Типы силовых трансформаторов
Трансформаторы используются в электротехнике для преобразования переменного тока из одного напряжения в другое посредством электромагнитной индукции, с сохранением неизменной частоты при минимальных мощностных потерях.
Существуют различные типы трансформаторов по количеству фаз, числу обмоток, типу изоляции и виду охлаждения. Распространенная классификация устройств основана на том, куда погружается магнитная система (сердечник), то есть, по типу охлаждения. В этом случае выделяют трансформаторы:
- Масляные – погружение сердечника происходит в трансформаторное масло с диэлектрическими свойствами (оно находится в корпусе прибора)
- Сухие – в обмотку заливается эпоксидная смола
- Жидкостные – в качестве охлаждающей среды используются различные органические жидкости, то есть негорючие диэлектрики
Охлаждение для всех трех видов трансформаторов имеет свои нюансы. Для вашего удобства мы свели их в таблицу:
Вид трансформатора | Тип охлаждения | Обозначение |
Сухие | Естественное воздушное – для открытого исполнения | С |
Аналогично – для защищенного исполнения | СЗ | |
Аналогично – для герметичного исполнения | СГ | |
Воздушное с дутьем | СД | |
Масляные | Естественная циркуляция воздуха и масла | М |
2 вида циркуляции – принудительная для воздуха и естественная для масла | Д | |
2 вида циркуляции – естественная для воздуха и принудительная для масла | МЦ | |
Принудительная циркуляция воздуха и масла | ДЦ | |
2 вида циркуляции – принудительная для воды и естественная для масла | МВ | |
Принудительная циркуляция воды и масла | Ц | |
Жидкостные | Естественное охлаждение – негорючий жидкий диэлектрик | Н |
Охлаждение негорючим жидким диэлектриком посредством дутья | НД |
Среди этих трех типов наиболее популярны последние.
ТС и ТСЗТрансформатор-стабилизатор высоковольтный дискретный ВДТ-СН
Основные параметры классификации трансформаторов
- Тип охлаждения
О нем мы частично упомянули выше. Видов охлаждения несколько:
- М – масляное
- Д – охлаждение в масляной среде + воздушное дутье
- Ц – масляное охлаждение с принудительной циркуляцией
- С – воздушное охлаждение (то есть, «сухие» трансформаторы)
Маркировка типов трансформаторов расшифровывается следующим образом:
- Буквенное обозначение – кол-во фаз, тип охлаждения, число обмоток и вид переключения ответвлений. Также могут быть дополнительные буквенные маркировки, говорящие о специальных особенностях конкретного трансформатора
- Номинальная мощность + класс напряжения
- Последние 2 цифры года выпуска рабочих чертежей конкретного трансформатора
- Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69
Далее мы перечислим другие основные параметры классификации:
- Климатическое исполнение
Прибор бывает наружный или внутренний
- Конструктивное исполнение и характер работы
На этом параметре стоит остановиться более подробно:
- Автотрансформаторы – одна обмотка с несколькими отводами, переключение между которыми позволяет получить разные показатели напряжения.
- Импульсные – преобразовывают импульсный сигнал незначительной продолжительности (около десятка микросекунд) с минимальным искажением.
- Разделительные – между первичной и вторичной обмоткой электрической связи нет, присутствует гальваническая развязка между входными и выходными цепями.
- Пик—трансформатор – применяется для управления полупроводниковыми электрическими устройствами типа тиристоров
- Количество фаз
Трехфазные (наиболее распространенные) и однофазные.
- Количество обмоток
2-х и 3-х обмоточные с расщепленной обмоткой или без неё
- Тип изоляции
По типу изоляции – сухие (С) и масляные (М) или с негорючим заполнением (Н).
- Назначение
Понижающие (для низкого напряжения из высоковольтных линий) и повышающие (соответственно, наоборот)
- Уровень напряжения
Высоковольтный, низковольтный, высокопотенциальный
- Форма магнитопровода
Стержневой, тороидальный, броневой
- По мощности:
Всего выделяют 6 групп трансформаторов:
- 1-я группа (изделия с мощностью до 100 кВА)
- 2-я группа (диапазон мощности от 160 до 630 кВА)
- 3-я группа (от 1000 до 6300 кВА)
- 4-я группа (показатель мощности выше 10000 кВА)
- 5-я группа (все трансформаторы с мощностью выше 40000 кВА)
- 6-я группа (мощность от 100000 кВА)
Среди дополнительных критериев классификации стоит отметить наличие/отсутствие:
- Наличие/отсутствие регулятора выходного напряжения.
- Без расширителей, с азотной подушкой для защиты
Сухие трансформаторы
Несмотря на то, что масляные трансформаторы пользуются большой популярностью, широко востребованы силовые трансформаторы и сухого типа, в частности:
- Силовые трехфазные с литой изоляцией ТСЛ (ТСГЛ) и ТСЗЛ (ТСЗГЛ)
- Силовые трехфазный ТС и ТСЗ
- Сухие ТС и ТСЗ
- Трансформаторы собственных нужд (сухого типа) ТСКС
Назначение трехфазных сухих трансформаторов с воздушным охлаждением – преобразование электроэнергии в электросетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц. Предельная мощность сухих трансформаторов – 2500 кВА.
Такие трансформаторы монтируются на производстве и в общественных зданиях – на любых объектах, где действуют повышенные требования в области пожарной безопасности, взрывозащищенности и экологичности, то есть, где использование масляного трансформатора является потенциальным риском.
Вам может быть интересно
Виды трансформаторов — Блог о строительстве
ВИДЫ И ТИПЫ- ХАРАКТЕРИСТИКИ- ПРИМЕНЕНИЕ
Трансформаторы — это устройства предназначенные для преобразования электроэнергии. Их основная задача — изменение значения переменного напряжения. Трансформаторы используются как в виде самостоятельных приборов, так и в качестве составных элементов других электротехнических устройств.
Достаточно часто трансформаторы используются при передаче электроэнергии на дальние расстояния. Непосредственно на электрогенерирующих предприятиях они позволяют существенно повысить напряжение, которое вырабатывается источником переменного тока.Повышая напряжение до 1150 кВт, трансформаторы обеспечивают более экономную передачу электроэнергии: значительно снижаются потери электричества в проводах и появляется возможность уменьшить площадь сечения кабелей, используемых в линиях электропередач. Принцип работы трансформатора основан на эффекте электромагнитной индукции.Классическая конструкция состоит из металлического магнитопровода и электрически не связанных обмоток выполненных из изолированного провода. Та обмотка, на которую подается электроэнергия, называется первичной.
Вторая — подсоединённая к устройствам, потребляющим ток, называется вторичной.После того как трансформатор подсоединяют к источнику переменного тока в его первичная обмотка формирует переменный магнитный поток. По магнитопроводу он передается на витки вторичной обмотки, индуцируя в них переменную ЭДС (электродвижущую силу). При наличии устройства потребления в цепи вторичной обмотки возникает электрический ток.Соотношение между входным и выходным напряжением трансформатора прямо пропорционально отношению количества витков соответствующих обмоток.
Эта величина называется коэффициентом трансформации: Ктр=W1/W2=U1/U2, где:W1, W2 — количество витков первичной и вторичной обмоток соответственно;U1,U2 — входное и выходное напряжения соответственно. Обмотки могут быть расположены либо в виде отдельных катушек либо одна поверх другой.У маломощных устройств обмотки выполняются из провода с хлопчатобумажной или эмалевой изоляцией. Микро трансформатор имеет обмотки из алюминиевой фольги толщиной не более 20—30 мкм. В качестве изолирующего материала выступает оксидная пленка, полученная естественным окислением фольги.
Содержание
- 1 ВИДЫ И ТИПЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ
- 2 ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ
- 3 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
- 4 Что это за устройство?
- 5 Конструкция
- 6 Силовые трансформаторы
- 7 Автотрансформаторы
- 8 Измерительные
- 9 Импульсные
- 10 Заключение
- 11 Устройство
- 12 Принцип работы
- 13 Рабочие режимы
- 14 Классификация
- 15 Силовой трансформатор
- 16 Сетевые разновидности
- 17 Автотрансформатор
- 18 Трансформатор тока и напряжения
- 19 Импульсный трансформатор
- 20 Импульсный трансформатор тока
- 21 Система защиты
- 22 Классификация трансформаторов
- 23 Принцип работы транформатора
- 24 Где применяются трансформаторы
ВИДЫ И ТИПЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Трансформаторы — это достаточно широко распространенные устройства, поэтому существует множество их разновидностей. По конструктивному исполнению и назначению они делятся на:
Автотрансформаторы.
Импульсные трансформаторы.
Предназначены для преобразования импульсного сигнала незначительной продолжительности (около десятка микросекунд).
При этом форма импульса искажается минимально. Обычно используется в цепях обработки видеосигнала.
Разделительный трансформатор.
Пик—трансформатор.
Стоит выделить способ классификации трансформаторов по способу их охлаждения.
Различают сухие устройства с естественным воздушным охлаждением в открытом, защищенном и герметичном исполнении корпуса и с принудительным воздушным охлаждением.
Устройства с жидкостным охлаждением могут использовать различные типы теплообменной жидкости. Чаще всего это масло, однако встречаются модели где в качестве теплообменного вещества используется вода или жидкий диэлектрик.
Кроме того производят трансформаторы с комбинированным охлаждением жидкостно-воздушным. При этом каждый из способов охлаждения может быть как естественным, так и с принудительной циркуляцией.
