениях проводимости, коротких замыканиях, возгораниях, частых подключениях и отключениях.

При контроле качества в заводских условиях агрегаты проверяют и выдают сведения о возможности бесперебойной работы в соответствии со стандартами.

Повышающий трансформатор | Строительство, работы и важные применения

Вопросы для обсуждения:
  • Определение
  • Строительство
  • Работы
  • Использование
  • Часто задаваемые вопросы по повышающим трансформаторам.

Определение повышающего трансформатора

A трансформатор передает электрическую энергию. Повышающий трансформатор — это один из видов электрических трансформаторов. Повышающий трансформатор увеличивает входное напряжение и обеспечивает повышенное напряжение на выходе. В процессе передачи мощности мощность и частота мощности остаются постоянными.

Строительство повышающего трансформатора

Под конструкцией повышающего трансформатора понимается конструкция сердечника и конструкция обмоток.

Основная конструкция:

Сердечник трансформатора — это особая деталь, созданная из губчатого металла. Причина выбора губчатых металлов для сердечника заключается в том, что магнитный поток может проходить через эти типы металлов. Сердечник окружен катушками. Тип упаковки определяет тип сердечника.

Сердечник трансформатора будет называться трансформатором с закрытым сердечником, если сердечник ограничен катушками снаружи.

Трансформатор называется трансформатором с сердечником оболочки, если сердечник окружен катушками изнутри.

Для промышленных целей сердечник с оболочкой выбирается по сравнению с типом сердечника, поскольку тип сердечника имеет недостаток «поток утечки».

Обмотки:

Обмотки — еще одна важная часть трансформатора, которая в основном представляет собой катушку с проводом и проводит ток. Первичная и вторичная обмотки изготовлены из меди и алюминия. Первичные обмотки принимают входное напряжение, а вторичное напряжение обеспечивает выходное напряжение. Здесь выполняется классификация повышающих и понижающих. Теперь для повышающего трансформатора количество витков во вторичных обмотках больше, чем количество витков во вторичных обмотках.

Принцип работы повышающего трансформатора

Повышающий трансформатор работает по тому же принципу, что и обычный трансформатор. Повышающие трансформаторы потребляют более низкое напряжение и обеспечивают более высокое напряжение. Их работа основана на законах Фарадея и теории коэффициента поворота.  

Внутри повышающего трансформатора ток течет из-за входного напряжения. Протекание тока индуцирует магнитный поток вокруг обмоток, и этот поток проходит через сердечник трансформатора.

Напряжение во вторичных обмотках индуцируется вторичной обмоткой.

Следующий принцип работы — коэффициент поворота. Передаточное число выражается как отношение числа витков первичной обмотки к коэффициенту витков вторичной обмотки. Он также описывается как отношение входного напряжения к выходному напряжению.

Коэффициент оборотов = Nпервичный/Nвторичный =Vпервичный/Vвторичный ———————- (i)

Или, Vsecondary = Vprimary * (Nsecondary / Nprimary) ——————— (ii)

Здесь Nprimary = количество витков первичной обмотки.

Nsecondary = Количество витков вторичной обмотки

Vprimary = напряжение первичной стороны

Vsecondary = Напряжение вторичной стороны

Используя отмеченное уравнение (ii), мы пытаемся вычислить вторичное напряжение. Понятно, что входное напряжение постоянно. Теперь, изменив коэффициент трансформации, мы можем получить желаемое выходное напряжение. Повышающий трансформатор используется для создания более высокого напряжения на выходе. Вот почему соотношение (Nsecondary / Nprimary) установлено больше 1.

Теперь из уравнений мы можем заметить, что вторичный N будет больше в отличие от понижающего трансформатора. Поэтому повышающий трансформатор имеет большее количество витков во вторичных обмотках.

Узнайте, как работает трансформатор. Щелкните здесь для навигации!

Применение повышающего трансформатора

Повышающий трансформатор имеет несколько применений. Большинство приложений очень специфичны и относятся к разным областям.

  • Применение в энергосистемах: Повышающий трансформатор — одна из наиболее важных частей системы распределения электроэнергии. Повышающий трансформатор помогает повысить подаваемое напряжение в соответствии с потребностями.  
  • Электронные устройства и инструменты: повышающие трансформаторы используются во многих электронных устройствах и инструментах. Такие устройства, как выпрямители, преобразователи АЦП и ЦАП, используют этот тип трансформатора.
  • Электродвигатели и генераторы, микроволновые печи, рентгеновские аппараты и различная бытовая техника используются для усиления трансформаторов.

Часто задаваемые вопросы по повышающим трансформаторам

1. Как определить повышающий и понижающий трансформаторы?

Повышающий трансформатор обеспечивает повышенное напряжение на нагрузке, тогда как понижающий трансформатор обеспечивает пониженное напряжение на нагрузке. Измеряя входное напряжение на первичной обмотке и выходное напряжение на вторичных обмотках, можно определить тип трансформатора. Также можно проверить текущее значение входа и выхода. Если текущее значение больше, чем предоставленное, то это тип шага вверх, иначе — шаг вниз. Это был процесс. Другой процесс будет заключаться в проверке передаточного числа. Если передаточное число меньше единицы, то это повышающий, иначе понижающий трансформатор. 

Другим способом будет проверка типов провода. Для повышающих трансформаторов плотность провода первичной обмотки больше, чем плотность провода вторичной обмотки.

Небольшой повышающий трансформатор

2. Зачем нужен повышающий трансформатор?

Повышающий трансформатор подает на нагрузку повышенное подаваемое напряжение. Итак, если есть необходимость повысить или увеличить подаваемое напряжение для наших работ, рекомендуется использовать повышающий трансформатор. Но при этом текущая стоимость уменьшается. Поэтому, если нам нужен источник более высокого напряжения с тем же током, то повышающий трансформатор не будет служить нашим целям.

3. Для чего нужен повышающий трансформатор?

Повышающий трансформатор помогает увеличить напряжение. Итак, цель относительно простая — увеличить подаваемое на него напряжение.

4. Какое передаточное число у повышающего трансформатора?

Коэффициент трансформации — важный параметр электрических трансформаторов. Он определяется отношением числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки.

Коэффициент оборотов = Nпервичный/Nвторичный

Nprimary — это количество витков первичной обмотки, а Nsecondary — это количество витков вторичной обмотки.  

Повышающий трансформатор не имеет идеального коэффициента трансформации. Но в целом коэффициент трансформации меньше 1 в случае повышающего трансформатора.

5. Напишите о практическом значении повышающих трансформаторов.

Повышающие трансформаторы очень важны в нашей повседневной жизни. Подача электричества без повышающих трансформаторов невозможна. В системе распределения электроэнергии, когда мощность подается от электростанций, подаваемое напряжение уменьшается из-за сопротивления питающих проводов. В это время требуются повышающие трансформаторы, чтобы снова увеличить напряжение, сохраняя постоянную мощность. В этом практическое значение повышающего трансформатора.

6. В чем разница между повышающим трансформатором и понижающим трансформатором?

Задача повышающего и понижающего трансформатора различает трансформаторы. Задача повышающего трансформатора состоит в том, чтобы повышать подаваемое напряжение, а понижающий трансформатор обеспечивает пониженное подаваемое напряжение. Некоторые другие отличия приведены ниже.

7. Повышает ли ток повышающий трансформатор?

Нет, повышающий трансформатор не увеличивает ток. Вместо этого он увеличивает напряжение и уменьшает ток. Однако мощность сигнала остается постоянной.

8. Число витков обмотки электрического трансформатора — 3000. Другая обмотка имеет число витков = 1500, где приложено переменное напряжение 50 вольт. Узнайте напряжение при меньшем количестве витков. Узнайте тип трансформатора.

Напряжение подается со стороны 1500 витков. Итак, это первичная обмотка, а количество витков провода = 1500. Допустим, это Np.

Сторона поворота 3000 — вторичная сторона. Это вторичная обмотка, а количество витков провода = 3000. Допустим, это нс.

На первичной стороне подается 50 вольт, так что это первичное напряжение, и скажем, что = Vp

Нам нужно рассчитать напряжение на вторичной стороне; скажем, что = Vs.

Мы знаем, что коэффициент поворота = Np / Ns

Это также = Vp / Vs

Итак, Np / Ns = Vp / Vs

Или Vs = (Ns / Np) * Vp

Подставляя значения, получаем:

Vs = (3000/1500) * 50

Или, Vs = 100 вольт

Напряжение на вторичной стороне будет = 100 вольт.

Теперь, как мы видим, напряжение выше подаваемого напряжения, поэтому это повышающий трансформатор.

О судипте Рой

Я энтузиаст электроники и в настоящее время занимаюсь электроникой и коммуникациями.
Я очень заинтересован в изучении современных технологий, таких как искусственный интеллект и машинное обучение.
Мои статьи посвящены предоставлению точных и обновленных данных всем учащимся.
Мне доставляет огромное удовольствие помогать кому-то в получении знаний.

Подключимся через LinkedIn — https://www.linkedin.com/in/sr-sudipta/

Принцип работы трансформатора, устройство понижающего и повышающего трансформатора, виды и типы, формула КПД, напряжение короткого замыкания трансформатора, схема замещения

Принцип работы трансформатора должен знать каждый человек, который хочет более осознанно смотреть на используемую в быту и промышленности технику и понимать основы ее функционирования. Трансформатор относится к одному из самых универсальных и широко используемых устройств, которое в той или иной форме можно встретить практически везде.

С помощью этого аппарата происходит преобразование изначального напряжения электрического сигнала в более высокое или низкое, в зависимости от поставленных задач. Есть как непосредственно трансформаторы, которые изначально запрограммированы выполнять только одну функцию, так и так называемые латеры – аппараты, в которых рабочее напряжение можно менять прямо во время эксплуатации оборудования.

Без трансформатора невозможно представить себе нашу привычную жизнь. Перед тем, как электрический сигнал попадает в дом, происходит понижение его напряжения на специальных трансформаторных станциях.

Передача электрической энергии на большие расстояния по проводам происходят наоборот, благодаря повышению напряжения с привычных 220-380 В до нескольких десятков кВ. Любая бытовая техника, даже самый примитивный блок питания, также выполняют задачи трансформатора.

Именно поэтому очень важно хотя бы в общих чертах понимать, как работает данное устройство.

Трансформатор что это такое

Само название данного технического приспособления пошло от латинского термина transformare, что означает – преобразовывать, изменять, превращать. Трансформатором называется устройство статического электромагнитного типа, которое выполняет задачу преобразования напряжения переменного типа, а также служит для осуществления гальванической развязки в электрических схемах.

В последнем случае имеется ввиду такой тип передачи электрической энергии или информационного сигнала, при котором между контактирующими деталями нет непосредственного электрического контакта.

Трансформатор может быть однофазным или же трехфазным, хотя по особенностям конструкции они и не слишком сильно отличаются.