В начало
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ
К основным техническим характеристиками трансформаторов можно отнести:
- уровень напряжения: высоковольтный, низковольтный, высоко потенциальный;способ преобразования: повышающий, понижающий;количество фаз: одно- или трехфазный;число обмоток: двух- и многообмоточный;форму магнитопровода: стержневой, тороидальный, броневой.
Один из основных параметров — это номинальная мощность устройства, выраженная в вольт-амперах. Точные граничные показатели могут несколько различаться в зависимости от количества фаз и других характеристик. Однако, как правило, маломощными считаются устройства, преобразовывающие до нескольких десятков вольт-ампер.
Приборами средней мощности считаются устройства от нескольких десятков до нескольких сотен, а трансформаторы большой мощности работают с показателями от нескольких сотен до нескольких тысяч вольт-ампер.
Рабочая частота – различают устройства с пониженной частотой (менее стандартной 50 Гц), промышленной частоты – ровно 50 Гц, повышенной промышленной частоты (от 400 до 2000 Гц) и повышенной частоты (до 1000 Гц).
В начало
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Трансформаторы получили широкое распространение, как в промышленности, так и в быту. Одной из основных областей их промышленного применения является передача электроэнергии на дальние расстояния и ее перераспределение.
Не менее известны сварочные (электротермические) трансформаторы. Как видно из названия, данный тип устройств применяется в электросварке и для подачи питания на электротермические установки. Также достаточно широкой областью применения трансформаторов является обеспечение электропитания различного оборудования.
В зависимости от назначения трансформаторы делят на:
Силовые.
Являются наиболее распространенным типом промышленного трансформатора.
Применяются для повышения и понижения напряжения. Используется в линиях электропередач. По пути от электрогенерирующих мощностей до потребителя электроэнергия может несколько раз проходить через повышающие силовые трансформаторы, в зависимости от удалённости конкретного потребителя.
Перед подачей непосредственно на приборы потребления (станки, бытовые и осветительные приборы) электроэнергия претерпевает обратные преобразования, проходя через силовые понижающие трансформаторы.
Тока.
Выносные измерительные трансформаторы тока используются для обеспечения работоспособности цепей учета электроэнергии защиты энергетических линий и силовых автотрансформаторов. Они имеют различные размеры и эксплуатационные показатели. Могут размещаться в корпусах небольших приборов или являться отдельными, габаритными устройствами.
В зависимости от выполняемых функций различают следующие виды:
- измерительные — подающее ток на приборы измерения и контроля;защитные — подключаемые к защитным цепям;промежуточные — используется для повторного преобразования.
Напряжения.
Они применяются для преобразования напряжения до нужных величин. Кроме того, такие устройства используются в цепях гальванической развязки и электро- радио- измерениях.
В начало
© 2012-2018 г. Все права защищены.
Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов
В данной статье мы рассмотри, что такое трансформатор. Виды трансформаторов будут описаны, принцип действия и конструкции тоже не останутся без внимания.
Стоит отметить, что это вид статических (неподвижных) машин переменного тока, которые используются для различных целей не только в быту, но и в промышленности. Например, для учета потребляемой электроэнергии. Но обо всем по порядку.
Что это за устройство?
Это электрическая статическая машина, которая используется для преобразования тока или напряжения.
Причем можно выделить несколько видов устройств в зависимости от того, от какой сети производится питание.Так, трехфазные имеют три сетевые обмотки, которые включаются по схеме «звезда» или «треугольник». В этом можно провести аналогию с асинхронными электродвигателями. Существуют разнообразные виды силовых трансформаторов, о которых будет рассказано немного ниже.Но в быту используются устройства, в которых одна сетевая обмотка.
К тому же имеется как минимум одна вторичная, которая служит для питания устройств.Например, в ламповой технике применяются силовые трансформаторы,у которых несколько вторичных обмоток. Возникала необходимость с одного устройства получать несколько значений напряжения: 6,3 В, 250 В. Кроме того, в быту можно встретить трансформаторы тока.Они установлены в электросчетчиках и служат для работы устройства контроля.
Конструкция
Основу трансформатора выделить сложно, но если опираться на вес, то это, несомненно, сердечник (магнитопровод). Он изготавливается из стальных листов, которые собраны воедино и плотно стянуты друг с другом. Это позволяет получить максимально возможное сечение магнитопровода.Но не только сталь может применяться, нередко изготавливаются сердечники из ферромагнетиков.
Это вещество, которое по свойствам очень схоже с металлом, но имеет несколько иную структуру. Существуют определенные виды трансформаторов, фото основных конструкций приведены в статье.В конструкции присутствует минимум две обмотки.На одну (первичную) производится подача напряжения питания. Со второй, третьей, N-ной, снимается пониженное напряжение с частотой и формой, аналогичной входному.
Обмотки силовых состоят из медного провода.Он наматывается на каркасе, расположенном вокруг магнитопровода. При подаче напряжения в первичную цепь появляется переменное магнитное поле,которое во вторичной обмотке индуцирует ЭДС. В результате этого на выходе появляется некоторая разность потенциалов.
Силовые трансформаторы
К указанным типам относятся те, которые преобразуют электроэнергию в сети.
Это не только устанавливаемый на подстанциях трансформатор.Виды трансформаторов силовых разнообразны, они служат не только для понижения напряжения со 110 кВ, например, до 6 кВ, в случае с подстанцией. К ним можно отнести и устройства, используемые в блоках питания бытовой радиоаппаратуры. По сути, конструкция у всех аналогичная, имеются общие узлы.Даже сварочные трансформаторы,виды которых разнообразны, имеют аналогичное строение.
Вот только есть мелкие нюансы, например, силовые машины на подстанциях оборудованы системой масляного охлаждения, в то время как сварочные работают без него.Зато у последних имеется регулировка выходного тока. Это необходимо для сварки различных по толщине металлов. Ну а устройства, используемые в быту, и вовсе лишены таких регулировок.
Автотрансформаторы
Автотрансформатор – один из видов, у которого первичная и вторичная обмотки соединены напрямую. Это позволяет получить не только электрическую связь в устройстве, но и электромагнитную.
Обычно имеется у автотрансформатора три вывода, а это позволяет получать различные значения напряжения.Отличительная особенность автотрансформаторов – высокий коэффициент полезного действия.Но есть и один существенный недостаток – первичная и вторичная цепи электрически не изолированы друг от друга. Используется по большей части для регулирования мощности потребителя такой трансформатор. Виды трансформаторов для иных целей рассмотрены ниже.
Измерительные
Для использования в электроустановках переменного тока создан специальный вид трансформаторов – измерительный.
Благодаря им увеличиваются пределы измерительных устройств. Кроме того, они позволяют без электрического соединения с силовым проводом провести замер протекающего по нему тока.Другими словами, без гальванической связи имеется возможность контроля протекающего тока в цепи. Но можно выделить два типа измерительных устройств – трансформаторы напряжения и тока.
Существуют различные виды трансформаторов тока, их отличие в габаритах и области применения.Трансформаторы тока позволяют осуществить преобразование. При этом большой ток, протекающий в цепи, снижается до безопасного значения.Причем он на выходе безопасен для систем управления или измерения, устройств сигнализации и защиты. Первичная обмотка – это отрезок проводника, вокруг него проведена намотка вторичной.
С последней снимается ток в 1 или 5 Ампер.А вот трансформаторы напряжения предназначены для иной цели. Они производят понижение напряжения для измерения характеристик. С их помощью осуществляется гальваническая развязказащитных устройств от цепи с высоким напряжением.
Импульсные
Этот тип устройств используется для узкоспециализированных целей. Он необходим для преобразования серии импульсных сигналов.Причем длительность одного импульса может достигать нескольких десятков микросекунд. Причем имеется одна небольшая особенность – изменяется только амплитуда сигнала, но не его форма.
Между прочим, имеются определенные виды защит трансформаторов, импульсныетакже снабжаются схемами, предотвращающими превышение напряжения или тока.Как правило, импульсные устройства применяются в цепях, в которых протекает сигнал прямоугольной формы.Зачастую такой вид устройств используется в телевизионной технике. Они преобразуют малые по длительности импульсы видеосигнала с очень большой скважностью. Причем на выходе вы получаете сигнал в первозданном виде, но с увеличенной амплитудой.
Заключение
Теперь вы знаете, что такое трансформатор.Виды трансформаторов мы рассмотрели и увидели, что все они обладают небольшими отличиями, несмотря на то, что конструкция во многом схожа.
Обратите внимание, что при работе с любыми электрическими устройствами необходимо соблюдать технику безопасности. Кроме того, для обслуживания электросетей переменного тока необходимо иметь группу допуска.Среди современных устройств электротехники одним из самых распространенных является трансформатор. Этот агрегат широко используется как в бытовых приборах, так и силовой электронике. Его действие заключается в преобразовании тока.
Причем изменять его величину трансформатор может как в большую, так и меньшую сторону.Определенным устройством обладает трансформатор.Виды трансформаторовразнообразны. Они имеют некоторые конструкционные и функциональные отличия. Чтобы понять, что собой представляет подобное оборудование, а также особенности его эксплуатации, каждый вид следует рассмотреть подробно.
Устройство
Существующие сегодня виды трансформаторов токаобладают определенными общими характеристиками. Прибор имеет в своей системе одну, две и больше обмоток. Они расположены на один сердечник.