Данное устройство было изобретено, основываясь на работах великого ученого Фарадея (по другим версиям – он его и изобрел), который открыл явление электромагнитной индукции. В 1831 году М. Фарадей и другой ученый Д. Генри разработали первое схематическое изображение рассматриваемого прибора.

Позже, в 1876 году, русский изобретатель П. Н. Яблочков запатентовал первый трансформатор переменного тока.

Виды и типы

С тех пор, когда Фарадей и Генри впервые изобразили на схеме рассматриваемое приспособление, прошло немало времени. И сейчас количество разнообразных преобразующих ток устройств пошло на десятки.

Бывают такие основные виды трансформаторов, которые активно используются практически во всех сферах деятельности человека:

  1. Автотрансформатор устройство, в котором первичная и вторичная обмотки соединены не только магнитным, но и непосредственно электрическим контактами.
  2. Силовой применяется в сетях с большими напряжениями электрического тока, измеряемыми киловольтами. Чаще всего работают при ЛЭП, небольших электростанциях, а также в домах конечных пользователей.
  3. Трансформатор тока. Ток первичной обмотки, который поступает напрямую с его источника, здесь понижается до пределов, требуемых для бесперебойной работы определенных типов техники.
  4. Трансформатор напряжения. В отличие от предыдущего случая, питается не источником тока, а источником напряжения. Чаще всего здесь высокое напряжение трансформируется в более низкое.
  5. Импульсивный отличается тем, что обрабатывает электрические сигналы длительностью в миллисекунды.
  6. Сварочный преобразует напряжение в более низкое, а ток – в значительно более высокий, требуемый для задач сварки.
  7. Разделительный, в котором первичная обмотка электрически не привязана к вторичной. Необходим для обеспечения большего уровня безопасности при работе с электросетями.

Также есть еще согласующий, пик-трансформатор, сдвоенный дроссель, вращающий и другие типы рассматриваемого устройства, предназначенные для решения конкретных технических задач.

Общее устройство

Конструкция изделия в общем виде выглядит достаточно просто.

Основу устройства составляют такие важнейшие его элементы:

  1. Первичная обмотка катушка, на которую намотано N количество витков проводника. Два электрических контакта позволяют подключать к ней источники постоянного тока или напряжения.
  2. Вторичная обмотка по типу конструкции полностью повторяет первичную, но имеет отличное от нее количество витков проводника M. Также здесь расположены контакты для вывода электрического сигнала на следующего или конечного потребителя тока или напряжения.
  3. Магнитный стержень, обычно прямоугольной формы, на который по его сторонам надеты в плотном контакте к основе упомянутые выше катушки. Предназначен для того, чтобы передавать возникшее в результате действия электромагнитной индукции магнитное поле с первой на вторую катушку и возбуждать в нем пропорциональный электрический сигнал.

Все указанные элементы могут находиться в корпусе, который иногда бывает заполнен специальным трансформаторным маслом. Устроен прибор просто, и даже самая примитивная схема замещения легко объясняет его принципы работы.

Принцип действия

Самое главное в изучении прибора состоит в том, чтобы разобраться на каком физическом явлении основана работа трансформатора? Как уже вкратце упоминалось выше, в основе функционирования устройства лежит открытая Майклом Фарадеем электромагнитная индукция.

Ее суть заключается в следующем – переменное магнитное поле генерирует электрический ток в находящихся рядом проводниках. В школе все должны были видеть эксперимент, который это демонстрирует – в контур из проволоки вставляется и вытаскивается магнит, а на подключенном к проволоке амперметре можно наблюдать появление тока.

Формула, представленная Фарадеем, который открыл закон возникновения ЭДС, показывает, что возникающая электродвижущая сила пропорциональна магнитному потоку через данный контур.

Кратко говоря, суть работы трансформатора следующая – когда на первичную обмотку подается напряжение и по ней течет ток, возникает магнитное поле определенной величины. Оно распространяется по магнитопроводу или магнитному сердечнику, и генерирует во второй обмотке электрический ток, который пропорционален как величине магнитного поля, так и количеству витков проводника на второй обмотке. Главная характеристика устройства – его КПД.

Зависимость напряжения от количества витков

Возникающее напряжение и КПД в устройстве на второй обмотке напрямую зависит от количества витков на ней.

Рассмотрим наиболее распространенные разновидности, касающиеся этого вопроса:

  1. Разделительный трансформатор. Здесь электрическое соединение обмоток отсутствует, а количество витков на второй из них равно первой. То есть, n1 / n2 = 1.
  2. Понижающий. В этом случае на вторичной обмотке находится меньше витков проводника, чем на первичной, или n1 / n2 ˃ 1.
  3. Повышающий трансформатор. Здесь ситуация прямо противоположна предыдущему случаю на вторичной обмотке витков больше, чем на первичной n1 / n2 ˂ 1.

В некоторых устройствах есть возможность изменять режим работы и параметр n2 в зависимости от потребностей конечного потребителя и изменяющихся условий эксплуатации.

Из чего состоит трансформатор

Строение рассматриваемого технического приспособления уже было рассмотрено выше. Но возникает вопрос: а какие магнитные материалы применяются для обеспечения его бесперебойной работы?

Магнитные материалы

Магнитная система трансформаторов обычно делается из специальной электротехнической стали высокой степени чистоты. Используется она по той причине, что позволяет добиться максимальной передачи магнитного сигнала без больших потерь и увеличивает КПД устройства.

Также к популярным магнитным материалам относятся всевозможные сплавы с применением в их составе углерода и кремния, который позволяет значительно увеличить магнитную проницаемость материала.

Магнитопровод и его типы

Что касается магнитопровода, то он обычно делится на типы:

  1. Стержневой тип. Отличается ступенчатым сечением вертикального стержня, вписывающегося в окружность. На самих вертикальных элементах располагаются обмотки.
  2. Броневой тип. Здесь каждый стержень имеет прямоугольную форму в поперечном сечении и это же касается обмоток – они также прямоугольные. Производство таких элементов достаточно затруднено.
  3. Тороидальный тип. Отличается круглой формой и требует минимальное количество материала для изготовления. Сечение здесь круглое, а обмотка наматывается перпендикулярно направлению линий круга.

Есть и более углубленные классификации, но они представляют интерес больше для специалистов. Параметры разных типов магнитопроводов могут значительно отличаться.

Буквенные и схематические обозначения трансформатора

На всех электрических схемах трансформатор, равно как и его мощность и другие параметры, изображаются специальными символами и буквами. Само устройство изображается в виде двух проводков с несколькими витками, между которыми находится стержень в виде вертикальной линии.

Условные графические обозначения трансформаторов.

а – трансформатор без магнитопровода с постоянной связью,

б – трансформатор без магнитопровода с переменной связью,

в – трансформатор с магнитодиэлектрическим магнитопроводом,

г – трансформатор, подстраиваемый общим магнитодиэлектрическим магнитопроводом,

д – трансформатор со ступенчатым регулированием,

е – трансформатор однофазный с ферромагнитным магнитопроводом и экраном между обмотками,

ж – трансформатор дифференциальный (с отводом от средней точки одной обмотки),

з – трансформатор однофазный с ферромагнитным магнитопроводом трехобмоточный,

и – трансформатор трехфазный с ферромагнитным магнитопроводом, с соединением обмоток звезда – звезда с выведенной нейтральной (средней) точкой,

к – трансформатор трехфазный с ферромагнитным магнитопроводом, соединение обмоток звезда с выведенной нейтральной (средней) точкой – треугольник,

л – трансформатор трехфазный трехобмоточный с ферромагнитным магнитопроводом, с соединением обмоток звезда с регулированием под нагрузкой – треугольник – звезда с выведенной нейтральной (средней) точкой,

м – в развернутых обозначениях обмоток трансформаторов (Форма 2) допускается наклонное изображение линий связи, например, обмотка трансформатора с соединением обмоток звезда – треугольник,

н – трансформатор трехфазный трехобмоточный (фазорегулятор), соединение обмоток звезда – звезда,

о – трансформатор вращающийся, фазовращатель (обозначение соединения обмоток статора и ротора между собой производится в зависимости от назначения машины),

п – трансформаторная группа из трех однофазных двухобмоточных трансформаторов с соединением обмоток звезда – треугольник.

Что касается буквенных обозначений, то здесь все выглядит так:

  • О – указывает на однофазное устройство,
  • Т – трехфазное,
  • С – воздушный тип охлаждения,
  • М – масляное охлаждение,
  • Д – смесь воздушной и масляной системы,
  • Р – обозначает, что устройство с расщепленной обмоткой,
  • А – автотрансформатор.

Есть и другие буквенные обозначения, и в целом их очень много.

Применение трансформаторов

Самая главная область использования рассматриваемого приспособления – это электросети, которые подают ток для домов, заводов, офисных помещений и т. д.

Электростанции используют силовые трансформаторы для того, чтобы подавать на потребителя ток не 16 кВ напряжения, каким они его принимают, а привычные 220-380 В.

Также устройство активно используется во всевозможном электрооборудовании, установках на производстве, в бытовой технике и источниках питания.

Трансформатор. Методические материалы

Цифровой ресурс может использоваться для обучения в рамках программы средней школы (профильного и углубленного уровней).

Компьютерная программа иллюстрирует принцип действия трансформатора.

Краткая теория

Среди приборов переменного тока, нашедших широкое применение в технике, значительное место занимают трансформаторы. Принцип действия трансформаторов, применяемых для повышения или понижения напряжения переменного тока, основан на явлении электромагнитной индукции. Простейший трансформатор состоит из сердечника замкнутой формы из магнитомягкого материала, на который намотаны две обмотки: первичная и вторичная. Различают два режима работы трансформатора.

1. Трансформатор на холостом ходу (нагрузка отсутствует)

При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике появляется переменный магнитный поток, который возбуждает ЭДС индукции в каждой обмотке. Сердечник концентрирует магнитное поле, так что магнитный поток существует практически только внутри сердечника и одинаков во всех его сечениях. В режиме холостого хода, то есть при разомкнутой цепи вторичной обмотки, ток в первичной обмотке весьма мал из-за большого индуктивного сопротивления обмотки. В этом режиме трансформатор потребляет небольшую мощность.

Если полную ЭДС индукции, возникающую в первичной обмотке (имеющей N1 витков) обозначить как ε1, а полную ЭДС индукции, возникающую во вторичной обмотке (N2 витков) как ε2, то имеет место следующее соотношение:

Активное сопротивление обмоток трансформатора мало, и им можно пренебречь. В этом случае модуль напряжения на зажимах катушки приблизительно равен модулю ЭДС индукции.

Величина K называется коэффициентом трансформации. При K > 1 трансформатор является понижающим, а при K < 1 – повышающим.

2. Работа нагруженного трансформатора

Если к концам вторичной обмотки присоединить нагрузку, потребляющую электроэнергию, то сила тока во вторичной обмотке уже не будет равна нулю. Появившийся ток создает в сердечнике свой переменный магнитный поток, который по правилу Ленца должен уменьшить изменения магнитного потока в сердечнике. Уменьшение амплитуды колебаний результирующего магнитного потока должно уменьшить и ЭДС индукции в первичной обмотке. Но это невозможно, так как модуль напряжения на зажимах первичной катушки по прежнему приблизительно равен модулю ЭДС индукции. Поэтому при замыкании цепи вторичной обмотки автоматически увеличивается сила тока в первичной обмотке. Его амплитуда возрастает таким образом, чтобы восстановить прежнее значение амплитуды колебаний результирующего магнитного потока. Мощность в первичной цепи при нагрузке трансформатора, близкой к номинальной, приблизительно равна мощности во вторичной цепи:

Отсюда:

Таким образом, повышая с помощью трансформатора напряжение в несколько раз, мы во столько же раз уменьшаем силу тока (и наоборот).

Работа с моделью

Компьютерная программа моделирует два режима работы трансформатора.

  • Трансформатор на холостом ходу (ненагруженный).
  • Нагруженный трансформатор.

В режиме холостого хода модель позволяет проводить эксперимент, изменяя число витков первичной и вторичной обмотки трансформатора, напряжение на первичной обмотке (напряжение на вторичной обмотке изменяется автоматически, в соответствии с выбранными пользователем параметрами).

В режиме нагруженного трансформатора можно изменять число витков первичной и вторичной обмотки, напряжение на первичной обмотке, сопротивление нагрузки. Выводятся значения напряжения на вторичной обмотке, а также силы тока в первичной и вторичной обмотках.

Рекомендации по применению модели

Данная модель может быть применена в качестве иллюстрации на уроках изучения нового материала в 11 классе по теме «Трансформатор». На примере этой модели можно рассмотреть с учащимися принцип действия трансформатора, его работу на холостом ходу и с нагрузкой.

Пример планирования урока с использованием модели

Тема «Трансформатор»

Цель урока: рассмотреть принцип действия трансформатора, ввести понятие холостого хода трансформатора, коэффициента трансформации.


п/п
Этапы урока Время,
мин
Приемы и методы
1 Организационный момент 2
2 Повторить основные понятия из темы «Электромагнитная индукция» 10 Фронтальный опрос
3 Объяснение нового материала по теме «Трансформатор» 20 Объяснение нового материала с использованием модели «Трансформатор»
4 Решение задач по теме «Трансформатор» 10 Фронтальная работа с использованием модели «Трансформатор»
5 Объяснение домашнего задания 3

Таблица 1. 

Примеры вопросов

  • Что можно сказать о магнитном потоке, пронизывающем первичную и вторичную обмотки трансформатора? Какая часть трансформатора это обеспечивает?
  • За счет чего трансформатор изменяет величину напряжения?
  • По данным модели определить коэффициент трансформации.
  • Определить повышающий трансформатор или понижающий.

Работа трансформатора, повышающего или понижающего напряжение. Что делает повышающий трансформатор

Трансформатор, устройство, которое передает электрическую энергию от одной части схемы к другой за счет магнитной индукции и, как правило, с изменением величины напряжения. Трансформаторы работают только с переменным электрическим током (AC).

Трансформаторы имеют важное значение в распределении электроэнергии. Они повышают напряжение, вырабатываемое на электростанциях до высоких значений с целью эффективной передачи электроэнергии. Другие трансформаторы понижают это напряжение в местах потребления.

Многие бытовые приборы оборудованы трансформаторами, для того чтобы по мере необходимости повысить или понизить напряжение поступающее из домашней электросети. Например, для работы телевизора и аудиоусилителя необходимо повышение напряжения, а для работы дверного звонка или термостата низкое напряжение.

Как работает трансформатор

Как правило, простой трансформатора состоит из двух катушек намотанных изолированным проводом. В большинстве трансформаторов, провода намотаны на стержень из железа, называемый сердечником.

Одна из обмоток, ее еще называют первичной обмоткой, подключается к источнику переменного тока, что в свою очередь приводит к появлению постоянно переменного магнитного поля вокруг обмотки. Это переменное магнитное поле, в свою очередь, создает переменный ток в другой обмотке (вторичной обмотке).

Величина, определяемая как отношение числа витков в первичной обмотке к числу витков во вторичной обмотке, определяет масштаб понижения или повышения напряжения во вторичной обмотки. Данную величину еще называют коэффициентом трансформации.

Например, если у трансформатора имеется 3 витка первичной обмотке и 6 витков во вторичной обмотки, то напряжение во вторичной обмотке будет в 2 раз больше, чем в первичной. Такой трансформатор называется повышающий трансформатор.

И на оборот, если есть 6 витков в первичной обмотке и 3 виток во вторичной, то напряжение снимаемое с вторичной обмотки будет в 2 раз ниже чем в первичной обмотке. Этот вид трансформатора носит название понижающий трансформатор.

Так же следует иметь ввиду, что соотношение тока в обеих катушках находится в обратной зависимости к соотношению их напряжений. Таким образом, электрическая мощность (напряжение умноженное на силу тока) является одинаковой в обеих катушек.

Импеданс (сопротивление потоку переменного тока) первичной катушки зависит от импеданса вторичной цепи и коэффициента трансформации. При правильном соотношении витков трансформатора можно добиться практически одинакового сопротивления обоих контуров.

Согласованные сопротивления имеют важное значение в стерео системах и других электронных систем, потому это позволяет передавать максимальное значение энергии от одного блока схемы другому.

Своим появлением трансформатор обязан английскому ученому Майклу Фарадею. В 1831 году физик описал явление, которое назвал «электромагнитная индукция». Оно заключается в том, что в близко расположенных катушках (обмотках) проявляется ярко выраженная

электромагнитная взаимосвязь. То есть, если в первой катушке (первичной обмотке) создать переменный ток, то во второй катушке (вторичной обмотке) возбуждается напряжение с аналогичной частотой и мощностью, зависящей от многих параметров, которые рассмотрим далее.

Трансформаторы напряжения назначение и принцип действия

Трансформаторы напряжения предназначены для преобразования энергии источника напряжения в напряжение с нужным нам значением (амплитудой). Нужно заметить, что такие трансформаторы работают только с переменным напряжением и его частота остается неизменной.

Для чего нужен трансформатор напряжения?

Трансформаторы напряжения, в силу своей универсальности, необходимы в блоках питания, устройствах обработки сигналов, передающих устройствах, аппаратах передачи электроэнергии и во многом другом оборудовании.

По коэффициенту трансформации эти устройства могут делиться на 3 типа:

  1. трансформатор напряжения понижающий – на выходе устройства напряжение ниже входного (n>1), например, применяется в блоках питания;
  2. повышающий трансформатор – на выходе устройства напряжение выше, чем напряжение на входе (n
  3. согласующий – трансформатор параметры напряжения не изменяет, происходит только гальваническая развязка цепей (n~1), например, применяется в звуковых усилителях.

В основе работы трансформатора лежит принцип электромагнитной индукции и для наиболее полной передачи энергии, для уменьшения потерь при трансформации, устройство обычно выполняется на магнитопроводе.

Как правило, первичная катушка одна, а вот вторичных может быть несколько, все зависит от назначения трансформатора.

После того, как в первичной обмотке появится переменное напряжение U1, в магнитопроводе возникает переменный магнитный поток Ф, который возбуждает напряжение во вторичной обмотке U2. Это наиболее простое и краткое описание принципа работы трансформатора напряжения.

Самым главным параметром трансформаторов является «коэффициент трансформации» и обозначается латинской «n». Он вычисляется делением напряжение в первичной обмотке на напряжение во вторичной обмотке или количества витков в первой катушки на количество витков во второй катушке.

Этот коэффициент позволяет рассчитать необходимые параметры вашего трансформатора для выбранного устройства. Например, если первичная обмотка имеет 2000 витков, а вторичная -100 витков, то n=20. При напряжении сети 240 вольт, на выходе устройства должно быть 12 вольт. Так же, можно определить количество витков при заданных, входном и выходном, напряжениях.

Чем отличается трансформатор тока от трансформатора напряжения?

По определению эти устройства предназначены для работы с разными электрическими величинами, как основными и соответственно, схемы включения будут различными. Например, трансформатор тока питается от источника тока и не работает, даже может выйти из строя, если его обмотки не нагружены и через них не идет электрический ток. Трансформатор напряжения питаются от источников напряжения и, наоборот, не может долго работать в режиме с большими токовыми нагрузками.

Измерительные трансформаторы напряжения и тока

При эксплуатации оборудования с высокими рабочими напряжениями и большими токами потребления встает вопрос их измерения и контроля. Здесь на помощь приходят измерительные трансформаторы. Они обеспечивают гальваническую развязку измерительного оборудования от цепей с повышенной опасностью и снижение измеряемой величины до уровня, необходимого для замеров.

Дополнительная информация

Прежде чем покупать трансформатор напряжение, нужно проанализировать все требования, выдвигаемые к устройству. Необходимо учитывать не только рабочие напряжения, но и токи нагрузки при использовании трансформатора в различных приборах.

Трансформаторы напряжения можно изготовить самому, но если вам нужен простой бытовой трансформатор с напряжением на 220 вольт и понижением до 12 вольт, то лучше его приобрести . Сколько стоят трансформаторы напряжения можно узнать на любом интернет-сайте, как правило, на бытовые понижающие трансформаторы напряжения цены не очень высоки.

С н/п Владимир Васильев

P.S. Друзья, обязательно подписывайтесь на обновления! Подписавшись вы будете получать новые материалы себе прямо на почту! И кстати каждый подписавшийся получит полезный подарок!

Чтобы питать электроприборы, нужно обеспечить номинальные значения параметров электропитания, заявленные в их документации. Безусловно большинство современных электроприборов работают от сети переменного тока 220 Вольт, но бывает так, что нужно обеспечить питание приборов для других стран, где напряжение другое или запитать что-нибудь от бортовой сети автомобиля. В этой статье мы рассмотрим, как повысить напряжение постоянного и переменного тока и что для этого нужно.

Повышение переменного напряжения

Повысить переменное напряжение можно двумя способами – использовать трансформатор или автотрансформатор. Основная разница между ними состоит в том, что при использовании трансформатора есть гальваническая развязка между первичной и вторичной цепью, а при использовании автотрансформатора её нет.

Интересно! Гальваническая развязка – это отсутствие электрического контакта между первичной (входной) цепью и вторичной (выходной).