Представленные сегодня в продаже трансформаторы отличаются способом изготовления. Их надежность зависит от производителя. Рабочие характеристики таких видов оборудования также схожи.
Трансформатор не предназначен для преобразования постоянного тока.В противном случае это приведет к перегреву проводника. Трансформаторы способны работать исключительно с переменным, импульсным и пульсирующим током.
Все разновидности представленного оборудования имеют в своем составе три обязательных компонента. К ним относится магнитопровод, охлаждающая система и обмотка. Первый компонент еще называют сердечником.
Принцип работы
Рассматривая назначение и виды трансформаторов, следует сказать несколько слов об их функциональных качествах.
В таком оборудовании присутствует первичная и вторичная обмотка. К первой катушке подводится первоначальное напряжение. Его требуется повысить или понизить.
Вторичные обмотки могут состоять из одной или нескольких катушек. С них передается трансформированное напряжение.
В основу работы такого прибора положен закон Фарадея. Магнитный поток, который изменяется во времени через ограниченную контуром площадку, формирует электродвижущие силы. Помимо этого, ток, который изменяется во времени, может индуцировать непостоянное магнитное поле.
На схемах трансформатор изображают как две (или более) катушки. Между первой и вторичными обмотками проходит вертикальная линия.
Она изображает сердечник (магнитопровод). При выполнении возложенных на него функций трансформатор обладает малыми потерями энергии. Это сделало представленное оборудование востребованным.
Рабочие режимы
Существующие виды работы трансформатораможно выделить в 3 группы.
К ним относится холостой ход, короткое замыканиеи рабочий режим. В первом случае выводы вторичной обмотки никуда не подключаются. В этом режиме, если сердечник изготовлен из мягкого магнитного материала, ток покажет потери.
При коротком замыкании выводы катушек вторичной обмотки соединяются между собой. При этом на первичную обмотку будет подаваться незначительное напряжение. Этот режим присутствует в измерительных разновидностях трансформаторов.
При активной нагрузке возникают напряжения на концах всех типов обмотки.
Если на вторичной обмотке это значение выше, трансформатор называется повышающим. И наоборот. Степень трансформации определяется при помощи заданного коэффициента.
Классификация
Существует несколько подходов к классификации представленного оборудования.
Это позволяет понять его устройство и функции. Существующие виды трансформаторов токамогут классифицироваться по назначению. В этом случае выделяются приборы напряжения, измерительные, лабораторные, защитные, промежуточные типы.
По способу установки также выделяют несколько групп. От этого зависят условия, в которых может эксплуатироваться техника. Трансформаторы могут быть внутренние и наружные, стационарные, шинные или опорные, а также переносные.
Ступеней в системе может быть одна или несколько. По признаку номинального напряжения различают высоковольтные и низковольтные приборы.
Если учитывать тип изоляции, можно также выделить несколько групп трансформаторов. Этот показатель зависит от технологии производства. Бывают приборы с компаундной, сухой и масляно-бумажной изоляцией.
Согласно со сферой применения, выделяют силовые, бытовые, сварочные, масляные, автотрансформаторы и т. д.
Силовой трансформатор
Существующие виды силовых трансформаторовотносятся к низкочастотным приборам.
Их применяют в силовых сетях предприятий, городов, поселков и т. д. Такое оборудование понижает напряжение в сети до требуемого значения 220 В.
Силовые трансформаторы могут иметь от двух и более обмоток. Они устанавливаются на броневом сердечнике.
Чаще всего подобный конструкционный элемент изготавливают из электротехнической стали. Такой трансформатор помещается в бак со специальным маслом. Если мощность оборудования высокая, в ней применяется активное охлаждение.
Для электростанций применяются силовые трехфазные трансформаторы.Их мощность составляет до 4 тыс. кВт. Такие разновидности приборов позволяют добиться уменьшения на 15 % энергопотерь по сравнению с тремя однофазными трансформаторами.
Сетевые разновидности
В 80-е года прошлого века самым распространенным был сетевой трансформатор.
Виды трансформаторовэтого типа дорабатывались. Сегодня их изготавливают на Ш-подобном сердечнике, а также стержневых или тороидальных магнитопроводах. На них и устанавливаются обмотки.
При помощи подобного устройства напряжение, которое поступает из бытовой сети, понижается до требуемого значения (например, 12, 24 В).
Самыми компактными считаются трансформаторы с тороидальным сердечником. Его магнитопровод полностью покрывается обмотками. При этом удается избежать появления пустого ярма.
Автотрансформатор
Существующие виды обмоток трансформатораочень разнообразны.
Они могут быть регулирующими, основными, вспомогательными. Наиболее оригинальное строение имеет обмотка автотрансформатора. Это низкочастотный прибор.
Его вторичная обмотка является составной частью первичной. Они связаны, как и в других видах трансформаторов, магнитно. Однако подобная обмотка сообщается также и электрически.
От одной катушки отходит несколько выводов, позволяя получить напряжение разного значения. Преимуществом такой конструкции является ее низкая стоимость.
Провода для монтажа обмотки потребуется меньше. Также получается сэкономить на количестве материала сердечника. Вес автотрансформатора будет меньше, чем у других типов оборудования.
Однако в этом типе приборов отсутствует гальваническая развязка. Это недостаток автотрансформаторов.
Такое оборудование применяется в автоматической технике управления, а также на высоковольтных коммуникациях. Сегодня большой популярностью пользуются трехфазные автотрансформаторы. Их соединенная обмотка образует треугольник или звезду.
Трансформатор тока и напряжения
Сегодня также выделяются определенные виды трансформаторов напряженияи тока.
Все зависит о того, как функционирует прибор. Если он понижает ток, это, соответственно, трансформатор тока. Для регулировки напряжения также разработана определенная категория приборов.
Первичная обмотка трансформатора тока подключается к электричеству, а вторичная – к измерительным или защитным приборам.
Чаще всего применяется первый тип устройств. Катушку с первичной обмоткой подключают в цепь последовательно. В ней измеряется переменный ток.
Сердечник такого оборудования изготавливают из шихтованной электротехнической стали.
Ее производят холоднокатаным способом. Первичная обмотка чаще всего представляет собой шину. При работе подобного оборудования важно учитывать коэффициент трансформации.
Для промышленности могут выпускаться подобные приборы с несколькими группами вторичных обмоток. Одну из них соединяют с измерительными приборами (например, счетчикам), а вторую – к защитному оборудованию.
Импульсный трансформатор
Рассматривая, какие виды трансформаторовприменяются сегодня, нельзя не сказать несколько слов об импульсных разновидностях представленных приборов.
Они практически полностью вытеснили низкочастотные тяжелые трансформаторы. Их сердечник выполняется не из шихтовой стали, а из феррита. Форма магнитопровода может быть самой разной, например, чашка, кольцо, Ш-подобный тип.
Трансформаторы импульсного типа могут функционировать на высоких частотах (500 кГц и более). Благодаря такой особенности габариты подобных изделий значительно уменьшились. Требуется использовать меньше провода для обмотки.
Импульсные трансформаторы и дроссели с ферритовым стержнем сегодня применяются всюду.
Их можно встретить в энергосберегающих лампочках, зарядных устройствах, мощных инверторах и т. д. Сфера их применения очень широка.
В некоторых трансформаторах импульсного типа применяется обратная схема питания. В этом случае прибор по своей сути является дросселем сдвоенного типа. При этом процессы приема и передачи электроэнергии протекают не одновременно.
Импульсный трансформатор тока
Чтобы иметь возможность измерять направление и величину тока, для импульсных схем часто применяется особый трансформатор. Виды трансформаторовэтой группы имеют ферритовый сердечник. Чаще всего он имеет единственную кольцевую обмотку.
Через ее центр продевается провод. В нем и исследуется ток. Обмотку при этом нагружают на резистор.
Измерение производится по несложной схеме. Если нагрузка выполняется на резистор известного номинала, то напряжение при замере на нем будет пропорциональным показателю тока обмотки.
В продаже присутствуют трансформаторы этого типа с различными показателями коэффициента трансформации. Если нужно узнать только направленность тока, прибор нагружается только двумя стабилизаторами, встроенными в схему.
Система защиты
Трансформаторы представляют собой надежное оборудование. Однако из-за различных повреждений может произойти аварийная ситуация. Поэтому применяются различные виды защит трансформатора.
Подобные системы отключают оборудование от сети при наличии повреждений.
В зависимости от типа конструкции защита может отсоединить питание только от поврежденной части прибора. При обнаружении поломки система может подавать сигнал. При этом используют различные типы защиты автотрансформаторов.
Дифференциальная защита необходима при нарушениях целостности обмоток, ошиновки и вводов оборудования. Если же повреждения обнаруживаются со стороны источника питания,происходит токовое отсекание. Это защита мгновенного действия.
Газовая защита применяется при повреждениях внутри бака. При этом может выделяться газ. Также она срабатывает при понижении уровня масла.
Максимальная токовая или направленная защита позволяет уберечь оборудование от сверхтоков. Также в некоторых конструкциях может предусматриваться защита от замыкания на корпус и от перегрузки. Последняя система действует на сигнал, оповещая персонал.
Рассмотрев особенности конструкции и принцип работы, можно понять, что собой представляет трансформатор. Виды трансформаторов, существующие сегодня, отличаются по ряду признаков. Это влияет на их функциональность.
Трансформаторами называются такие устройства, благодаря которым можно преобразовать напряжение. Они могут его повысить или понизить. В обычном трансформаторе обязательно есть две или больше обмотки, расположенные на железном сердечнике.
Существуют трансформаторы, которые состоят исключительно из единственной обмотки. Устройства такого типа называются автотрансформаторами.Сейчас для токовых трансформаторов существует классификация. Они бывают:СтержневыеБроневыеТороидальные
Все три вида устройств почти неотличимы своими характеристиками или надежностью. Однако их изготавливают совершенно по-разному.Стержневые трансформаторы имеют обмотку, включенную в стальной сердечник.
Ее верх и низ часть можно отлично увидеть.В сердечнике броневых трансформаторов обмотка спрятана почти целиком. В стержневом трансформаторе обмотка располагается горизонтально. В броневом трансформаторе обмотка может быть расположена еще и вертикально.Состоит любой трансформатор из трех частей: магнитной трансформаторной системы, или магнитопровода, обмоток, и охлаждающей системы.
Классификация трансформаторов
Тип трансформатора зависит от того, где он применяется и его прочих характеристик. Например, электрические сети городов, или предприятий требуют наличие силового трансформатора. Он может понизить вырабатываемое напряжение до стандартного.
Трансформатор, регулирующий ток, называют токовым трансформатором. Существует также трансформатор, регулирующий напряжение.
Аналогично его называют трансформатором напряжения. Для обыкновенных сетей подходит устройство с единственной фазой. Однако, если в сети имеются провода фазы, ноля и заземления, то для такой сети будет необходим трехфазный трансформатор.
Бытовые трансформаторы, рассчитанные на 220В, необходимы для того, чтобы защищать домашнюю технику от резких скачков напряжения.Чтобы разделить сварочные и силовые сети, необходимы специальные трансформаторы. Они помогают поддерживать напряжение в том состоянии, которое необходимо для проведения сварочных работ.
Если сеть пропускает через себя напряжение, превышающее шесть тысяч вольт, то в таком случае стоит использовать масляные трансформаторы.
Более подробная информация по ссылке: http://transformator.ru/production/transformatory-tm/
В конструкцию масляных трансформаторов входят:
- магнитопроводы,обмотки,баки, и несколько крышек, имеющих вводы.
Для того, чтобы сделать один магнитопровод необходимо два стальных листа, которые надо обязательно изолировать друг от друга. Также необходимы алюминиевые либо медные обмотки. Напряжение можно регулировать с помощью специальных переключателей, расположенных на ответвлении.
Переключать ответвления можно двумя способами. Можно переключать, не отсоединяя трансформаторы от внешних сетей, но тогда это переключение будет осуществляться с нагрузками.
Также можно не нагружать сеть, предварительно отключив трансформатор от нее. Часто трансформаторы регулируются именно таким способом.Упоминая виды трансформаторов, нельзя забывать о том, что существуют и электронные трансформаторы. Они являются специальными питающими источниками, служащими для того, чтобы уменьшать стандартное напряжение еще сильнее.
Таким образом, из напряжения 220 В получится напряжение около 12 В. Размеры электрических трансформаторов не слишком велики, они заметно меньше, чем обычные трансформаторы.
Принцип работы транформатора
Где применяются трансформаторы
Физические законы устроены так, что проводимая мощность теряется прямо пропорционально силе тока в квадрате. Из-за этого, чтобы передать напряжение на большое расстояние, его необходимо сначала увеличить.
Как только напряжение доходит до потребителя, его необходимо уменьшить. Поэтому так нужны повышающие и понижающие трансформаторы. Обычно их применяют именно для этого.
Трансформатор также может быть встроен в бытовой прибор. К примеру, для телевизора нужен трансформатор с несколькими обмотками, чтобы обеспечивать питание всем схемам, кинескопу и транзистору.
Источники:
- eltechbook.ru
- fb.ru
- www.syl.ru
- fire-truck.ru
Трансформаторы, их виды и назначение
Что такое трансформатор
Принцип работы трансформатора
Виды трансформаторов
Режимы работы трансформатора
Уравнения идеального трансформатора
Магнитопровод трансформатора
Обмотка трансформатора
Применение трансформаторов
Схема трансформатора
Что такое трансформатор
Трансформатор представляет собой устройство, которое преобразовывает напряжение переменного тока (повышает или понижает). Состоит трансформатор из нескольких обмоток (двух или более), которые намотаны на общий ферромагнитный сердечник. Если трансформатор состоит только из одной обмотки, то он называется автотрансформатором. Современные трансформаторы тока бывают: стержневыми, броневыми или тороидальными. Все три типа трансформаторов имеют похожие характеристики, и надежность, но отличаются друг от друга способом изготовления.
В трансформаторах стержневого типа обмотка намотана на сердечник, а в трансформаторах стержневого типа обмотка включается в сердечник. В трансформаторе стержневого типа обмотки хорошо видны, а из сердечника видна только нижняя и верхняя часть. Сердечник броневого трансформатора скрывает в себе практически всю обмотку. Обмотки трансформатора стержневого типа расположены горизонтально, в то время как это расположение в броневом трансформаторе может быть как вертикальным, так и горизонтальным.
Независимо от типа трансформатора, в его состав входят такие три функциональные части: магнитная система трансформатора (магнитопровод), обмотки, а также система охлаждения.
В начало
Принцип работы трансформатора
В трансформаторе принято выделять первичную и вторичную обмотку. К первичной обмотке напряжение подводится, а от вторичной отводится. Действие трансформатора основано на законе Фарадея (законе электромагнитной индукции): изменяющийся во времени магнитной поток через площадку, ограниченную контуром, создает электродвижущую силу. Справедливо также обратное утверждение: изменяющийся электрический ток индуцирует изменяющееся магнитное поле.
В трансформаторе есть две обмотки: первичная и вторичная. Первичная обмотка получает запитку от внешнего источника, а с вторичной обмотки напряжение снимается. Переменный ток первичной обмотки создает в магнитопроводе переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, создает ток во вторичной обмотке.
В начало
Режимы работы трансформатора
Существуют такие три режима работы трансформатора: холостой ход, режим короткого замыкания, рабочий режим. Трансформатор «на холостом ходу», когда выводы от вторичных обмоток никуда не подключены. Если сердечник трансформатора изготовлен из магнитомягкого материала, тогда ток холостого хода показывает, какие в трансформаторе происходят потери на перемагничивание сердечника и вихревые токи.
В режиме короткого замыкания выводы вторичной обмотки соединены между собой накоротко, а на первичную обмотку подают небольшое напряжение, с таким расчетом, чтобы ток короткого замыкания был равен номинальному току трансформатора. Величину потерь (мощность) можно посчитать, если напряжение во вторичной обмотке умножить на ток короткого замыкания. Такой режим трансформатора находит свое техническое применение в измерительных трансформаторах.
Если подключить нагрузку к вторичной обмотке, то в ней возникает ток, индуцирующий магнитный поток, направленный противоположно магнитному потоку в первичной обмотке. Теперь в первичной обмотке ЭДС источника питания и ЭДС индукции питания не равны, поэтому ток в первичной обмотке увеличивается до тех пор, пока магнитный поток не достигнет прежнего значения.
Для трансформатора в режиме активной нагрузки справедливо равенство:
U_2/U_1 =N_2/N_1 , где U2, U1 – мгновенные напряжения на концах вторичной и первичной обмоток, а N1, N2 – количество витков в первичной и вторичной обмотке. Если U2 > U1, трансформатор называется повышающим, в противном случае перед нами понижающий трансформатор. Любой трансформатор принято характеризовать числом k, где k – коэффициент трансформации.
В начало
Виды трансформаторов
В зависимости от своего применения и характеристик трансформаторы бывают нескольких видов. К примеру, в электрических сетях населенных пунктов, промышленных предприятий применяют трансформаторы силовые, основной задачей которых является понижение напряжения в сети до общепринятого – 220 В.
Если трансформатор предназначен для регулировки тока, он называется трансформатор тока, а если устройство регулирует напряжение – то это трансформатор напряжения. В обычных сетях применяются однофазные трансформаторы, в сетях на три провода (фаза, ноль, заземление) нужен трехфазный трансформатор.
Бытовой трансформатор, 220В предназначается для защиты бытовой техники от перепадов напряжения.
Сварочный трансформатор предназначен для разделения сварочной и силовой сети, для понижения напряжения в сети до нужной для сварки величины.
Масляный трансформатор предназначается для использования в сетях с напряжением выше 6 000 Вольт. Конструкция трансформатора включает в себя: магнитопровод, обмотки, бак, а также крышки с вводами. Магнитопровод состоит из 2 листов электротехнической стали, которые изолированы друг от друга, обмотки, как правило, делают из алюминиевого или медного провода. Регулировка напряжения производится с помощью ответвления, которое соединяется с переключателем.
Существует два вида переключения ответвлений: переключение под нагрузкой — РПН (регулирование под нагрузкой), а также без нагрузки, после того, как трансформатор отключен от внешней сети (ПБВ, или переключение без возбуждения). Большее распространение получил второй способ регулировки напряжения.
Говоря о видах трансформаторов, нельзя не рассказать об электронном трансформаторе. Электронный трансформатор представляет собой специализированный источник питания, который служит для преобразования напряжения 220В в 12 (24)В, при большой мощности. Электронный трансформатор намного меньше обычного, при тех же самых параметрах нагрузки.