Рассмотрим часто возникающие вопросы. Если вы попали за границы нашей необъятной родины и электросети там отличаются от наших 220 В, например, 110В, то чтобы поднять напряжение со 110 до 220 Вольт нужно использовать трансформатор, например, такой как изображен на рисунке ниже:

Следует сказать о том, что такие трансформаторы можно использовать «в любую сторону». То есть, если в технической документации вашего трансформатора написано «напряжение первичной обмотки 220В, вторичной – 110В» – это не значит, что его нельзя подключить к 110В. Трансформаторы обратимы, и, если на вторичную обмотку подать, те же 110В – на первичной появится 220В или другое повышенное значение, пропорциональные коэффициенту трансформации.

Следующая проблема, с которой многие сталкиваются – , особенно часто это наблюдается в частных домах и в гаражах. Проблема связана с плохим состоянием и перегрузкой линий электропередач. Чтобы решить эту проблему – вы можете использовать ЛАТР (лабораторный автотрансформатор). Большинство современных моделей могут как понижать, так и плавно повышать параметры сети.

Схема его изображена на лицевой панели, а на объяснениях принципа действия мы останавливаться не будем. ЛАТРы продаются разных мощностей, тот что на рисунке примерно на 250-500 ВА (вольт-амперы). На практике встречаются модели до нескольких киловатт. Такой способ подходит для подачи номинальных 220 Вольт на конкретный электроприбор.

Если вам нужно дёшево поднять напряжение во всем доме, ваш выбор — релейный стабилизатор. Они также продаются с учетом разных мощностей и модельный ряд подходит для большинства типовых случаев (3-15 кВт). Устройство основано также на автотрансформаторе. О том, мы рассказали в статье, на которую сослались.

Цепи постоянного тока

Всем известно, что на постоянном токе трансформаторы не работают, тогда как в таких случаях повысить напряжение? В большинстве случаев постоянку повышают с помощью , полевого или биполярного транзистора и ШИМ-контроллера. Другими словами, это называется бестрансформаторный преобразователь напряжения. Если эти три основных элемента соединить как показано на рисунке ниже и на базу транзистора подавать ШИМ сигнал, то его выходное напряжение повысится в Ku раз.

Ku=1/(1-D)

Также рассмотрим типовые ситуации.

Допустим вы хотите сделать подсветку клавиатуры с помощью небольшого отрезка светодиодной ленты. Для этого вполне хватит мощности зарядного от смартфона (5-15 Вт), но проблема в том, что его выходное напряжение составляет 5 Вольт, а распространенные типы светодиодных лент работают от 12 В.

Тогда как повысить напряжение на зарядном устройстве? Проще всего повысить с помощью такого устройства как «dc-dc boost converter» или «импульсный повышающий преобразователь постоянного напряжения».

Такие устройства позволяют повысить напряжение с 5 до 12 Вольт, и продаются как с фиксированной величиной, так и регулируемые, что позволит в большинстве случаев поднять с 12 до 24 и даже до 36 Вольт. Но учтите, что выходной ток ограничен самым слабым элементом цепи, в обсуждаемой ситуации – током на зарядном устройстве.

При использовании указанной платы выходной ток будет меньше входного во столько раз, во сколько поднялось напряжение на выходе, без учета КПД преобразователя (он в районе 80-95%).

Подобные устройства строят на базе микросхем MT3608, LM2577, XL6009. С их помощью можно сделать устройство для проверки реле регулятора не на генераторе автомобиля, а на рабочем столе, регулируя значения с 12 до 14 Вольт. Ниже вы видите видео-тест такого устройства.

Интересно! Любители самоделок часто задают вопрос «как повысить напряжение с 3,7 В до 5 В, чтобы сделать Power bank на литиевых аккумуляторах своими руками?». Ответ прост – использовать плату-преобразователь FP6291.

На подобных платах с помощью шелкографии указано назначение контактных площадок для подключения, поэтому схема вам не понадобится.

Также часто возникающая ситуация — необходимость подключить к автомобильному аккумулятору 220В прибор, а бывает что за городом очень нужно получить 220В. Если бензинового генератора у вас нет – используйте автомобильный аккумулятор и инвертор, чтобы повысить напряжение с 12 до 220 Вольт. Модель мощностью в 1 кВт можно купить за 35 долларов – это недорогой и проверенный способ подключить 220В дрель, болгарку, котёл или холодильник к 12В аккумулятору.

Если вы водитель грузовика, вам не подойдёт именно указанный выше инвертор, из-за того, что в вашей бортовой сети скорее всего 24 Вольта. Если вам нужно поднять напряжение с 24В до 220В – то обратите на это внимание при покупке инвертора.

Хотя стоит отметить, что есть универсальные преобразователи, которые могут работать и от 12, и от 24 вольт.

В случаях, когда нужно получить высокое напряжение, например, поднять с 220 до 1000В, можно использовать специальный умножитель. Его типовая схема изображена ниже. Он состоит из диодов и конденсаторов. Вы получите на выходе постоянный ток, учтите это. Это удвоитель Латура-Делона-Гренашера:

А так выглядит схема несимметричного умножителя (Кокрофта-Уолтона).

С его помощью вы можете повысить напряжение в нужное число раз. Это устройство строится каскадами, от числа которых зависит сколько вольт на выходе вы получите. В следующем видео описан принцип работы умножителя.

Кроме этих схем существует еще множество других, ниже изображены схемы учетвертителя, 6- и 8-кратных умножителей, которые используются для повышения напряжения:

В заключении хотелось бы напомнить о технике безопасности. При подключении трансформаторов, автотрансформаторов, а также работе с инверторами и умножителями будьте аккуратны. Не касайтесь токоведущихчастей голыми руками. Подключения следует выполнять при отключенном питании от устройства, а также избегать их работы во влажных помещениях с возможностью попадания воды или брызг. Также не превышайте заявленный производителем ток трансформатора, преобразователя или блока питания, если не хотите, чтобы он у вас сгорел. Надеемся, предоставленные советы помогут вам повысить напряжение до нужного значения! Если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Наверняка вы не знаете:

Нравится(0 ) Не нравится(0 )

Вам понадобится

  • — отвертка;
  • — молоток;
  • — мультиметр;
  • — намоточный станок со счетчиком;
  • — обмоточный провод;
  • — паяльник, припой и нейтральный флюс;
  • — мегомметр

Инструкция

Убедитесь, что трансформатор является разборным. Если его сердечник собран склейкой лаком, или, тем более, сваркой, а также если прибор герметизирован любым способом, то для перемотки он непригоден.

У некоторых трансформаторов имеется несколько вторичных обмоток. Соединяя их последовательно, можно получать различные напряжения. Если некоторые из таких обмоток не задействованы, включив их последовательно с уже использующимися, можно повысить выходное напряжение , не прибегая к разборке трансформатора.Все перепайки выполняйте при отключенном питании. Если снимаемое напряжение после переделки не увеличилось, а уменьшилось, значит, дополнительная обмотка подключена в неправильной фазировке. Поменяйте местами ее выводы.

Убедившись в том, что трансформатор имеет разборную конструкцию, можно приступить к его разборке. Сняв крепление сердечника, разберите его легкими ударами молотка, запоминая расположение пластин.Освободив катушку от сердечника, намотайте на нее измерительную обмотку, имеющую несколько десятков витков. Изолируйте ее, выводы вытащите наружу, после чего соберите трансформатор.

Подключите к измерительной обмотке мультиметр, работающий в режиме измерения переменного напряжения, подайте на первичную обмотку трансформатора номинальное напряжение питания. Разделив число витков измерительной обмотки на измеренное напряжение, вы получите число витков на вольт.

Рассчитайте число витков новой вторичной обмотки, которую необходимо включить последовательно с имеющейся, по следующей формуле:Nдоп=(U2-U1)*(Nизм/Uизм), где:
Nдоп — искомое число витков дополнительной обмотки;
U2 — напряжение, которое необходимо получить;
U1 — напряжение имеющейся вторичной обмотки;
Nизм — число витков измерительной обмотки;
Uизм — напряжение, снятое с измерительной обмотки.Снова разберите трансформатор, смотайте измерительную обмотку и вместо нее намотайте дополнительную. Используйте провод того же сечения, что и у имеющейся вторичной обмотки, при этом, следите, чтобы диаметр катушки не увеличился слишком сильно, иначе сердечник будет невозможно надеть. Если соблюсти это требование не получается, от переделки трансформатора придется отказаться.

Изолируйте дополнительную обмотку, соберите трансформатор, после чего включите новую обмотку последовательно с вторичной. Обеспечьте ее правильную фазировку способом, описанным выше.

После переделки трансформатора ни в коем случае не снимайте с него мощность, превышающую ту, на которую он был рассчитан изначально. Рассчитать эту мощность можно, умножив снимаемое напряжение на потребляемый ток.

С помощью мегомметра убедитесь, что утечка между первичной и вторичной обмотками, а также между каждой из них и сердечником отсутствует даже после длительного прогрева при номинальной снимаемой мощности. Удостоверьтесь, что в ходе испытания не появляются запах гари, дым.

Иногда случается так, что напряжение в сети несколько ниже того, которое необходимо для нормального функционирования приборов. Из этого положения есть выход. Повысить напряжение можно очень просто. Для этого достаточно элементарных знаний по электротехнике.

Вам понадобится

  • Трансформатор

Инструкция

Для того чтобы повысить напряжение , понадобятся простой по и трансформатор ( именно – станет ясно после некоторых нехитрых расчетов, указанных ниже). Итак, первичная обмотка трансформатора должна быть на , а вторичная его обмотка должна быть рассчитана на то напряжение , на которое как раз и нужно повысить напряжение в сети.

Теперь возьмите и проанализируйте следующие :Iн = Рн? Uн и P = U2 ? I2. При помощи первой формулы вычислите ток вторичной обмотки трансформатора. После того как в результате расчетов станет известна P, то по полученным результатам подберите трансформатор, наиболее подходящий по параметрам (мощность и выходное напряжение ).

Далее поработайте с этими формулами:Uвых = Uвх ± (Uвх? Ктр) и Ктр = U1 ? U2. Благодаря этим формулам становится понятным, что для правильного результата достаточно просто фазировать (первичной или вторичной).

Полученное устройство установите в таком месте, из которого оно не будет мешать, так как в процессе работы от трансформатора исходит довольно гул. Поэтому целесообразно устанавливать трансформатор где- в подвале или в подсобном помещении.

Видео по теме

Обратите внимание

Следует также учесть тот факт, что в случае стабилизации напряжения в сети и достижения его нормального значения (220 вольт), на выходе этого трансформатора все равно будет напряжение повышенное, что может привести к выходу из строя бытовых приборов. Поэтому для того, чтобы перестраховаться, используйте в процессе эксплуатации получившегося прибора специальные розетки, реагирующие на изменения напряжения в сети и способные в нужный момент отключить трансформатор от сети.

Источники:

  • как поднять напряжение в 2019

Очень сложно придумать что-либо более интригующее, нежели трансформатор Теслы . В свое время, когда автор данного изобретения – сербский ученый Никола Тесла – продемонстрировал его широкой публике, он получил репутацию колдуна и мага. Самое удивительное, что собрать трансформатор Теслы без особого труда можно у себя дома, а затем, при демонстрации этого агрегата, вызывать шоковое состояние у всех своих знакомых.

Инструкция

Для начала нам будет любой источник тока напряжения. Нужно найти генератор или трансформатор с напряжением не менее 5 кВ. Иначе эксперимент не получится. Затем данный источник тока необходимо подключить к конденсатору. Если емкость выбранного будет большой, то тогда также будет необходим мост. Затем нужно создать так называемый «искровой промежуток». Для этого нужно взять два медных провода, концы которых согнуть в стороны, а основание крепко обмотать изолентой.

Далее необходимо изготовить Теслы . Для этого нужно обмотать проводом любую круглую деталь без сердечника (так, чтобы посередине была пустота). Первичная обмотка должна состоять из трех-пяти толстого медного провода. Вторичная обмотка должна содержать не менее 1000 витков. В итоге, должны получиться катушки в форме чечевицы.

Затем необходимо подключить провода к первичной обмотке катушки, а также источнику . Самый простой трансформатор Теслы готов. Он сможет давать разряды не менее 5 сантиметров, а также создать «корону» вокруг катушек. Стоит только отметить, что явления, создаваемые трансформатор ом Теслы , пока не изучены. Если же вы изготовили трансформатор Теслы , который дает разряды до одного , то ни в коем случае не становитесь под этот разряд, хоть это и безболезненно. Токи высоких энергий не вызывают сенсорной реакции , но могут сильно разогревать ткани. Последствия от подобных экспериментов скажутся с годами.

Видео по теме

Источники:

  • как собрать катушку тесла в 2019

В радиолюбительской практике нередко возникает необходимость изготовить трансформатор с нестандартными значениями тока и напряжения. Хорошо, когда удается найти готовое устройство с требуемыми обмотками, в другом случае изготовить его придется самостоятельно.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Повышающий трансформатор

: конструкция и принципы работы

Что такое повышающий трансформатор? В качестве повышающего трансформатора используется трансформатор, используемый для повышения основного напряжения за счет поддержания стабильного тока без каких-либо изменений. Этот тип трансформатора в основном используется на передающих и электростанциях. Этот прибор состоит из двух обмоток, включая первичную и вторичную части. Первичная секция имеет меньше витков по сравнению с вторичной.

Что такое повышающий трансформатор?

Трансформатор — одно из наиболее часто используемых электрооборудования. Это причина, по которой мы можем использовать электрические устройства так же, как и мы. Даже невольно вы можете полагаться на эти инструменты в своей повседневной жизни. Прежде чем перейти к его приложениям, мы в первую очередь попытаемся получить ответы на два важных вопроса: что такое повышающий трансформатор и как работает повышающий трансформатор?

Любой трансформатор в основном состоит из сердечника и двух обмоток.Две обмотки представлены как первичная и вторичная секции. Повышающий трансформатор преобразует сильноточный низковольтный вход в слаботочный высоковольтный выход, применяя принципы магнитной индукции. Переменный электрический поток в первичной части создает переменное магнитное поле в сердечнике. Это, в свою очередь, вызывает образование переменного тока во вторичной части. Если количество витков во вторичной обмотке больше, чем в первичной части, выходное значение будет больше входного напряжения.

Определение

Трансформатор — это статический электрический прибор, используемый для передачи энергии в электрическом виде между двумя или несколькими сетями. Важной функцией этого устройства является изменение переменного тока с одного напряжения на другое. Трансформатор не имеет скользящего элемента и работает по принципу магнитной индукции.

Модель трансформатора обычно предназначена для повышения напряжения. Обычно они доступны в двух формах в зависимости от обмотки, а именно в повышающем и понижающем типах.Целью повышающего трансформатора является повышение напряжения, в то время как характеристики понижающего типа — понижение входного значения. Уровни трансформатора можно регулировать в соответствии с требованиями, такими как ВА, КВА или МВА. В этом посте обсуждается обзор повышающего трансформатора.

Определение повышающего трансформатора (Ссылка: elprocus.com )

Повышающий трансформатор — это разновидность электрического прибора, который преобразует низкое напряжение (LV) и большой ток на входе первичной части устройства в высокое напряжение (HV). ) и слаботочный выход на вторичной части прибора.Обратная функция этой функции называется понижающим трансформатором.

Как обсуждалось ранее, это устройство представляет собой часть статического электрического оборудования, которое преобразует электрическую мощность в первичной обмотке в магнитную форму в магнитном сердечнике и снова в электричество на вторичной стороне. Согласно этому определению, повышающий трансформатор может применяться в самых разных случаях в линиях передачи и электрических системах.

Что такое повышающий трансформатор? (Ссылка: electric4u.com )

Рабочая частота и стандартная мощность относительно равны на первичной и вторичной сторонах трансформатора, поскольку трансформатор является очень эффективным оборудованием, тогда как значения тока и напряжения обычно различаются.

Трансформатор обеспечивает гальваническую развязку в электрической сети. Благодаря этим двум основным свойствам трансформатор является наиболее важным компонентом электрической цепи и обеспечивает надежную и экономичную передачу и распределение электроэнергии.

Принцип

Трансформатор может передавать электричество в обоих направлениях, со стороны низкого напряжения на сторону высокого напряжения, а также в обратном направлении. Это основная причина, по которой он может работать как понижающий или повышающий трансформатор.Обе формы трансформатора имеют одинаковую конструкцию и принцип.

Теоретически мы можем запустить любое устройство как с повышением, так и с понижением. Он основан только на направлении потока энергии.

Катушки высокого напряжения содержат большое количество витков по сравнению с катушками низкого напряжения. Провод катушки низкого напряжения имеет большее поперечное сечение, чем линия высокого напряжения, из-за большего значения тока на участке низкого напряжения. Как правило, мы устанавливаем катушки низкого напряжения близко к центру трансформатора, а над ними устанавливаются обмотки высокого напряжения.

Коэффициент трансформации повышающего трансформатора приблизительно зависит от коэффициента напряжения и может быть определен как:

n = \ frac {{V} _ {P}} {{V} _ {S}} = \ frac {{N} _ {P}} {{N} _ {S}}

, где V P, S — напряжения, а N P, S — номера витков на первичной и вторичной частях. , соответственно. Первичная обмотка повышающего трансформатора (сторона низкого напряжения) имеет меньше витков по сравнению с вторичной обмоткой. Это означает, что мощность перетекает со стороны низкого напряжения в секцию высокого напряжения.Напряжение повышается от входного до вторичного выходного напряжения.

Конструкция повышающего трансформатора

Конструкция повышающего трансформатора очень проста. Схема повышающего трансформатора имеет несколько основных частей. Эта конструкция может быть выполнена с использованием сердечника и обмоток. Щелкните здесь, чтобы полностью увидеть конструкцию этого инструмента.

Сердечник

Моделирование сердечника в трансформаторе может быть выполнено с использованием высокопроницаемого вещества.Это вещество ядра позволяет магнитному току течь с меньшими потерями. Материал сердечника имеет большую проницаемость по сравнению с воздухом. Таким образом, это вещество сердечника будет ограничивать линии магнитного потока через материал сердечника. Следовательно, эффективность трансформатора может быть повышена за счет сокращения потерь трансформатора.

Магнитные детали позволяют магнитному току проходить через них, а также они приводят к потерям в сердечнике, таким как потери вихревых токов из-за гистерезиса. Таким образом, гистерезис и вещества с низкой соактивностью выбираются для создания магнитных сердечников, подобных кремнистой стали или ферриту.

Сердечник трансформатора может быть ламинирован, чтобы удерживать вихретоковые потери на минимальном уровне, чтобы минимизировать нагрев сердечника. Как только сердечник нагревается, возникает некоторая потеря электроэнергии, и эффективность трансформатора может быть снижена.

Обмотки

Обмотки повышающего трансформатора помогают передавать ток, который вырабатывается в трансформаторе. Эти обмотки, как правило, сконструированы таким образом, чтобы охлаждать трансформатор и выдерживать условия эксплуатации и испытаний.Плотность катушки в первичной части большая, но она состоит из меньшего числа витков. Точно так же плотность катушки во вторичной части мала, но содержит огромные витки. Моделирование этого может быть выполнено так, как будто первичная секция несет меньше энергии по сравнению с вторичной стороной.

Материал обмотки трансформатора — медь и алюминий. Здесь цена алюминия ниже по сравнению с медью, но, используя медь, можно улучшить жизненный цикл трансформатора.В трансформаторе присутствуют различные формы пластин, уменьшающие потери вихревых токов, такие как форма EE или тип EI.

Работа повышающего трансформатора?

Символическое изображение повышающего трансформатора представлено ниже. В следующей схеме выходное и входное напряжения представлены как V 2 и V 1, соответственно. Витки на катушках трансформатора — Т 1 и Т 2 . Здесь выходная обмотка вторичная, а входная — первичная.

Изображение повышающего трансформатора (Ссылка: elprocus.com )

Выходное значение велико по сравнению с входным значением, поскольку витки катушки на первичной стороне меньше, чем на вторичной. Пока переменный ток движется через трансформатор, ток будет преобразовываться в одном направлении, останавливается и изменяет направление для преобразования в другом направлении.

Прохождение тока создает магнитный поток в области обмотки. Направление магнитных полюсов будет изменяться, когда ток изменяет свое направление.

Напряжение создается в обмотках поперек магнитного поля. Точно так же напряжение будет создаваться на вторичной обмотке, когда она находится в движущемся магнитном потоке, вводится как эффект взаимной индукции. Следовательно, переменный ток в первичной части создает движущийся магнитный поток, так что напряжение может создаваться на вторичной стороне.

Основное соотношение между напряжением и количеством витков в каждой обмотке может быть получено с помощью формулы повышающего трансформатора, основанной на его основной схеме.

\ frac {{V} _ {2}} {{V} _ {1}} = \ frac {{T} _ {2}} {{T} _ {1}}

Где,

  • ‘V 2 ‘ — напряжение во вторичной обмотке
  • ‘V 1 ‘ — напряжение — первичная обмотка
  • ‘T 2 ‘ включает вторичную обмотку
  • ‘T 1 ‘включает первичную обмотку

Это уравнение трансформатора может помочь вам просто оценить коэффициент трансформации трансформатора и определить, является ли прибор понижающим или повышающим трансформатором.

Наиболее важным применением повышающего типа является устройство повышения мощности генератора (GSU), используемое на всех электростанциях.

Эти трансформаторы обычно имеют большие значения передаточного числа. Значение напряжения, генерируемое при производстве энергии, улучшено и подготовлено для приложений передачи на большие расстояния.

Энергия, вырабатываемая на электростанции, имеет высокие значения тока и низкие значения напряжения. По форме генерирующей установки устройство GSU имеет стандартное начальное значение от 6 до 20 кВ.