В начало
Уравнения идеального трансформатора
Для того чтобы рассчитать основные характеристики трансформаторов, принято пользоваться простыми уравнениями, которые знает каждый современный школьник. Для этого используют понятие идеального трансформатора. Идеальным трансформатором называется такой трансформатор, в котором нет потерь энергии на нагрев обмоток и вихревые токи. В идеальном трансформаторе энергия первичной цепи превращается полностью в энергию магнитного поля, а затем – в энергию вторичной обмотки. Именно поэтому мы можем написать:
где P1, P2 – мощности электрического тока в первичной и вторичной обмотке соответственно.
В начало
Магнитопровод трансформатора
Магнитопровод представляет собой пластины из электротехнической стали, которые концентрируют в себе магнитное поле трансформатора. Полностью собранная система с деталями, скрепляющими трансформатор в единое целое – это остов трансформатора. Та часть магнитопровода, на которой крепятся обмотки, называется стержнем трансформатора. Часть магнитопровода, которая не несет на себе обмотку и замыкает магнитную цепь, называется ярмом.
В трансформаторе стержни могут располагаться по-разному, поэтому выделяют такие четыре типа магнитопроводов (магнитных систем): плоская магнитная система, пространственная магнитная система, симметричная магнитная система, несимметричная магнитная система.
В начало
Обмотка трансформатора
Теперь поговорим об обмотке трансформатора. Основная часть обмотки – виток, который однократно обхватывает магнитопровод и в котором индуцируется магнитное поле. Под обмоткой понимают сумму витков, ЭДС всей обмотки равна сумме ЭДС в каждом витке.
В силовых трансформаторах обмотка обычно состоит из проводников, имеющих квадратное сечение. Такой проводник по-другому еще называется жилой. Проводник квадратного сечения используется для того, чтобы более эффективно использовать пространство внутри сердечника. В качестве изоляции каждой жилы может использоваться либо бумага, либо эмалевый лак. Две жилы могут быть соединены между собой, и иметь одну изоляцию – такая конструкция называется кабелем.
Обмотки бывают следующих типов: основные, регулирующие и вспомогательные. Основной называется обмотка, к которой подводится или от которой отводится ток (первичная и вторичная обмотка). Обмотка с выводами для регулирования коэффициента трансформации напряжения называется регулирующей.
В начало
Применение трансформаторов
Из курса школьной физики известно, что потери мощности в проводах прямо пропорциональны квадрату силы тока. Поэтому для передачи тока на большие расстояния напряжение повышают, а перед подачей потребителю наоборот, понижают. В первом случае нужны повышающие трансформаторы, а во втором – понижающие. Это основное применение трансформаторов.
Трансформаторы применяются также в схемах питания бытовых приборов. Например, в телевизорах применяют трансформаторы, имеющие несколько обмоток (для питания схем, транзисторов, кинескопа, и т.д.).
В начало
Схема трансформатора
- Изоляция трансформатора на основе безматричной вакуумной пропитки и работает в среде с высокой влажностью воздуха и в химически агрессивной атмосфере.
- Минимальное выделение энергии горения (например, 43 кг для трансформатора 1600 кВА соответствуют 1,1% веса). Другие изоляционные материалы являются практически негорючими, самозатухающими и не содержат каких-либо токсичных добавок.
- Устойчивость трансформатора к загрязнениям благодаря конвекционным самоочищающимся дискам обмотки.
- Большая длина утечки по поверхности дисков обмотки, которые создают эффект изоляционных барьеров.
- Устойчивость трансформатора к температурной ударной нагрузке даже при крайне низких температурах (-50°С).
- Керамические блоки прокладки (без возможности возгорания) между дисками обмотки.
- Изоляция проводников стекло-шелк.
- Безопасность эксплуатации трансформатора благодаря специальной структуре обмотки Воздействие напряжения на изоляцию никогда не превышает напряжение изоляции (не более 10 В). Частичные разряды в изоляции физически невозможны.
- Охлаждение трансформатора обеспечивается вертикальными и горизонтальным каналам охлаждения, а минимальная толщина изоляции обеспечивают возможность работы трансформатора при больших кратковременных перегрузках в защитном корпусе IP 45 без принудительного охлаждения.
- Изоляционный цилиндр сделан и практически негорючего и самозатухающего материала, армированного стекловолокном.
- Обмотка низкого напряжения из стандартного провода или фольги; в качестве материала обмотки используется медь.
- Динамическая устойчивость трансформатора к коротким замыканиям обеспечивается керамическими изоляторами.
В начало
ТИПЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Для промышленной электротехнической промышленности и некоторых других областей трансформатор является незаменимым устройством. Трансформатор широко используется для решения электрических проблем. Сегодня Vietnamtransformer присоединится к вам, чтобы узнать о первичной классификации трансформатора, чтобы лучше понять это оборудование.
Содержание
1. Типы трансформаторов на основе сердечника трансформатора
а. Трансформатор с сердечником
б. Трансформатор кожухового типа
c. Трансформатор типа Берри
2. Типы трансформаторов на основе преобразования напряжения
a. Повышающий трансформатор
b. Понижающий трансформатор
3. Типы трансформаторов по назначению
а. Силовой трансформатор
б. Распределительный трансформатор
c. Разделительный трансформатор
d. Измерительные трансформаторы
e. Трансформатор тока
f. Потенциальный трансформатор
4. Типы трансформаторов на основе обмоток
а. Двухобмоточный трансформатор
b. Автотрансформатор
5. Типы трансформаторов в зависимости от используемой изоляции
a. Трансформатор сухого типа
b. Масляный трансформатор
6. Типы трансформаторов в зависимости от количества фаз
a. Однофазный трансформатор
b. Трехфазный трансформатор
Как и многие другие электрические устройства, существует множество способов классификации типов трансформаторов
- В зависимости от фазы мы разделим трансформаторы на два типа: однофазные трансформаторы и трехфазные трансформаторы
- По назначению различают повышающие и понижающие трансформаторы
- В зависимости от применения: силовые трансформаторы, распределительные трансформаторы, изолирующие трансформаторы
- На основе обмоток у нас есть двухобмоточные трансформаторы и автотрансформаторы.
- В зависимости от конструкции сердечника у нас есть трансформатор с сердечником, трансформатор с оболочкой и трансформатор с ягодным типом.
1. Типы трансформаторов на основе сердечника трансформатора
Одно из основных различий между трансформатором с сердечником и трансформатором с кожухом заключается в том, как обмотка окружает сердечник. В трансформаторах с кожухом сердечник окружает обмотки трансформатора, а в трансформаторах с сердечником обмотки наматываются на сердечник.
а. Трансформатор сердечникового типа состоит из двух цилиндров и двух горизонтальных стержней, образующих раму. Магнитопровод представляет собой квадратную форму с общим магнитопроводом. Цилиндрические катушки (ВН и НН) расположены на двух цилиндрах.
б. Трансформатор кожухового типа имеет центральный цилиндр и два внешних цилиндра. Катушки ВН и НН расположены на центральной колонне. Этот трансформатор имеет двойную магнитную цепь.
c. Трансформатор типа Берри: магнитная цепь выглядит как колесо. Металлическая оболочка плотно закреплена и заполнена внутри маслом.
2. Типы трансформаторов по преобразованию напряжения
Повышающий трансформатор способствует повышению напряжения на выходе, поскольку количество витков вторичной обмотки всегда больше количества витков первичной обмотки. На вторичной обмотке трансформатора возникает высокое напряжение.
В таких странах, как Индия, электроэнергия вырабатывается на 11кВ. По экономическим причинам мощность переменного тока передается при очень высоком напряжении (220-440 В) на большие расстояния. Поэтому на генерирующей станции применяется повышающий трансформатор.
б. Понижающий трансформаторПонижающий трансформатор напряжения снижает выходное напряжение. Другими словами, он преобразует высокое напряжение и мощность низкого тока в низкое напряжение и мощность высокого тока. Например, блок питания имеет напряжение 230-110В, а для дверного звонка требуется только 16В. Поэтому рекомендуется использовать понижающий трансформатор для снижения напряжения со 110В или 220В до 16В.
Для многих регионов напряжение снижено до 440в/230в из соображений безопасности, поэтому количество витков на вторичке меньше, чем на первичке; Меньшее напряжение генерируется на выходе трансформатора (вторичном) конце.
3. Типы трансформаторов по назначению а. Силовой трансформатор
Силовые трансформаторы в основном используются в сетях передачи более высокого напряжения. Его рейтинги следующие: 400кв, 200кв, 110кв, 66кв, 33кв. Мощность большинства силовых трансформаторов превышает 200 МВА. Их устанавливают на генерирующих станциях, передающих подстанциях, где необходим трансформатор большой мощности. Силовой трансформатор рассчитан на максимальную эффективность 100 % и больше, чем распределительный трансформатор.
При очень высоком напряжении мощность не может быть передана потребителю напрямую, так как ему нужно меньшее напряжение, поэтому мощность понижается до нужного уровня с помощью понижающего силового трансформатора. Трансформатор загружен не полностью; следовательно, потери в сердечнике происходят в течение всего дня, а потери в меди основаны на цикле нагрузки распределительной сети.
Предположим, что силовой трансформатор подключен к сети передачи. В этом случае колебания нагрузки будут значительно меньше, так как она не подключена напрямую к потребителю. Тем не менее, при подключении к распределительной сети будут колебания нагрузки.