Стандартное значение устройства GSU во вторичной части может составлять 110 кВ, 220 кВ, 410 кВ в соответствии с сетью передачи энергии, подключенной к вторичной стороне GSU. Значение тока в первичной части обычно очень велико и, в зависимости от стандартной мощности трансформатора, может достигать даже 30000 А.

Этот ток не является потенциалом для передачи энергии и должен уменьшаться из-за потерь мощности передачи (RI 2 ). Передача электроэнергии на большие расстояния нецелесообразна.Кроме того, устройство GSU обеспечивает гальваническую развязку между электрической сетью и генератором.

Различные факторы повышающего трансформатора

При выборе повышающего трансформатора необходимо учитывать несколько различных факторов. Наиболее важные из них:

  • Номинал трансформатора
  • КПД трансформатора
  • Охлаждающая среда
  • Количество фаз
  • Материал обмоток

Преимущества повышающего трансформатора

Преимущества повышающего трансформатора перечислены ниже:

  • Использование в коммерческих и жилых помещениях
  • Быстрый старт
  • Техническое обслуживание
  • Передатчик мощности
  • КПД
  • Непрерывная работа

Недостатки повышающего трансформатора

Недостатки повышающего трансформатора трансформатор бывают следующие.

  • Требуется система охлаждения
  • Работа только на переменном токе
  • Огромные размеры этих трансформаторов

Подробнее о Linquip

Типы трансформаторов: статья о различиях между трансформаторами по конструкции и дизайну

Применение Step- вверх Трансформатор

Теперь, когда мы понимаем, как работает повышающий трансформатор, давайте кратко рассмотрим его основные области применения. Важные применения повышающего трансформатора в реальной жизни представлены ниже:

Распределение электроэнергии

Вырабатываемая электрическая энергия должна преодолевать мили, прежде чем достигнет нашего дома.Поскольку условия обычно не идеальны, на это тратится энергия. Эти потери напрямую связаны с квадратом тока, протекающего по линиям (RI 2 ). Мощность создаваемого электричества является продуктом низкого напряжения и большого тока. Отходы, которые могут возникнуть в результате, сделают непрактичным передачу электроэнергии в какой-либо регион, который находится далеко от источника генерации.

В этом случае повышающий трансформатор может преобразовать этот низковольтный входной сигнал в слаботочный выход высокого напряжения.Таким образом, этот вывод не будет подвергаться такой большой трате. Это делает трансформаторы важным компонентом распределительной сети.

Повышающий трансформатор в распределительной сети (Ссылка: vietnamtransformer.com )

Пуск электрических устройств

Несмотря на то, что преобразуемая электрическая мощность имеет высокое напряжение, она понижается, когда подается в наш дом. Однако это сделано для того, чтобы сделать его пригодным для общего использования; есть специальные устройства, такие как микроволновые печи, электродвигатели, рентгеновские аппараты и т. д.которым для запуска требуется высокое напряжение.

Повышающее устройство используется для преобразования текущего источника питания в подходящее напряжение. Это устройство обычно доступно как часть самого устройства. Хотя для некоторых устройств вроде рентгеновских аппаратов иногда требуется внешний трансформатор.

Другие применения повышающих трансформаторов кратко описаны ниже:

  • Эти устройства применимы в электронных системах, таких как стабилизаторы и инверторы, для регулирования напряжения от низкого до высокого.
  • Используются для распределения электроэнергии.
  • Они применяются для изменения высокого напряжения в сети передачи, которое вырабатывается генератором переменного тока.
  • Эти трансформаторы также используются для запуска электродвигателя, духовки и т. Д.
  • Они используются для повышения напряжения электронных устройств.
  • Небольшое повышающее устройство можно использовать в электронных устройствах, где требуется повышение напряжения. Но в настоящее время в современных электронных приборах чаще используются силовые электронные сети из-за меньшего веса и габаритов.
  • Гигантское устройство повышения мощности используется в качестве трансформатора GSU для повышения вырабатываемой энергии до более высокого значения напряжения для эффективной передачи электроэнергии.

Для устройств, произведенных в другой стране

Например, в Канаде ограничение источника питания составляет 120 В, 60 Гц. Хотя, это не универсальная сумма. В некоторых регионах есть свои ограничения. Если мы купим какой-либо электрический прибор в какой-либо стране, он будет изготовлен в соответствии с характеристиками в этой стране.В случае, если мы приобрели какое-либо электрическое устройство из региона, в котором основное напряжение превышает 120 В, нам потребуется использовать повышающий трансформатор, чтобы изменить напряжение до скорости, желательной для устройства.

Выбор лучшего трансформатора

Как видно из его использования, повышающее устройство является неотъемлемой частью нашей жизни. Иногда его применение может быть ясным, например, в линиях распределения электроэнергии, а иногда оно может быть не таким очевидным. Но независимо от того, считаем мы это или нет, он отвечает за бесперебойную работу всех электрических инструментов.

Таким образом, нам нужно получить повышающий трансформатор от доверенного конструктора с соответствующей репутацией. Если вы хотите выбрать лучший повышающий трансформатор, вам обязательно нужно подумать о том, чтобы получить свой от таких конструкторов.

Резюме

Таким образом, это все о концепции повышающего трансформатора. Повышающая характеристика улучшает напряжение, а также снижает силу тока. В этом типе количество витков на вторичной части больше, чем на первичной стороне.Следовательно, провод в первичной обмотке более прочный по сравнению с вторичной стороной. Эти устройства необходимы в сетях передачи и производства электроэнергии, поскольку они передают энергию в отдаленные регионы.

Повышающий трансформатор

: определение, схема и принцип работы

Что такое повышающий трансформатор?

Повышающий трансформатор — это тип трансформатора, который преобразует низкое напряжение (LV) и высокий ток с первичной стороны трансформатора в высокое напряжение (HV) и низкое значение тока на вторичной стороне трансформатора. .Обратное явление известно как понижающий трансформатор.

Трансформатор — это статическое электрическое оборудование, которое преобразует электрическую энергию (от обмоток первичной стороны) в магнитную энергию (в магнитном сердечнике трансформатора) и снова в электрическую энергию (на вторичной стороне трансформатора). Повышающий трансформатор находит широкое применение в электрических системах и линиях передачи.

Рабочая частота и номинальная мощность примерно равны на первичной и вторичной сторонах трансформатора, потому что трансформатор является очень эффективным оборудованием, а значения напряжения и тока обычно разные.

Трансформатор обеспечивает гальваническую развязку в электрической системе. Благодаря этим двум основным характеристикам трансформатор является наиболее важной частью электрической системы и обеспечивает экономичную и надежную передачу и распределение электроэнергии.

Трансформатор может передавать энергию в обоих направлениях, со стороны ВН на сторону НН, а также в обратном направлении. По этой причине он может работать как повышающий или понижающий трансформатор. Оба типа трансформаторов имеют одинаковую конструкцию и конструкцию.

Теоретически мы можем использовать любой трансформатор как повышающий, так и понижающий. Это зависит только от направления потока энергии.

Обмотки ВН содержат огромное количество витков по сравнению с обмотками НН. Провод обмотки НН имеет большее поперечное сечение, чем провод ВН, из-за более высокого значения тока на стороне НН. Обычно мы размещаем обмотки низкого напряжения близко к сердечнику трансформатора, а поверх них наматываем обмотки высокого напряжения.

Коэффициент трансформации трансформатора (n) для повышающего трансформатора приблизительно пропорционален соотношению напряжений:

Где V P, S — напряжения, а N P, S — номера витков на первичной обмотке. (LV) и вторичная (HV) стороны соответственно.Первичная сторона повышающего трансформатора (сторона низкого напряжения) имеет меньшее количество витков, чем вторичная сторона (сторона высокого напряжения).

Это означает, что энергия перетекает от НН к стороне ВН. Напряжение повышается от первичного (входное) до вторичного (выходное) .

Это уравнение можно преобразовать в формулу для выходного напряжения (т.е. вторичного напряжения). Это иногда называют формулой повышающего трансформатора :

Калькулятор трансформатора может помочь вам легко рассчитать коэффициент трансформации трансформатора и определить, является ли устройство повышающим или понижающим трансформатором.

Наиболее важным применением повышающего трансформатора является повышающий трансформатор генератора (GSU), используемый на всех электростанциях.

Эти трансформаторы обычно имеют большие значения передаточного отношения. Значение напряжения, производимое при производстве энергии, увеличивается и подготавливается для передачи энергии на большие расстояния.

Энергия, вырабатываемая на электростанции, имеет низкое напряжение и большой ток. В зависимости от типа генерирующей установки трансформатор ПГУ имеет номинальное значение первичного напряжения от 6 до 20 кВ.

Номинальное значение напряжения вторичной стороны GSU может составлять 110 кВ, 220 кВ, 410 кВ в зависимости от системы передачи энергии, подключенной к вторичной стороне GSU. Значение тока на первичной стороне GSU обычно очень велико и в зависимости от номинальной мощности трансформатора может достигать даже 30000 A.

Это значение тока непрактично для передачи энергии и должно уменьшаться из-за потерь мощности передачи (R × I 2 ). Передача энергии на большие расстояния была бы невозможна.Помимо трансформатора GSU, также обеспечивается гальваническая развязка между генератором и электрической сетью.

Применение повышающего трансформатора

Небольшой повышающий трансформатор можно использовать в электронных и электрических устройствах, где требуется повышение напряжения. Но в настоящее время в современных электронных устройствах все чаще используются силовые электронные схемы из-за меньшего веса и габаритов.

Гигантский повышающий трансформатор мощности используется в качестве повышающего трансформатора для повышения генерируемой мощности до более высокого уровня напряжения для эффективной передачи электроэнергии.

Основы повышающего трансформатора

Трансформатор, являющийся важным электрическим устройством, доступен в различных формах и типах, каждый из которых имеет свои применимые преимущества. Цель этого блога — рассказать читателям о повышающих трансформаторах, их преимуществах и режиме работы.

Что такое повышающий трансформатор?

Трансформатор, вторичное напряжение которого выше, чем его первичное напряжение, можно определить как повышающий трансформатор.Этот тип трансформатора известен своей способностью повышать или повышать принимаемое напряжение в соответствии с конкретными приложениями. Например, в стране с электроснабжением на 110 В повышающие трансформаторы используются для питания продуктов на 220 В, поскольку они могут повышать электрическое напряжение.

Как работает повышающий трансформатор?

Когда переменный ток проходит через первичную обмотку или вход трансформатора, в железном сердечнике создается изменяющееся магнитное поле.Это магнитное поле затем активирует переменный ток аналогичной частоты во вторичной катушке или на выходе трансформатора. Как правило, повышающий трансформатор имеет больше витков провода во вторичной катушке, что увеличивает принимаемое напряжение во вторичной катушке. Таким образом, он называется повышающим трансформатором, поскольку вторичное выходное напряжение больше, чем первичное входное напряжение. Величина выходного напряжения по сравнению с входным напряжением увеличивается вдвое, если вторичная катушка имеет вдвое больше витков провода.

Таким образом, простыми словами, повышающий трансформатор увеличивает электрическое напряжение во вторичной обмотке от более низкого к более высокому в соответствии с требованиями или применением. Напряжение увеличивается от первичной обмотки ко вторичной обмотке таким образом, чтобы мощность Поставка адаптируется к оборудованию. Это означает, что если вы должны использовать электрическое устройство, которое работает с напряжением 220 В, а основное питание составляет всего 110 В; повышающий трансформатор увеличит напряжение 110 В до уровня, который будет соответствовать требованиям к мощности данного устройства.

Однако перед использованием трансформаторов любого типа с электроприбором обязательно проверьте его мощность в ваттах.

Преимущества использования повышающих трансформаторов

Главный глобальный прорыв, связанный с повышающими трансформаторами, обусловлен их способностью передавать электроэнергию в удаленные города и деревни по всему миру. Использование повышающего трансформатора удерживало цены на электроэнергию от недопустимого роста и в то же время сделало транспортировку электричества в отдаленные места недорогим делом.

Неудивительно, что несколько развивающихся стран купили бывшие в употреблении повышающие трансформаторы, чтобы использовать электричество для освещения изолированных территорий по разумным ценам.

Основы повышающего трансформатора были в последний раз изменены: 19 марта 2018 г., gt stepp

О gt stepp

GT Stepp — инженер-электрик с более чем 20-летним опытом работы, опытный в исследованиях, оценке, тестировании и поддержке различные технологии. Посвящен успеху; с сильными аналитическими, организационными и техническими навыками.В настоящее время работает менеджером по продажам и операциям в Custom Coils, разрабатывая стратегии продаж и маркетинга, которые увеличивают продажи, чтобы сделать Custom Coils более узнаваемыми и уважаемыми на рынке.

Определение, конструкция и его применение

Как видно из названия, повышающий трансформатор — это устройство, которое увеличивает или регулирует выходное напряжение в гораздо большей степени, чем его входное напряжение, при этом поддерживая постоянный ток без каких-либо переменных.В основном они используются на электростанциях и в системах передачи электроэнергии.

Содержание


1. Что такое повышающий трансформатор?
2. Строительство повышающего трансформатора
а. Ядро
б. Обмотка
3. Работа повышающего трансформатора
4. Преимущества повышающего трансформатора
5. Недостатки повышающего трансформатора
6. Применение повышающего трансформатора

7. Факторы, которые следует учитывать при выборе повышающего трансформатора

1.Что такое повышающий трансформатор?

Трансформатор — это электростатическое устройство, которое преобразует электрическую энергию (от первичной обмотки) в магнитную энергию (в магнитном сердечнике трансформатора) и обратно в электрическую энергию (на вторичной стороне трансформатора).

Повышающий трансформатор — это тип трансформатора с функцией преобразования низкого напряжения (LV) и высокого тока с первичной стороны трансформатора в высокое напряжение (HV) и низкое значение тока на вторичной стороне трансформатора.

2. Строительство повышающего трансформатора

Повышающий трансформатор состоит из обмоток, корпуса трансформатора и сердечника.

а. Ядро

Сердечник трансформатора выполнен из водонепроницаемого материала.

Этот материал позволяет пропускать магнитный проход с меньшими потерями. Материал сердечника имеет более высокую проницаемость, чем окружающий воздух.

В результате этот материал будет ограничивать силовые линии магнитного поля в основном материале.Таким образом, производительность трансформатора может быть увеличена за счет минимизации потерь.

Магнитопровод позволяет потоку течь внутри него и приводит к повреждению корня, например к потере на вихревые токи из-за гистерезиса.

Поэтому был выбран материал с низкой проводимостью и гистерезисом, чтобы сделать сердечник похожим на феррит или кремнистую сталь.

Сердечник трансформатора многослойный, чтобы свести к минимуму вихревые токи. Это может предотвратить нагревание жилы.

Когда сердечник нагревается, теряется значительное количество электроэнергии. И производительность трансформатора может снизиться.

г. Обмотка

Обмотки каскадного трансформатора помогают передавать ток на трансформатор.

Эти обмотки специально разработаны для охлаждения трансформатора и выдерживают испытательные и эксплуатационные условия.

Толщина датчика используется на первичной стороне, и его количество витков меньше, чем на вторичной.

Точно так же тонкая катушка используется во вторичной обмотке, и она имеет больший виток, чем первичная.

Он спроектирован таким образом, что первичная обмотка может выдерживать меньшее, чем вторичное напряжение питания.

Обмотки трансформатора обычно изготавливаются из меди или алюминия.

Алюминий дешевле меди, но с помощью меди можно продлить срок службы трансформатора.

Существуют различные типы покрытий трансформаторов, которые могут уменьшить вихревые токи, например, тип EE и тип EI.

3. Теория работы Повышающего трансформатора

Символьное изображение повышающего трансформатора показано ниже. На следующем рисунке входное и выходное напряжения представлены как V1 и V2 соответственно. Витки на обмотках трансформатора — Т1 и Т2. Здесь входная катушка является первичной, а выход вторичной.

Выходное напряжение выше входного, поскольку количество витков на первичной обмотке меньше, чем на вторичной.Как только переменный ток течет в трансформаторе, ток течет в одном направлении, останавливается и меняет направление, чтобы течь в другом направлении.

Электрический ток создает магнитное поле в области катушки. Направление магнитных полюсов будет изменено, как только ток изменит направление.

Индуцированное напряжение в катушках принимает магнитное поле. Точно так же напряжение будет генерироваться во вторичной катушке в движущемся магнитном поле, называемом взаимной индукцией.Следовательно, переменный ток в первичной катушке создает движущееся магнитное поле, индуцирующее вторичное напряжение.

Первичное соотношение между числом витков в каждой обмотке и напряжением может быть задано с помощью этой формулы повышающего трансформатора.

V2 / V1 = T2 / T1

Где «V2» — напряжение на вторичной обмотке

«V1» — напряжение первичной обмотки.

«T2» включает вторичную обмотку.

«T1» включает первичную обмотку

4. Преимущества повышающего трансформатора

К преимуществам повышающих трансформаторов можно отнести следующее.

  • Применяются в жилых и коммерческих помещениях.
  • Передатчик мощности
  • Техническое обслуживание
  • КПД
  • Непрерывная работа
  • Быстрый старт

5. Недостатки повышающего трансформатора

К недостаткам повышающих трансформаторов можно отнести следующее:

  • Требуется система охлаждения
  • Работает на переменном токе
  • Размеры этих трансформаторов огромны.


6. Применение повышающего трансформатора

Использование повышающих трансформаторов включает следующее.

  • Эти трансформаторы используются в электронном оборудовании, таком как инверторы и стабилизаторы напряжения, для обеспечения стабильности от низкого до высокого напряжения.
  • Используется для распределения электроэнергии.
  • Этот трансформатор используется для изменения высокого напряжения в линиях электропередачи, генерируемого генераторами.
  • Этот трансформатор также используется для запуска электродвигателей, рентгеновских аппаратов, микроволновых печей и т. Д.
  • Используется для улучшения электрического и электронного оборудования.

7. Факторы, которые следует учитывать при выборе повышающего трансформатора

При выборе повышающего трансформатора необходимо учитывать различные факторы.

  • Трансформаторы КПД
  • Количество фаз
  • Трансформаторы Рейтинг
  • Охлаждающая среда
  • Материал обмоток

MBT Повышающий трансформатор

MBT — это бренд трансформаторной продукции, пользующийся высокой репутацией на рынке.Обладая сильным опытом и технологическими линиями в производстве, хорошей командой инженеров, квалифицированными техническими работниками и многочисленными партнерами по клиентам во многих областях, мы всегда являемся лидерами по качеству обслуживания и цене.

Мы проектируем, производим и поставляем электрические трансформаторы всех видов с помощью специального руководителя проекта и 24-месячной гарантии с момента отправки.

С девизом бизнеса: «Довольный клиент — лучшая бизнес-стратегия» и более чем 11-летним опытом проектирования и производства трансформаторов.Мы, MBT, уверены, что являемся лучшим производителем трансформаторов во Вьетнаме.

Немедленно свяжитесь с +84913 006 538 или по электронной почте: [адрес электронной почты защищен] для бесплатной консультации и поддержки и получения наиболее выгодного предложения.

Строительство, работа и применение

Трансформатор — это статическое электрическое устройство, используемое для передачи энергии в электрической форме между двумя или несколькими цепями. Основная функция трансформатора — изменять переменный ток с одного напряжения на другое.Трансформатор не имеет движущихся частей и работает по принципу магнитной индукции. Конструкция трансформатора в основном предназначена для повышения или понижения напряжения. В основном они доступны в двух типах в зависимости от обмоток, а именно повышающего и понижающего трансформатора. Повышающий трансформатор предназначен для увеличения напряжения, а функция понижающего трансформатора — для понижения напряжения. Номиналы трансформаторов могут быть рассчитаны на основе требований, таких как ВА, или кВА, или МВА.В этой статье обсуждается обзор повышающего трансформатора.


Что такое повышающий трансформатор?

Трансформатор, который используется для повышения выходного напряжения путем поддержания стабильного протекания тока без каких-либо изменений, известен как повышающий трансформатор. Этот тип трансформатора в основном используется в приложениях для передающих и электростанций. Этот трансформатор включает в себя две обмотки: первичную и вторичную. Первичная обмотка имеет меньше витков по сравнению с вторичной обмоткой.

Повышающий трансформатор

Конструкция повышающего трансформатора

Схема повышающего трансформатора показана ниже. Конструкция повышающего трансформатора может быть выполнена с использованием сердечника и обмоток.

Ядро

Сердечник трансформатора может быть выполнен из высокопроницаемого материала. Этот материал сердечника позволяет магнитному потоку течь с меньшими потерями. Материал сердечника обладает высокой проницаемостью по сравнению с окружающим воздухом. Таким образом, этот материал сердечника будет ограничивать силовые линии магнитного поля внутри материала сердечника.Таким образом, эффективность трансформатора может быть увеличена за счет уменьшения потерь в трансформаторе.

Магнитопроводы позволяют магнитному потоку проходить через них, а также они приводят к потерям в сердечнике, таким как потери на вихревые токи, из-за гистерезиса. Таким образом, материалы с гистерезисом и низкой соактивностью выбраны, чтобы сделать магнитопроводы похожими на феррит или кремнистую сталь.

Чтобы снизить потери на вихревые токи на минимальном уровне, сердечник трансформатора может быть ламинирован, чтобы предотвратить его нагрев.Когда сердечник нагревается, возникает некоторая потеря электроэнергии, и эффективность трансформатора может снизиться.