Трансформатор загружен на 24 часа на передающей станции; таким образом, потери в сердечнике и меди будут происходить в течение всего дня. Силовой трансформатор экономически эффективен, когда мощность вырабатывается при низком уровне напряжения. Если уровень напряжения повышается, то ток силового трансформатора уменьшается, что приводит к потерям I2R, а также увеличивается регулирование напряжения.
б. Распределительный трансформаторРаспределительный трансформатор, также известный как трансформатор потребления, отвечает за переключение с источника низкого среднего напряжения на напряжение, используемое для бытовых приборов и промышленного оборудования.
Распределительные трансформаторы предназначены для снижения напряжения при распределении для пользователей или коммерческого использования. Эта машина имеет хорошую регулировку напряжения и может работать 24 часа в сутки с максимальной эффективностью при нагрузке 50%.
в. Изолирующий трансформаторИзолирующие трансформаторы представляют собой трансформаторы, первичная и вторичная обмотки которых независимы друг от друга, и между ними существует только зависимость магнитного потока. В отличие от автотрансформаторов, разделительные трансформаторы состоят из первичной и вторичной обмоток, связанных только магнитным полем. Обмотки разделены так, что они электрически независимы и образуют отдельные точки изолирующего трансформатора:
- Любая точка вторичной обмотки имеет нулевое напряжение относительно земли. Поэтому, когда мы коснемся любой точки вторичной обмотки, удара не будет. Напряжение разное в 2-х точках вторичной обмотки, что является самым существенным преимуществом разделительного трансформатора. Это помогает снизить риск утечки тока в корпусе устройства и обеспечивает безопасность при использовании.
- Каждая первичная или вторичная обмотка имеет разную вольт-амперную характеристику в зависимости от соотношения витков на первичной и вторичной обмотках.
Приборный трансформатор обычно называют изолирующим трансформатором. Это электрическое устройство, используемое для преобразования тока, а также уровней напряжения. Чаще всего измерительные трансформаторы используются для безопасной изоляции вторичной обмотки, когда первичная имеет высокое напряжение и большой ток. Измерительный прибор, счетчики электроэнергии или реле, подключенные к вторичной обмотке трансформатора, не будут повреждены. Приборный трансформатор далее делится на два типа:
- Трансформатор тока (ТТ)
- Трансформатор напряжения (PT)
Трансформатор тока используется для измерения электроэнергии, а также для защиты. Когда ток большой для подачи непосредственно на измерительный прибор, трансформатор тока используется для преобразования высокого тока в требуемое значение тока в цепи.
Первичная обмотка трансформатора последовательно соединена с источником питания и различными измерительными приборами, такими как амперметр, вольтметр, ваттметр или катушка защитного реле, для измерения и контроля электроэнергии. Они имеют точное соотношение токов и соотношение фаз, чтобы обеспечить точное измерение счетчика на вторичной стороне. Соотношение терминов имеет большое значение в КТ.
ф. Трансформатор напряженияТрансформатор напряжения представляет собой измерительный трансформатор, используемый для преобразования напряжения от более высокого значения в первичных обмотках к более низкому значению во вторичных обмотках. Этот трансформатор понижает напряжение до безопасного предельного значения, которое может легко измерить обычный низковольтный прибор, такой как ваттметр, вольтметр и счетчик ватт-часов.
4. Типы трансформаторов на основе обмотока . Двухобмоточный трансформатор (трансформатор с обычной обмоткой) имеет фиксированное число витков. Они отдельные; Это статическая машина, которая передает электрическую энергию от одного конца к другому без изменения частоты. Двухобмоточный трансформатор имеет две отдельные обмотки, которая является первичной и вторичной обмоткой.
б. Автотрансформатор имеет одни и те же витки (провода) между входным и выходным соединениями. Первичная и вторичная обмотки электрически не изолированы.
5. Типы трансформаторов в зависимости от используемой изоляции a. Трансформатор сухого типаТрансформатор сухого типа представляет собой трансформатор типа , в котором не используется изолирующая жидкость, поскольку его обмотка или сердечник погружены в жидкость. Вместо этого обмотки и сердечник находятся в герметичном резервуаре, который находится под давлением воздуха. Они все еще очень безопасны без жидкости.
У нас есть два типа трансформаторов сухого типа: трансформатор сухого типа с литой изоляцией (CRT) и трансформатор с вакуумной пропиткой под давлением (VPI)
б. Масляный трансформаторЕго также называют масляным трансформатором. Трансформатор с масляным погружением представляет собой тип устройства преобразования напряжения, использующего метод масляного охлаждения для снижения температуры трансформатора. В отличие от сухого трансформатора, корпус масляного трансформатора устанавливается в сварной стальной маслобак, заполненный изоляционным маслом. При работе тепло катушки и железного сердечника сначала преобразуется в изоляционное масло, а затем в охлаждающую среду. И в соответствии с размерами мощности его можно разделить на погружной трансформатор с естественным охлаждением и погружной трансформатор с принудительным воздушным охлаждением.
6. Типы трансформаторов по количеству фаз a. Однофазный трансформаторОднофазный трансформатор — это электрическое устройство, которое принимает однофазный переменный ток и выдает однофазный переменный ток. Однофазный трансформатор используется в негородских районах, так как общий спрос и затраты ниже, чем у трехфазного распределительного трансформатора. Они снижают домашнее напряжение до подходящего значения без изменения частоты, поэтому его используют в качестве понижающего трансформатора. По этой причине он обычно используется в электронных приборах в жилых домах.
б. Трехфазный трансформатор
Трехфазный трансформатор состоит из трех наборов первичных и вторичных обмоток. Каждый набор обмоток намотан на одну ветвь узла железного сердечника. Это похоже на три однофазных трансформатора с одним соединенным сердечником, как на изображении ниже.
Трехфазный масляный трансформатор
Мы надеемся, что приведенная выше информация ответит на ваш вопрос о типах трансформаторов.
Краткая информация о компании Vietnamtransformer (MBT). Руководствуясь бизнес-девизом «Получите качество, чтобы завоевать доверие», MBT фокусируется на инвестировании в систему современных передовых технологических линий для четырех заводов площадью почти 20 000 квадратных метров. Большая часть исходных материалов импортируется из стран Большой семерки (G7).
Благодаря суровому рабочему духу, профессиональным методам, постоянному и постоянному творчеству высококвалифицированной команды специалистов и инженеров, а также многолетнему опыту работы с крупными производителями электрооборудования во Вьетнаме и за рубежом и система менеджмента качества ISO 9001-2015; ISO 14001…, бережливая и научная модель управления, строгий процесс контроля качества, продукция MBT всегда отвечает требованиям качества, техники, искусства и графика клиентов по всему миру.
16 Различные типы трансформаторов и их работа [PDF]
В этой статье вы узнаете что такое трансформатор? И 16 различных типов трансформаторов объясняются с Картинки . Вы также можете скачать файл PDF этой статьи в конце.
Что такое трансформатор?
Трансформатор — это устройство, используемое при передаче электроэнергии для передачи электрической энергии из одной электрической цепи в другую или из нескольких цепей одновременно. Другими словами, это устройство контроля напряжения, которое широко используется при распределении и передаче электроэнергии переменного тока.
Предназначены для увеличения или уменьшения напряжения переменного тока между цепями при контроле частоты тока путем создания проводящего соединения между двумя цепями.
Это достигается применением закона индукции Фарадея, который гласит, что «величина индуцированного напряжения в катушке пропорциональна скорости изменения магнитного потока, пересекающего катушку».
Трансформаторы также могут использоваться для изоляции, когда напряжение равно выходному напряжению, при этом отдельные катушки электрически не связаны друг с другом. Широкий диапазон конструкций и размеров трансформаторов применяется в электронике и электроэнергетике.
Читайте также: Что такое двигатель переменного тока и как он работает? Advantages & Applications
Types of Transformers
Following are the main types of transformers:
- Step down transformer
- Step up transformer
- Single phase transformer
- Three phase transformer
- Power transformer
- Distribution transformer
- Current трансформатор
- Изолирующий трансформатор
- Трансформатор напряжения
- Инструментальный трансформатор
- Трансформатор воздушного ядра
- Трансформатор железа ядра
- Трансформатор ферритового ядра
- Трансформатор с тороидальным ядром
- Autotransfermer
- Основной трансформатор
Это означает, что первичная сторона имеет больше обмоток по сравнению со вторичной стороной. В случае, если однофазное напряжение в розетке преобразуется в требуемый уровень низкого напряжения, требуется понижающий трансформатор. Как правило, понижающие трансформаторы используются в системах распределения электроэнергии.
#2 Повышающий трансформатор
Эти типы трансформаторов работают почти так же, как и понижающие трансформаторы. Повышающий трансформатор может преобразовывать низкое напряжение на первичной стороне трансформатора в высокое напряжение на вторичной стороне трансформатора.
В данном случае отношение первичной обмотки к вторичной меньше 1, поскольку число витков вторичной обмотки всегда больше числа витков первичной обмотки. Эти устройства не имеют внутренних движущихся частей и работают по принципу магнитной индукции. Повышающий трансформатор в основном используется для распределения электроэнергии.
Однофазный трансформатор №3
Однофазный трансформатор — это тип силового трансформатора, который использует однофазный переменный ток, что означает, что он зависит от цикла напряжения, который работает в интегрированной временной фазе. В основном это работы, основанные на принципе электромагнитной индукции Фарадея.
При постоянном изменении частоты и уровня напряжения трансформатор передает мощность переменного тока из одной цепи в другую. Он имеет два типа обмоток: первичную обмотку, на которую подается питание переменного тока, и вторичную обмотку, к которой подключена нагрузка. Они используются для бытовых инверторов и для электроснабжения в негородских районах.
Трехфазный трансформатор №4
Эти трансформаторы используются для преобразования напряжения электронных систем в трехфазную сеть. Они доступны в различных конфигурациях, таких как звезда-звезда, треугольник-треугольник, звезда-треугольник и треугольник-звезда. Трехфазные трансформаторы используются для выработки электроэнергии и ее распределения в соответствии с потребляемой мощностью.
Трансформатор, состоящий из трех наборов первичных и вторичных обмоток, каждый из которых намотан на узел с железным сердечником. Поскольку они имеют три набора обмоток, первичная и вторичная обмотки будут объединены, чтобы сформировать полный блок в конфигурации звезды или треугольника.
Читайте также: Сколько существует различных типов конденсаторов?
№5 Силовой трансформатор
Силовой трансформатор используется для преобразования мощности из одной цепи в другую без изменения ее частоты. Обычно они имеют большие размеры и не имеют вращающихся или движущихся частей. Трансформатор работает по принципу взаимной индукции и требует питания переменным током. Номиналы силовых трансформаторов следующие: 400кв, 200кв, 110кв, 66кв, 33кв.
Изменяет напряжение на ток в цепи, не влияя на общую электрическую мощность. Таким образом, он берет электричество высокого напряжения с небольшим током и преобразует его в электричество низкого напряжения с большим током. Силовые трансформаторы встречаются в общественных электрических сетях и обычно используются для передачи больших нагрузок.
№6 Распределительный трансформатор
Распределительный трансформатор обеспечивает последнее или окончательное изменение напряжения в системе распределения электроэнергии. Распределительные трансформаторы похожи на понижающие трансформаторы, которые преобразуют высокое напряжение сети в напряжение, требуемое конечным потребителем.
Эти трансформаторы имеют низкие номинальные значения, такие как 11 кВ, 6,6 кВ, 3,3 кВ, 440 В и 230 В. Они имеют малые и большие размеры и номинальную мощность менее 200 МВА. Распределительные трансформаторы, как правило, располагаются на узле обслуживания, где провода идут от столба электропередач к помещениям потребителя.
#7 Измерительный или приборный трансформатор
Это устройства с высокой точностью, используемые для изменения уровней напряжения или тока. Эти трансформаторы используются для измерения электрических величин, таких как ток, напряжение, мощность, частота и коэффициент мощности. Приборный трансформатор имеет реле для защиты системы питания.
При этом первичная обмотка подключается к цепи высокого напряжения или тока, а реле подключается к вторичной цепи. Они среднего размера и используются для тока 5 А и напряжения от 100 до 200 В.
Трансформатор тока #8
Трансформаторы тока обычно используются для уменьшения или увеличения переменного тока (AC). Этот трансформатор производит ток во вторичной обмотке, в то время как он пропорционален току в его первичной обмотке. Кроме того, они также используются для измерения и защиты электроэнергии.
Когда ток слишком велик и подается непосредственно на измерительное устройство, трансформатор тока помогает преобразовать высокий ток в цепи до требуемого значения. Трансформаторы тока являются токоизмерительными устройствами энергосистем и применяются на станциях, электрических подстанциях, в промышленных производствах.
Изолирующий трансформатор #9
Трансформатор этого типа используется для передачи электроэнергии от переменного тока с одновременной изоляцией питаемого устройства из соображений безопасности. Разделительный трансформатор может обеспечить гальваническую развязку, что означает, что между источником и нагрузкой не существует токопроводящего пути.
Они могут работать как повышающие или понижающие трансформаторы и имеют коэффициент трансформации 1:1, что означает, что первичное и вторичное напряжения равны. Эта изоляция используется для защиты от поражения электрическим током и подавления электрических помех в чувствительном оборудовании. Они используются в компьютерах, измерительных устройствах или силовых электронных устройствах.
#10 Трансформатор напряжения
Трансформаторы напряжения или трансформаторы напряжения обычно используются для снижения уровня напряжения. Они не могут использоваться для подачи естественной мощности на нагрузку и используются с вольтметрами, ваттметрами, частотомерами, схемами отключения автоматических выключателей и т. д.
При этом первичная обмотка подключается к цепи высокого напряжения, а вторичная обмотка подключается к оборудованию или другим цепям.
Трансформатор с воздушным сердечником №11
В этом трансформаторе первичная и вторичная обмотки расположены на немагнитной полосе. Он имеет потокосцепление в обеих обмотках по воздуху. Взаимная индуктивность в воздушном сердечнике мала, а это означает, что в воздушной среде велико сопротивление генерируемому потоку.
В небольших электронных устройствах используются трансформаторы с воздушным сердечником, основанные на антенных катушках. Они распространены среди коммуникационных устройств, потому что у них нет ядра, что делает их идеальными для портативных устройств. Обычно они располагаются в системах радиопередачи.
Трансформатор с железным сердечником №12
Первичная и вторичная обмотки этого типа установлены на нескольких пластинах из мягкого железа, что обеспечивает идеальное соединение с потоком. По сравнению с воздушным сердечником он обеспечивает меньшее сопротивление потоку связи из-за проводящих и магнитных свойств железа.
Поскольку они обладают высокой магнитной проницаемостью, они используются для ограничения и направления магнитных устройств, таких как электродвигатели, генераторы, катушки индуктивности и т. д. На рынке доступны различные типы пластин сердечника в зависимости от размера и формы сердечника. Это широко используемые типы, а также они тяжелые по весу и размеру.
#13 Трансформатор с ферритовым сердечником
В этом типе трансформатора используется магнитный сердечник из феррита, на котором изготовлены обмотки силовых трансформаторов и другие детали. Ферритовые сердечники обладают высокой магнитной проницаемостью, поэтому они используются в высокочастотных устройствах, таких как импульсные источники питания.
Причина в том, что он обеспечивает низкие потери на высоких частотах, поэтому они широко используются в сердечниках ВЧ-трансформаторов. Трансформаторы с ферритовым сердечником также доступны в различных размерах и формах в зависимости от требований применения.
#14 Трансформатор с тороидальным сердечником
В трансформаторе с тороидальным сердечником используется магнитный сердечник, который выглядит почти как кольцо или кольцо, называемое тороидальным. Это пассивные электронные компоненты, состоящие из круглого кольцеобразного магнитного сердечника из ферромагнитного материала, вокруг которого намотан провод.
Благодаря встроенной конструкции индуктивность рассеяния очень мала и обеспечивает очень высокую индуктивность. Этот трансформатор используется в широком спектре электронных схем, таких как источники питания, инверторы и усилители.
#15 Автотрансформатор
В этих типах трансформаторов используется общая обмотка как для первичной, так и для вторичной обмотки. Обмотка автотрансформатора имеет три отвода, в которых выполняются электрические соединения. Преимущество автотрансформаторов в том, что они меньше, легче и дешевле обычных трансформаторов.
Но у него есть и недостаток, заключающийся в том, что он не может обеспечить электрическую изоляцию между первичной и вторичной цепями. Кроме того, они обеспечивают меньшую реакцию на утечку, меньшие потери, меньший ток возбуждения и повышенные номинальные значения ВА для данного размера и массы.
#16 Заземляющий или заземляющий трансформатор
Изображение: ВикипедияЭто подземная система, соединенная звездой или треугольником, используемая для обеспечения пути заземления или нейтрали в трехфазной системе электроснабжения. Это может помочь уменьшить переходные процессы напряжения при замыкании на землю.
Они являются частью системы заземления сети, поскольку они позволяют трехфазной системе регулировать нагрузку между фазой и нейтралью, обеспечивая обратный путь тока к нейтрали. Заземляющий трансформатор обычно представляет собой однообмоточный трансформатор с зигзагообразной конструкцией обмотки.
Завершение
Как мы уже говорили, трансформатор представляет собой массивный компонент, который передает электроэнергию от одной цепи к другой. Вышеуказанные типы трансформаторов не ограничены, так как их существует множество типов, и они не имеют отношения к этой статье.
Надеюсь, я рассказал все о « типах трансформаторов ». Если у вас остались сомнения или вопросы по этой теме, вы можете связаться с нами или задать в комментариях. Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею с друзьями.
Хотите бесплатные PDF-файлы, сидя дома? Тогда подпишитесь на нашу рассылку.
Адрес электронной почты
Скачать PDF этой статьи:
Скачать PDF
Вы можете прочитать больше об электротехнике в нашем блоге:
- Различные типы резисторов с объяснением их использования [PDF]
- Каковы общие типы застежек и их работы?
- Сколько типов гаек и болтов доступно? [Рабочий]
13 Различные типы трансформаторов
Возможно, вы сознательно или неосознанно сталкивались с различными типами трансформаторов в своей повседневной жизни. В этой статье показаны различные типы трансформаторов. Прежде чем приступить к классификации, кратко расскажем об основном принципе работы трансформаторов.
Трансформаторы — это устройства, используемые для передачи энергии между двумя цепями переменного тока. Он работает по закону электромагнитной индукции Фарадея. Во всех трансформаторах, кроме автотрансформаторов, электрическая мощность передается от одной цепи к другой за счет создаваемого общего магнитного поля.
При подаче переменного тока на вход трансформатора создается магнитное поле. Из-за синусоидального характера источника переменного тока создаваемое магнитное поле должно меняться. Когда это переменное магнитное поле пересекает катушку на выходной стороне трансформатора, в ней индуцируется ЭДС. Нажмите, чтобы узнать больше о принципе работы электрического трансформатора. В этой статье кратко описаны различные типы трансформаторов.
Типы трансформаторов
Трансформаторы можно классифицировать по нескольким признакам. В этой статье мы классифицировали их в зависимости от их применения. Ниже приведены различные типы трансформаторов .
Помимо типов трансформаторов, упомянутых выше, существуют различные другие типы трансформаторов, такие как радиочастотные трансформаторы, звуковые трансформаторы, полупроводниковые трансформаторы и т. д., которые не рассматриваются в этом разделе.
Силовой трансформатор sТрансформаторы, которые используются на генерирующих станциях для повышения вырабатываемого напряжения, обычно называются силовыми трансформаторами. Эти трансформаторы обычно имеют номинальную мощность выше 500 кВА и находятся между генератором и распределительными цепями. Эти трансформаторы также известны как повышающие трансформаторы. Их конструкция зависит от рейтинга и места установки. Для наружного использования они обычно масляные, тогда как для силовых трансформаторов, предназначенных для использования внутри помещений, в основном используются сухие трансформаторы.
В зависимости от номинальной мощности кВА силовые трансформаторы подразделяются на маломощные: от 500 до 7500 кВА, средней мощности: от 7500 кВА до 100 МВА и большие силовые трансформаторы: свыше 100 МВА. Трансформаторы средней и большой мощности оснащены дополнительными устройствами для охлаждения, устройствами переключения ответвлений и реле Бухгольца для защиты от внутренних повреждений. Кроме того, на всех силовых трансформаторах имеется маслорасширительный бак. Приведенное выше изображение силового трансформатора наружного типа может быть вам знакомо.
Распределительные трансформаторы выполняют ту же работу по доставке электроэнергии потребителям при требуемом уровне напряжения. Трансформаторы этого типа являются понижающими трансформаторами, что означает, что их функция заключается в снижении подаваемого напряжения до более низких уровней, чтобы удовлетворить требования потребителей или центров нагрузки. Несмотря на то, что промышленные стандарты ограничивают мощность распределительных трансформаторов до 500 кВА, производятся и более высокие мощности.
Конструктивные особенности этих трансформаторов аналогичны силовым трансформаторам, но иногда отсутствуют реле Бухгольца, маслорасширитель и устройства охлаждения. Распределительные трансформаторы доступны как в однофазном, так и в трехфазном исполнении.
Измерительные трансформаторы используются для обеспечения изоляции между цепями высокого напряжения или сильного тока и измерительными, а также защитными устройствами. Измерительные трансформаторы подразделяются на Трансформаторы напряжения или трансформаторы напряжения (PT) и трансформаторы тока (CT).
Различия между трансформатором напряжения и трансформатором тока.
Трансформаторы напряжения или трансформаторы напряженияТрансформаторы напряжения или трансформаторы напряжения используются для понижения напряжения системы до более низких уровней, чтобы можно было подключить измерительный прибор. Их нельзя использовать для подачи необработанной мощности на нагрузку. Они используются с вольтметром, ваттметром, измерителем коэффициента мощности, частотомером, синхроноскопами, цепями отключения автоматического выключателя и т. Д. Первичная сторона трансформатора подключена к цепи высокого напряжения, а прибор или другие цепи подключены к вторичной обмотке. Любое количество приборов может быть подключено к вторичной обмотке до тех пор, пока общий импеданс не превысит номинальную нагрузку ПТ.
Трансформатор токаКак и трансформаторы напряжения, трансформаторы тока или ТТ используются для изоляции измерительных и сенсорных устройств от сильноточных цепей. Первичная часть ТТ подключается последовательно в контролируемой цепи, а цепи защиты и измерительные устройства подключаются к его вторичной обмотке. Физические аспекты и соединения могут варьироваться от одного трансформатора тока к другому в зависимости от его типа.
Трансформаторы тока в основном делятся на два типа: ТТ стержневого типа и ТТ кольцевого типа в зависимости от их конструкции. Как указано выше, ТТ стержневого типа пропускает полный ток через свою первичную обмотку, тогда как ТТ кольцевого типа устанавливаются над токоведущими проводниками.
Трансформатор сухого типаТрансформатор сухого типа – это трансформатор, который не содержит жидкой среды, окружающей его обмотки. Изолирующей средой, окружающей обмотку, является газ или сухой компаунд. По сравнению с масляными трансформаторы сухие легче и негорючие. Обмотки покрыты смолой или лаком для защиты от неблагоприятных условий окружающей среды. Они подходят как для внутреннего, так и для наружного применения, но рекомендуются только для сухих условий окружающей среды. Некоторые из них также оборудованы принудительным охлаждением. Они рассчитаны на мощность до 30 МВА или 30000 кВА. Для их установки требуется гораздо меньше места, чем для масляных трансформаторов.
Трансформаторы масляныеВсе силовые и распределительные трансформаторы, кроме сухих, являются масляными трансформаторами. Как обсуждалось ранее, сердечник и обмотки этих трансформаторов полностью погружены в масло. Трансформаторное масло обеспечивает лучшую изоляцию и охлаждает сердечник и обмотку.
Изолирующий трансформатор
Изолирующий трансформатор — это тип трансформатора, используемый для изоляции устройства или цепи от источника питания. Он обеспечивает гальваническую развязку устройства. Он имеет соотношение витков 1:1, что означает, что первичная и вторичная обмотки изолирующего трансформатора содержат одинаковое количество обмоток. Он способен уменьшать постоянную составляющую сигнала от одной цепи к другой. Этот тип трансформаторов можно найти в источниках питания постоянного тока и цепях связи.
Трансформатор постоянного напряженияТрансформаторы постоянного напряжения или CVT в основном используются в качестве шумоподавляющего устройства. Это выходной трансформатор постоянного напряжения, что означает, что большие изменения входного напряжения приводят к очень небольшим изменениям выходного напряжения. Эти трансформаторы основаны на насыщении ферромагнитным материалом и феррорезонансе. Бесступенчатые вариаторы способны уменьшать провалы напряжения и широко используются в источниках питания постоянного тока, контакторах, реле, электромагнитных клапанах, импульсных источниках питания и схемах ПЛК (программируемый логический контроллер). Возможность регулирования выходного напряжения трансформатора постоянного напряжения определяется пусковым и установившимся рабочими токами подключенной нагрузки. Вариаторы работают на низком напряжении (макс. 260 В) и доступны до номинала 1500 ВА.
Фазосдвигающий трансформатор sФазосдвигающие трансформаторы (PST) используются для повышения эффективности передачи мощности в сетях переменного тока. PST создает фазовый сдвиг между первичной и вторичной сторонами. Этот фазовый сдвиг влияет на протекание тока по цепи. Он также известен как квадратурный усилитель. Квадратурный усилитель состоит из двух отдельных трансформаторов. Один из них подключается последовательно к основной цепи, а другой – поперек фаз. Затем выход шунтирующего трансформатора подается на вход последовательного трансформатора. Величину напряжения и фазовый сдвиг можно регулировать, меняя отводы на вторичной обмотке шунтирующего трансформатора.
Ступенчатые регуляторы напряженияПоддержание уровня напряжения в допустимых пределах необходимо для поддержания качества электроэнергии. Ступенчатый регулятор напряжения является одним из таких устройств, которое удерживает величину напряжения в определенных пределах. Он состоит из автотрансформатора, переключателя ответвлений и схемы управления для автоматического переключения ответвлений. Ступенчатые регуляторы могут использоваться в однофазной, трехфазной или любой одной фазе трехфазной системы, соединенной звездой или треугольником.
Автотрансформатор sАвтотрансформатор представляет собой трансформатор с одной обмоткой. Он состоит из одной обмотки, которая действует как первичная обмотка и вторичная обмотка. Передача энергии между первичной и вторичной сторонами автотрансформатора происходит в основном за счет проводимости, а небольшое количество энергии передается за счет индукции. Их преимущество перед двухобмоточными трансформаторами заключается в том, что при той же номинальной мощности автотрансформаторам требуется меньшее количество медных проводников для обмоток. Кроме того, он имеет меньшие потери и более высокий КПД, чем обычные трансформаторы.
Автотрансформаторы широко используются в качестве пускателей двигателей переменного тока и в лабораториях для непрерывного изменения напряжения. Они доступны для однофазных и трехфазных цепей. Трехфазные трансформаторы имеют по три отдельные обмотки на каждую фазу. Автотрансформаторы коммерчески известны как вариаторы и доступны до 2 МВА.
Заземляющий трансформатор sВ распределительном трансформаторе со вторичной обмоткой, соединенной треугольником, или незаземленной вторичной обмоткой по схеме звезда, заземляющий трансформатор используется для обеспечения пути заземления или нейтрали. Это может помочь уменьшить скачки напряжения при повторных замыканиях на землю. Зигзагообразные трансформаторы также можно использовать для заземления.
Подробнее о заземляющих трансформаторах: Заземляющий трансформатор или заземляющий трансформатор
Тороидальный трансформаторЭто небольшие трансформаторы, устанавливаемые внутри электронных плат, особенно в источниках питания, усилителях, телевизорах, радиоприемниках, инверторах и т.