Обмотки

Обмотки повышающего трансформатора помогают передавать ток, который проходит через трансформатор. Эти обмотки в основном предназначены для охлаждения трансформатора и обеспечения устойчивости к условиям испытаний и эксплуатации. Плотность провода на стороне первичной обмотки большая, но количество витков меньше. Точно так же плотность провода во вторичной обмотке мала, но включает в себя огромные витки.Это можно спроектировать так, как будто первичная обмотка несет меньшее напряжение питания по сравнению с вторичной обмоткой.

Материал обмотки трансформатора — алюминий и медь. Здесь стоимость алюминия меньше по сравнению с медью, но при использовании медного материала срок службы трансформатора может быть увеличен. В трансформаторе доступны различные виды пластин, которые могут уменьшить вихревые токи, такие как тип EE и тип EI.

Работа повышающего трансформатора

Символьное представление повышающего трансформатора показано ниже.На следующем рисунке входные и выходные напряжения представлены как V1 и V2 соответственно. Витки на обмотках трансформатора — Т1 и Т2. Здесь входная обмотка первичная, а выход вторичная.

Конструкция трансформатора

Выходное напряжение выше по сравнению с входным, поскольку количество витков провода в первичной обмотке меньше, чем во вторичной. Как только переменный ток течет в трансформаторе, ток течет в одном направлении, останавливается и меняет направление, чтобы течь в другом направлении.

Прохождение тока создает магнитное поле в области обмотки. Направление магнитных полюсов изменится, как только ток изменит свое направление.

Напряжение индуцируется в обмотках магнитным полем. Точно так же напряжение будет индуцироваться внутри вторичной катушки, когда она находится в движущемся магнитном поле, известном как взаимная индукция. Таким образом, переменный ток в первичной обмотке генерирует движущееся магнитное поле, так что во вторичной обмотке может индуцироваться напряжение.

Основное соотношение между количеством витков в каждой катушке и напряжением можно определить с помощью формулы повышающего трансформатора .

V2 / V1 = T2 / T1

Где «V2» — напряжение на вторичной обмотке.

‘V1’ — напряжение первичной обмотки

‘T2’ включает вторичную обмотку

‘T1’ включает первичную обмотку

Различные факторы

При выборе повышающего трансформатора необходимо учитывать различные факторы.Их

  • Трансформаторы КПД
  • Количество фаз
  • Трансформаторы Рейтинг
  • Охлаждающая среда
  • Материал обмоток

Преимущества

К преимуществам повышающего трансформатора относятся следующие.

  • Применяются в жилых и коммерческих помещениях
  • Передатчик мощности
  • Техническое обслуживание
  • КПД
  • Непрерывная работа
  • Быстрый старт

Недостатки

К недостаткам повышающего трансформатора следует отнести следующее.

  • Требуется система охлаждения
  • Работает на переменном токе
  • Размер этих трансформаторов огромен.

Приложения

В серии повышающие трансформаторы включают следующее.

  • Эти трансформаторы применимы в электронных устройствах, таких как инверторы и стабилизаторы, для стабилизации напряжения от низкого до высокого.
  • Используется для распределения электроэнергии.
  • Этот трансформатор используется для изменения высокого напряжения в линиях передачи, генерируемого генератором переменного тока.
  • Этот трансформатор также используется для запуска электродвигателя, рентгеновских аппаратов, микроволновой печи и т. Д.
  • Используется для усиления электрических и электронных устройств

Таким образом, это все о теории повышающего трансформатора. Функция повышающего трансформатора заключается в повышении напряжения, а также в уменьшении силы тока. В этом трансформаторе нет. катушек во вторичной обмотке больше по сравнению с первичной обмоткой. Таким образом, провод в первичной катушке прочен по сравнению с вторичной катушкой.В системах передачи и производства электроэнергии эти трансформаторы необходимы, потому что от генерирующих станций они передают энергию в отдаленные районы. Вот вам вопрос, что такое понижающий трансформатор?

Разница между повышающим и понижающим трансформатором

Трансформатор — это статическое устройство, которое передает переменное электричество от цепи к цепи с одинаковой частотой, но уровень напряжения обычно меняется.По экономическим причинам электрическая энергия должна передаваться при высоком напряжении, в то время как с точки зрения безопасности она должна использоваться при низком напряжении. Это повышение напряжения передачи и пониженное напряжение для использования могут быть достигнуты только с помощью повышающего трансформатора и понижающего трансформатора.

Основное различие между повышающим и понижающим трансформаторами состоит в том, что повышающий трансформатор увеличивает выходное напряжение, а понижающий трансформатор снижает выходное напряжение.

Содержание

1. Сравнительная таблица

2. Определение

3. Ключевые отличия

4. Запомните

1. Сравнительная таблица


Старший №
Повышающий трансформатор Понижающий трансформатор
1 Выходное напряжение повышающего трансформатора больше, чем напряжение источника. Выходное напряжение понижающего трансформатора меньше напряжения источника.
2 Обмотка НН трансформатора является первичной, а обмотка ВН — вторичной. Обмотка ВН трансформатора является первичной, а обмотка НН — вторичной.
3 Вторичное напряжение повышающего трансформатора более важно, чем его первичное напряжение. Вторичное напряжение понижающего трансформатора меньше его первичного напряжения.
4 Количество витков в первичной обмотке меньше, чем во вторичной обмотке. Количество витков в первичной обмотке больше, чем во вторичной обмотке.
5 Первичный ток трансформатора больше вторичного тока. Вторичный ток больше первичного.
6 Повышающий трансформатор обычно используется для передачи энергии. Генераторный трансформатор на электростанции — один из примеров повышающего трансформатора. Понижающий трансформатор используется в распределительной сети. Трансформатор в жилом поселке — один из примеров понижающего трансформатора.

2. Определение

а. Повышающий трансформатор

Повышающий трансформатор — это тип трансформатора с функцией преобразования низкого напряжения (LV) и высокого тока с первичной стороны трансформатора в высокое напряжение (HV) и низкое значение тока на вторичной стороне трансформатора.

г. Понижающий трансформатор

Понижающий трансформатор — это тип трансформатора, который преобразует высокое напряжение (HV) и низкий ток с первичной стороны трансформатора в низкое напряжение (LV) и большие значения тока на вторичной стороне трансформатора.

3. Основное различие между повышающим трансформатором и понижающим трансформатором

— Когда выходное (вторичное) напряжение больше входного (первичного) напряжения, это называется повышающим трансформатором.Для сравнения: выходное (вторичное) напряжение понижающего трансформатора меньше.

— В повышающем трансформаторе обмотка низкого напряжения является первичной обмоткой, а обмотка высокого напряжения — вторичной обмоткой. Напротив, в понижающем трансформаторе обмотка низкого напряжения является вторичной обмоткой.

— В повышающем трансформаторе ток и магнитное поле меньше развиваются на вторичной обмотке, а на первичной — повышаются. Напротив, в понижающем трансформаторе напряжение на вторичном конце ниже из-за высокого тока и магнитного поля.

* Примечание 1: электрический ток пропорционален магнитному полю.

* Примечание 2: Согласно закону Ома напряжение пропорционально силе тока. Если мы увеличим напряжение больше, чем сила тока также увеличится, но в трансформаторе будет передаваться такое же количество электричества, если мы увеличим напряжение, то ток будет уменьшаться и наоборот. Следовательно, мощность на приемных и передающих клеммах трансформатора остается постоянной.

— В повышающем трансформаторе первичная обмотка состоит из толстого изолированного медного провода, а вторичная — из тонкого изолированного медного провода.Напротив, в понижающем трансформаторе высокий выходной ток приводит к тому, что изолирующая медь толщиной используется для изготовления вторичной обмотки.

* Примечание 3: Толщина проводов зависит от способности электрического тока течь через них.

— Повышающий трансформатор увеличивает напряжение с 220 В до 11 кВ или более, а понижающий трансформатор снижает напряжение с 440–220 В, 220–110 В или 110–24 В, 20 В, 10 В.

4. Запомните

Тот же трансформатор можно использовать как повышающий трансформатор или понижающий трансформатор.Это зависит от того, как он включен в схему. Если входное питание подается на обмотку низкого напряжения, она становится повышающим трансформатором. С другой стороны, если входная мощность подается на обмотку высокого напряжения, трансформатор становится понижающим трансформатором.

Принцип работы понижающего трансформатора

Трансформаторы рассчитаны на однофазное или трехфазное питание.Это может быть повышающий или понижающий трансформатор. Однако принцип работы понижающего трансформатора и всех этих трансформаторов один и тот же: это электромагнитная индукция.

Трансформатор состоит из двух высокоиндуктивных катушек (обмоток), намотанных на стальной или железный сердечник. Обмотка, подключенная к источнику переменного тока, известна как первичная обмотка, тогда как обмотка, подключенная к нагрузке, известна как вторичная обмотка.

Первичная и вторичная обмотки электрически изолированы друг от друга, а также от железного сердечника.Электроэнергия передается из первичной цепи во вторичную за счет магнитного потока. Символическое изображение трансформатора показано на рисунке.


  • Когда первичная обмотка подключена к источнику переменного тока, через нее начинает течь переменный ток.
  • Переменный ток первичной обмотки создает переменный поток φ в сердечнике.
  • Чаще всего это переменные магнитопроводы со вторичной обмоткой через сердечник.
  • Этот переменный поток индуцирует напряжение во вторичной обмотке в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея.
  • ЭДС индуцируется во вторичной обмотке из-за взаимной индукции, поэтому она известна как взаимно индуцированная ЭДС.

Индуцированная ЭДС во вторичной и первичной обмотках зависит от скорости изменения потоковых связей (Ndφ / dt).

Скорость изменения магнитного потока во вторичном и первичном контурах одинакова.Следовательно, наведенная ЭДС во вторичной обмотке пропорциональна количеству витков вторичной обмотки (E 2 α N 2 ), а в первичной — количеству витков первичной (E 1 α N 1 ).

Если количество витков вторичной обмотки (N 2 ) меньше, чем витков первичной обмотки (N 1 ), вторичная наведенная ЭДС будет меньше, чем первичная, и трансформатор называется понижающим трансформатором. Тогда как если N 2 > N 1 , вторичная наведенная ЭДС будет больше, чем первичная, и трансформатор называется повышающим трансформатором.

Трансформатор изменяет только уровни тока и напряжения переменного тока. Это не влияет на частоту сети переменного тока. Может работать только от сети переменного тока.

Если трансформатор подключен к источнику постоянного тока, через первичную обмотку будет протекать большой ток, что может повредить обмотку трансформатора.

Спасибо, что прочитали о принцип работы понижающего трансформатора .

Трансформатор | Все сообщения

© https: // yourelectricalguide.com / понижающий трансформатор принцип работы.

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *