Что делает трансформатор: Трансформаторы напряжения. Всё, что о них нужно знать

Трансформаторы напряжения. Всё, что о них нужно знать

Что необходимо о них знать? Расскажем об этом в предлагаемой статье.

Трансформаторы незаменимы в электроэнергетике, электронике и радиотехнике. Их востребованность объясняется многофункциональностью, простотой устройства, высоким качеством работы (КПД – 99%), долговечной эксплуатацией.

Трансформаторы напряжения – это разновидность трансформаторов, задача которых не преобразовывать, а гальваническая развязка.

От источника электроэнергии или станции ток с высоким напряжением не может использоваться потребителями. Чтобы понизить его на входе устанавливаются понижающие трансформаторы. Они дают возможность работать на расчетном напряжении для бытовой техники, электроприборов и электроники. Их использование позволяет осуществлять работу типовых измерительных приборов. Трансформатор изолирует их от высокого сетевого напряжения, что крайне необходимо для их безопасного обслуживания и эксплуатации.

По назначению они разделяются на два основных вида – повышающие и понижающие. Преобразование напряжения в домашних условиях крайне необходимо. Бытовые приборы, питающиеся от сети 380 или 220 вольт, нуждаются в напряжении в несколько раз меньше. Во избежание выхода из строя бытового оборудования нужны понижающие. При необходимости используют повышающие аналоги.

Кроме главной функции – преобразования напряжения и тока, ТН могут быть источниками питания для автоматики, релейной защиты электролиний от замыкания, сигнализаций и т.п. Также они используются в качестве измерителей напряжения и мощности.

По сути – трансформатор напряжения – это статический электромагнитный прибор, который преобразует переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения. По конструктивным решениям и по принципу действия он сходен с силовым аналогом.

Устройство трансформатора напряжения

ТН состоят из двух главных элементов:

• Стального магнитопровода.

• Обособленных друг от друга, изолированных обмоток (первичной и вторичной).

На первичную обмотку ТН подается ток, а со вторичной он идет к объекту потребления.

Принцип работы

В основе работы ТН лежит его конструкция и явление электромагнитной индукции, возникающей между элементами:

• Трансформатор подсоединяется к сети. На его первичную обмотку поступает ток.

• Ток переменного характера проходит по магнитопроводу, вызывает магнитный поток, который в свою очередь проходит через обе обмотки и индуцирует в них ЭДС.

• К вторичной обмотке поступает ток, возникший под действием ЭДС.

Величина ЭДС тесно связана с числом витков в каждой обмотке. Меняя число витков можно увеличить или уменьшить напряжение, идущее на потребителя с вторичной обмотки.

Виды трансформаторов напряжения

Существует довольно много трансформаторов напряжения. Их функции соответствуют определенному назначению. Поэтому, прежде чем выбирать тот или иной вариант трансформатора, необходимо определиться, для чего он нужен. Все разнообразие этих приборов отличается друг от друга конструкцией, которая и определяет особенности их эксплуатации.

Все ТН условно делятся на виды по определенным критериям:

• Число фаз: одно- и трехфазные.

• Количество обмоток – две или три.

• Класс точности – диапазон допустимых параметров погрешности.

• Тип охлаждения – масляные и сухие (воздушное охлаждение).

• Способ размещения – внутренние или внешние.

ТН делятся также на группы согласно сферам применения и особенностям эксплуатации:

• Заземляемый. Этот вариант представляет собой однофазное или трехфазное устройство. Один из его концов должен быть заземлен – это нейтраль обмотки. В маркировках этих моделей присутствует буква «З», например, ЗНОЛ, ЗНОМ.

• Наземляемый. Он не нуждается в заземлении. Обязательно изолируются все уровни, зажимы. В зависимости от уровня напряжения, трансформатор может монтироваться на определенной высоте.

• Каскадный. Его основная часть первичная обмотка, состоящая из нескольких секций. Они расположены на разном расстоянии от земли в виде каскада. Все части трансформатора соединены между собой дополнительными обмотками. Особенностью каскадных трансформаторов является то, что с увеличением числа элементов, увеличивается количество погрешностей в работе всей системы.

• Емкостный. У этого прибора в отличие от других есть емкостный делитель. Этот вид устройств является пассивным, так как не добавляет мощности. Но хорошо справляется с контролем проходящей энергии по сети и выдает высокий КПД.

• Двухобмоточный. Имеет две обмотки. Он может преобразовывать одно напряжение U1 в другое U2.

• Трехобмоточный. Имеет кроме первичной обмотки еще две вторичные. Отлично заменяет два двухобмоточных прибора, что выгодно с точки зрения экономии затрат на приобретение электрооборудования.

Трансформатор тока – устройство, принцип работы и виды

Трансформатор тока представляет собой измерительное устройство, первичная обмотка (высокая сторона) которого подключается к источнику переменного электрического тока, а его вторичная обмотка (низкая сторона) подключается к приборам измерения или к приборам защиты с малым сопротивлением.

Если точнее, то первичная обмотка любого трансформатора тока включается только последовательно в силовую электрическую цепь, по которой протекает электрическая нагрузка. К вторичной обмотке или нескольким вторичным обмоткам подключаются защитные приборы, измерительные приборы и приборы учёта электроэнергии.

Принцип действия трансформатора тока

Работа обычного трансформатора тока базируется на физическом явлении электромагнитной индукции. Это значит, что при подаче напряжения на первичную обмотку, в её витках будет проходить переменный ток, образующий впоследствии появление переменного магнитного потока. Появившийся магнитный поток проходит по сердечнику и пронизывает витки всех обмоток трансформатора, таким образом, индуцируя в них электродвижущие силы (э.д.с.). В случае закорачивания вторичной обмотки или же при включении нагрузки в её цепь, под воздействием э.д.с. в витках обмотки начнёт протекать вторичный ток.

Назначение трансформаторов

Общее назначение трансформаторов тока – преобразование (снижение) большой величины переменного тока до таких значений, которые будут удобны и безопасны для измерения.

Трансформаторы тока позволяют безопасно измерять большие электрические нагрузки в сетях переменного тока. Это становится возможным благодаря изолированию первичной обмотки и вторичной обмотки друг от друга.

При изготовлении к трансформаторам тока предъявляются строгие требования по качеству изоляции и по точности измерений электрических нагрузок.

Конструкция трансформатора тока

Трансформатор тока – это устройство, основой которого является сердечник, шихтованный из особой трансформаторной стали. На сердечник (магнитопровод) наматываются витки одной, двух или даже нескольких вторичных обмоток, электрически изолированных друг от друга, а также и от сердечника.

Что касается первичной обмотки, то она может представлять собой катушку, также намотанную на сердечник измерительного трансформатора. Однако чаще всего первичная обмотка представляет собой алюминиевую или медную шину (пластину). Не менее часто в трансформаторе тока вообще отсутствует первичная обмотка как таковая.

В этом случае функцию первичной обмотки выполняет силовой проводник, проходящий через кольцо трансформатора тока. Это может быть отдельная жила электрического кабеля.

Вся конструкция трансформатора тока помещается в корпус для защиты от механических повреждений. 

Коэффициент трансформации

Основной технической характеристикой каждого трансформатора тока является номинальный коэффициент трансформации. Его значение указывается на специальной табличке (шильдике) в виде отношения номинального значения первичного тока к номинальному значению вторичного тока.

Например, указанное значение 400/5 означает, что при первичной нагрузке в 400А, во вторичной цепи должен протекать ток в 5А и, следовательно, коэффициент трансформации будет равен 80. Если на шильдике указано значение 50/1, то коэффициент трансформации будет равен 50.

Практически у каждого трансформатора тока есть определённая погрешность. В зависимости от её величины каждому трансформатору тока присваивается свой класс точности.

 

Классификация трансформаторов

Существует несколько признаков, по которым трансформаторы тока делятся.

По своему назначению они бывают измерительными, защитными, а также промежуточными и лабораторными.

• Измерительные выполняют функцию измерения. К ним подключаются приборы, такие как амперметр или приборы учёта (счётчики электрической энергии).
• Защитные трансформаторы тока выполняют функцию электрической защиты совместно с устройствами защиты, поэтому к ним подключаются устройства, такие как реле тока или современные цифровые устройства высоковольтной защиты.
• Промежуточные трансформаторы тока применяют в токовых цепях релейной защиты.
• Лабораторные устройства обладают очень высокой степенью точности измерений. Также у них может быть несколько разных коэффициентов трансформации.

По виду установки трансформаторы тока бывают наружными и внутренними, а также встроенными внутрь электрооборудования (внутри высоковольтных выключателей, внутри питающих силовых трансформаторов и т. д.). Кроме того трансформаторы тока бывают накладными и переносными. Переносные трансформаторы используют для измерений токовой нагрузки в лабораторных условиях.

По исполнению первичной обмотки бывают одновитковые, многовитковые и шинные трансформаторы тока. По количеству ступеней трансформации – одно- и двухступенчатые.

По напряжению трансформаторы тока делятся на две группы – устройства с напряжением до 1000В и устройства с напряжением выше 1000В.

Кроме обычных измерительных трансформаторов тока, существуют и специальные, такие как трансформаторы тока нулевой последовательности.

Трансформаторы

 

3.6. Трансформаторы

 

Трансформатор – это устройство, служащее для повышения или понижения переменного напряжения без изменения его частоты и практически без потерь мощности. Трансформатор состоит из двух или более катушек, надетых на общий сердечник. Катушка, которая подключается к источнику переменного напряжения, называется первичной, а катушка, к которой присоединяется нагрузка (потребители электрической энергии), – вторичной (рис. 3.22). Сердечники трансформаторов изготавливаются из электротехнической стали и набираются из отдельных изолированных друг от друга пластин (для уменьшения потерь энергии вследствие возникновения в сердечнике вихревых токов) – рисунок 3.23.

Катушки трансформатора, как правило, содержат разное количество витков, причем большее напряжение оказывается приложено к катушке с большим числом витков. Если трансформатор используется для повышения напряжения, то обмотка с меньшим числом витков подключается к источнику напряжения, а к обмотке с большим числом витков присоединяется нагрузка. Для понижения напряжения все делается наоборот. При этом не следует забывать, что подавать на первичную обмотку можно напряжение не больше номинального (того, на которое она рассчитана).

Коэффициентом трансформации называют отношение числа витков в первичной обмотке к числу витков во вторичной обмотке. Он равен также отношению ЭДС в обмотках.      

При отсутствии потерь в обмотках коэффициент трансформации равен отношению напряжений на зажимах обмоток: k=U₁/U₂.

Для понижающего трансформатора коэффициент трансформации больше 1, а для повышающего – меньше 1.

Принцип работы трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. При протекании переменного тока через первичную катушку вокруг нее возникает перемененное магнитное поле и магнитный поток, который пронизывает также и вторую катушку. В результате во вторичной катушке появляется вихревое электрическое поле и на ее зажимах возникает ЭДС индукции.

Трансформатор характеризуется коэффициентом полезного действия, равным отношению мощности, выделяющейся во вторичной катушке, к мощности, потребляемой первичной катушкой от сети. У хороших трансформаторов КПД составляет 99 – 99,5%.

Важным свойством трансформатора является его способность преобразовывать сопротивление нагрузки. Рассмотрим трансформатор с КПД приблизительно равным 100%. В этом случае мощность, выделяющаяся во вторичной цепи трансформатора, будет равна мощности, потребляемой первичной обмоткой от источника напряжения. Для такого трансформатора мощность, потребляемая от источника напряжения, будет чисто активной. Мощность в первичной цепи трансформатора P₁=(U₁²)/R₁, а во вторичной цепи P₂=(U₂²)/R₂.

Так как P₁=P₂ и U₁=kU₂ , то R₁=k²R₂.

Таким образом, нагрузка сопротивлением R₂, подключаемая к источнику переменного напряжения через трансформатор, по мощности будет эквивалентна нагрузке сопротивлением R₁, подключаемой без трансформатора.

Для регулировки переменного напряжения широко применяются лабораторные автотрансформаторы. Автотрансформаторы рассчитаны на подключение к сети переменного напряжения 220 В или 127 В. Как правило, выходное напряжение автотрансформатора регулируется плавно до 250 В. Принципиальная схема автотрансформатора приведена на рисунке  3.24а, а его устройство

показано на рисунке 3.24 б. Обмотка трансформатора выполнена изолированным проводом в один слой. На участках обмотки, которых касается подвижный контакт с угольной вставкой, изоляция очищена. При перемещении контакта угольная вставка закорачивает виток провода. Однако вследствие небольшого напряжения на одном витке и заметного сопротивления угольной вставки через замкнутый виток протекает допустимый ток.

Первичная обмотка автотрансформатора является частью его вторичной обмотки и поэтому между первичной и вторичной обмоткой трансформатора имеется гальваническая связь. К вторичной обмотке автотрансформатора нельзя непосредственно подключать потребители, один из проводов которых может оказаться соединенным с землей. Такое подключение приведет к аварии или несчастному случаю. При работе с автотрансформатором запрещается заземлять вторичную цепь.

Рассмотрим кратко простейший расчет маломощных трансформаторов бытовой радиоаппаратуры. Мощность трансформатора (в Вт) численно равна квадрату площади (в см²) поперечного сечения среднего стержня магнитопровода. Зная номинальную мощность трансформатора, можно  найти ток в первичной обмотке при номинальной нагрузке во вторичных обмотках. Диаметр провода обмотки выбирается из расчета (2,5-3)А/мм² поперечного сечения провода. Для стандартных магнитопроводов, применяемых для изготовления трансформаторов, число витков на 1 вольт примерно равно частному от деления 50 на площадь поперечного сечения центрального стержня магнитопровода, выраженную в см². Однако в зависимости от качества магнитопровода коэффициент может изменяться от 35 до 65.

Полное сопротивление катушки индуктивности с ферромагнитным сердечником зависит от силы протекающего через нее тока. Сопротивление катушки в зависимости от силы протекающего тока сначала увеличивается, достигает максимального значения, а затем уменьшается. На рисунке 3.25 приведена зависимость тока, протекающего в обмотке ненагруженного трансформатора, от приложенного к ней напряжения (исследован трансформатор источника ВУ-4/36 в режиме повышения напряжения).

Зависимость, приведенную на рисунке 3.25, называют характеристикой холостого хода трансформатора. Нелинейное возрастание тока холостого хода в зависимости от приложенного к первичной обмотке напряжения начинается примерно с 0,8U_ном. Номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора выбирают так, чтобы ток холостого хода составлял 5-10% от номинального тока. При напряжении 1,1U_ном ток холостого хода не должен превышать 20-25% номинального тока нагруженного трансформатора.

 

 

В чем отличие трансформатора тока от трансформатора напряжения?

Трансформаторы – устройства, используемые для преобразования одного из параметров электроэнергии – напряжения или силы тока.

Они относятся к пассивным электрическим устройствам, то есть не генерируют, а потребляют энергию, поэтому мощность тока в трансформаторах не может увеличиваться.

Таким образом, все трансформаторы в зависимости от преобразуемого параметра электрической энергии делятся на 2 вида:

• трансформаторы электрического тока;
• трансформаторы электрического напряжения.

Работа любого электрического трансформатора основана на принципе электромагнитной взаимоиндукции – способности проводника с током наводить эдс в соседнем проводнике. Проводниками в трансформаторе являются первичная (входная) и вторичная (выходная) обмотки, намотанные на магнитопровод для усиления магнитной связи между ними. Магнитопровод представляет собой замкнутый или разомкнутый сердечник из железа или композитного сплава с высокой магнитной проницаемостью.

Основными показателями трансформатора являются коэффициенты трансформации по напряжению и току:

КU=U2/U1 и KI=I2/I1

где U1,2 – напряжения в первичной и вторичной обмотке, I1,2 – силы тока в первичной и вторичной обмотке. Они показывают, во сколько раз изменяется входной ток или напряжение на выходе трансформатора. В зависимости от величины коэффициента трансформации различают повышающие (К˃1) и понижающие (К<1) трансформаторы. Если магнитная связь между обмотками не изменяется, то коэффициент трансформации будет равен соотношению количества витков во вторичной и первичной обмотке

K=w2/w1.

Особенности трансформаторов тока (ТТ)

Трансформаторы тока предназначены для преобразования силы тока без изменения его мощности. В основном они применяются для понижения тока до значений, пригодных для их измерения и используются в распределительных щитах для подключения измерительных приборов, счётчиков энергии, защитных реле. По назначению они делятся на:

• измерительные;
• защитные;
• лабораторные.

В измерительных ТТ первичная обмотка может отсутствовать или представлять собой толстую шину. На шину наматывается несколько витков вторичной обмотки, в которой наводится эдс, пропорциональная силе тока в шине. Шина включается в разрыв цепи, в которой производится измерение. К вторичной обмотке ТТ подключается нагрузка и измерительный прибор.
Важно! Так как КU для ТТ имеет большие значения, то включать их в режиме холостого хода (без нагрузки) запрещается, что может повлечь высоковольтный пробой изоляции проводов и выход из строя трансформатора.

Особенности трансформаторов напряжения (ТН)

ТН предназначены для получения нужной величины напряжения от промышленной сети или другого источника переменного тока. По своему назначению они делятся на:

• силовые;
• измерительные;
• согласующие;
• лабораторные;
• высоковольтные трансформаторы.

В быту наиболее широкое применение нашли силовые трансформаторы, используемые повсеместно для подключения бытовых приборов к электросети 220В 50Гц. Конструктивно они представляют собой классический пример устройства трансформатора, состоящего из двух, а также нескольких катушек, намотанных на железный сердечник. По форме сердечника различают:

• стержневые;
• кольцевые;
• тороидальные;
• Ш-образные трансформаторы.

В отличие от трансформаторов тока благоприятным режимом работы для ТН является режим, близкий к холостому ходу, когда нагрузка на вторичную обмотку минимальна. Оптимальный режим работы достигается, когда сопротивление нагрузки равно или до полутора раз больше сопротивления выходной обмотки трансформатора.
 

Трансформаторы тока ТРГ-УЭТМ®-330

Основные технические характеристики

№	Наименование параметров	ТРГ-УЭТМ®-330
1	Номинальное напряжение, кВ	330
2	Наибольшее рабочее напряжение, кВ	363
3	Напряжение промышленной частоты, выдерживаемое трансформатором при давлении изолирующего газа, равном атмосферному, кВ	231
	Уровень изоляции по ГОСТ Р 55195 – U пром. част / U гроз.импул / Uком.импул, кВ	«а» – 460/1050/850		«б» – 510/1175/950
4	Номинальная частота, Гц	50 или 60
5	Номинальный первичный ток, с шагом 5А, А	от 5 до 4000
6	Номинальный вторичный ток, А	от 1 до 5
7	Количество вторичных обмоток	от 1 до 8
8	Параметры тока короткого замыкания:
	Наибольший пик (в скобках указаны значения для трансформатора тока с одним коэффициентом трансформации), кА	1021) (160)
	Односекундный ток термической стойкости (в скобках указаны значения для трансформатора тока с одним коэффициентом трансформации), кА	401) (63)
9	Максимальная температура окружающего воздуха, °С
	для исполнения Т1	+50
	для исполнений У1, УХЛ1*, ХЛ1*, ХЛ1	+40
10	Минимальная температура окружающего воздуха по ГОСТ 15150-69, °С
	для исполнения Т1	– 10
	для исполнения У1	-45
	для исполнения  ХЛ1*, УХЛ1*	-55
	для исполнения  ХЛ1, УХЛ1	-60
11	Изолирующий газ
	для исполнения Т1, У1	Элегаз (SF6)
	для исполнения  УХЛ1*, ХЛ1*	смесь газов2)-		Элегаз (SF6)
	для исполнения  УХЛ1, ХЛ1	–		смесь газов2)–
12	Максимальная допустимая утечка газа, % в год	0,5
13	Максимальная скорость ветра, м/с. , при толщине стенки льда до 20 мм	40
14	Тяжение проводов:
	в горизонтальной плоскости по оси трансформатора, Н	1500
	в вертикальной плоскости вниз, Н	1500
15	Средняя масса трансформатора, кг
	с фарфоровым изолятором ( II*/ III/ IV)	940/970/1040	2070
	с полимерным изолятором	450	1400
16	Средний срок службы трансформатора, лет, не менее	40

¹⁾ При включении трансформатора тока на минимальный коэффициент трансформации наибольший пик тока короткого замыкания 80 кА, односекундный ток термической стойкости 31,5 кА.

²⁾ Смесь – SF6 (элегаз) и N2 (азот) или по запросу SF6 (элегаз) и CF4 (тетрафторметан-14).

Трансформатор тока серии ТРГ-УЭТМ представляет собой конструкцию, в верхней части которой расположен металлический корпус, закрепленный на опорном изоляторе. Изолятор, в свою очередь, закреплен на основании, в котором находится коробка выводов вторичных обмоток. В металлическом корпусе закреплена первичная обмотка и ее выводы, внутри корпуса размещаются вторичные обмотки. Внутренние полости корпуса и изолятора заполнены изолирующим газом.

Конструкция первичной обмотки позволяет получить различные коэффициенты трансформации при изменении количества витков путем последовательно-параллельного соединения секций первичной обмотки. Возможно изготовление трансформаторов тока без переключения с одним коэффициентом трансформации.

Вторичные обмотки помещены в электростатические экраны, с целью выравнивания внутреннего электрического поля.

Магнитопровод вторичной обмотки для измерения изготовлен из нанокристаллического сплава, магнитопровод вторичной обмотки для защиты изготовлен из холоднокатаной анизотропной электротехнической стали.

Контроль давления газа производится с помощью сигнализатора плотности, имеющего температурную компенсацию. Сигнализатор плотности оснащен двумя парами контактов, что позволяет получать сигнал при двух значениях плотности (давления) газа и дистанционно осуществлять контроль давления газа.

При необходимости, имеется возможность пломбирования выводов вторичной обмотки для учета электроэнергии. Пломбирование осуществляется любым удобным способом. Для этого в конструкции трансформатора предусмотрены специальные места. В верхней части трансформатора тока расположено защитное устройство, которое соединяет внутренний газовый объем с атмосферой при значительном превышении внутреннего давления (например, при избыточном заполнении газом или внутреннем дуговом перекрытии), что делает аппарат взрывобезопасным.

Метрологические параметры вторичных обмоток

Назначение	Класс точности по ГОСТ 7746 и  IEC 61869-2	Номинальная вторичная нагрузка, В∙А	Коэффициент безопасности приборов	Номинальная предельная кратность
Коммерческий Учет или измерение	0,2S; 0,5S; 0,2; 0,5; 1; 3; 5;10	От 0 до 100	от 2 до 30
Защита	5Р; 10Р; 5PR; 10PR; TPY; TPZ	От 0 до 100		от 2 до 250

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+

Индуктивные трансформаторы напряжения от 110 до 500 кВ типа VPU

Место применения

Измерительные трансформаторы напряжения используют как масштабные преобразователи напряжения, а также и для подачи стандартных, годных к использованию напряжений в различных установках для мониторинга, измерения и защиты и, в тоже время, для изоляции защитного и измерительного оборудования от высокого напряжения системы. 

Главные особенности

• Uном: от 110 до 500 кВ
• До 6 вторичных обмоток
• Все измерительные и защитные классы точности
• Уникальное исполнение с разомкнутым магнитопроводом обеспечивает устойчивость к феррорезонансу
• Взрывобезопасная конструкция
• Сохраняет требуемый класс точности в течение всего срока службы
• Высококачественная бумажно-масляная изоляция
• Система компенсации расширения масла сильфоном из нержавейки
• Герметически закрыт
• Стандартное климатическое исполнение -45 до +40 °С (более экстремальные климатические исполнения – на запрос)
• Изоляторы из фарфора или композита высочайшего качества
• Большой опыт применения в сейсмически активных регионах
• Маломасляное исполнение без ПХБ – не наносит вред окружающей среде
• Стойкость к коррозии
• Не нуждается в обслуживании
• Без частичных разрядов при испытательных напряжениях промышленной частоты

Дополнительные опции

Зажим для измерения тангенса угла диэлектрических потерь
Маслоуказатель
Предохранители или микровыключатели для защиты вторичных обмоток (на заказ)
Вторичные зажимы для коммерческого учета можно отдельно пломбировать
Транспортные шок индикаторы (стандартно для Uном ≥ 330 кВ, на выбор для остальных классов напряжения)
Внутренний указатель избыточного давления (на выбор)

Обеспечение качества

Трансформаторы напряжения KONCAR производятся согласно всем действующим мировым стандартам ГОСТ, МЭК и другие.
Качество изделий обеспечивает проведение сертифицированной системы качества – ISO 9001, охватывающей все аспекты разработки, производства и испытаний.
Koncar-Instrument transformers Inc. имеет сертификаты ISO 14001 и OHSAS 18001, удостоверяющие соблюдение стандартов защиты окружающей среды и охраны труда.

Магнитопровод и вторичные обмотки

Магнитопровод стержневого типа сделан из листов электротехнической стали. Конструкция разомкнутого магнитпровода обеспечивает линейные характеристики намагничивания трансформатора, чем устраняется возможность феррорезонанса внутри сети.
Вторичные обмотки, из высококачественного эмалированного медного провода, наматываются прямо вокруг магнитопровода и обеспечивают равномерное распределение магнитного поля по высоте магнитопровода. Кроме того, большое сечение обмоток делает трансформатор стойким к коротким замыканиям, что делает его еще более взрывобезопасным. Конструкция активной части позволяет предоставление до 6-ти вторичных обмоток любых классов точности для измерения и/или защиты. Двойные коэффициенты трансформации можно достигнуть через отпайки на вторичных обмотках.

Бумажно-масляная изоляция

Первичную сторону высокого напряжения от вторичной стороны низкого напряжения отделяет бумага пропитанная маслом высокой диэлектрической прочности.
Значительное число проводящих емкостных экранов укладывается в слои бумажной изоляции для подходящего распределения высокочастотных перенапряжений. Потом бумажная изоляция проходит осушку в высоком вакууме и ее пропитывают высококачественно ингибированным и дега¬зированным (содержание влаги меньше 2 пм) минеральным маслом.
Бумажно-масляная изоляция герметически закрыта без соприкосновения с окружающим воздухом. Сильфон из нержавеющей стали компенсирует термическое расширение масла, а также показывает и уровень масла в трансформаторе.

Первичная обмотка

Преимущество конструкции с разомкнутым магнитопроводом в том, что первичная обмотка состоит из множества секций вертикально сложенных по высоте трансформатора. Это обеспечивает контролированное распределение диэлектрических напряжений внутренней и внешней изоляции.
То, что первичная обмотка состоит из независимых и изолированных секций, делает первичную обмотку устойчивой к дефектам возникшим внутри ее витков. В маловероятном случае междувиткового дефекта или дефекта между слоями первичной обмотки, дефект остается локализирован внутри одной секции не распространяясь на другие секции и не охватывает первичную обмотку целиком. Это свойство делает трансформатор напряжения типа VPU взрывобезопасным.

Изолятор

Согласно желанию клиента, внешняя изоляция может быть из фарфора или композита. Фарфоровые изоляторы делают из глиноземного фарфора высочайшего качества С130, а изоляторы из композита состоят из резиновой трубы упрочненной стекловолокном и силиконовой юбки.
Длина пути утечки изолятора базируется на уровне загрязнения окружающего воздуха и должна указывается в запросе.
Индуктивный трансформатор напряжения тип VPU успешно прошел все испытания на сейсмическую устойчивость согласно всем требованиям стандарта IEEE 693-2005.

Стандартные габаритно-установочные размеры

Тип	Класс напряжения	Высота трансформатора	Масса	Масса масла	Размеры для фиксации	Уд. длина пути утечки мин.
	кВ	мм	кг	кг	мм	мм
VPU-123	110	2170	350	60	330×330	3075
VPU-170	170	2400	480	95	330×330	4675
VPU-245	220	3460	700	130	410×410	6740
VPU-362	330	4550	1250	290	470×470	9050
VPU-525	500	5050	1760	460	510×510	13150

Указанные информативные размеры относятся к стандартным исполнениям индуктивных трансформаторов с фарфоровыми изоляторами.

 Основные технические и метрологические характеристики 

Характеристики	VРU-123	VРU-170	VРU-245	VРU-362	VРU-525
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	126	170	252	363	525
Класс напряжения, кВ	110	170	220	330	500
Ном. напряжение первичной обмотки, кВ	110/√3	170/√3	220/√3	330/√3	500/√3
Номинальное напряжение основной вторичной обмотки, В	100/√3 или 110/√3;
Номинальное напряжение дополнительной вторичной обмотки, В	100 или 110 или 100/3 или 110/3
Количество вторичных обмоток: основных	1 или 2
дополнительных	1
Класс точности вторичной обмотки для измерений	в классе точности 0,2 в классе точности 0,5 в классе точности 1,0
Номинальная нагрузка а1 – х1	50 или 100 или 200 ВА 50 или 100 или 200 ВА 100 или 200 или 300 ВА
Класс точности обмотки для защиты	в классе точности 3Р
Ном. Нагрузка aд – хд	100 или 200 или 400 или 600 ВА
Класс точности вторичной обмотки для учета электроэнергии	в классе точности 0,2
Ном. нагрузка a2 – x2	30 или 50 или 100 или 200 ВА
Допустимая суммарная нагрузкa для основных обмоток с сохранением требуемых классов точности 0,2: 200 ВА
Номинальная частота, Гц	50
Диапазон рабочих значений температуры, ˚С	от -60; -45; -35 до +40
Диапазон значений температуры при транспортировании, ˚С	от -45 до +50

 

Что такое трансформатор? – Основы схемотехники

Трансформатор – это электрическое устройство, предназначенное для передачи электроэнергии от одной цепи к другой с той же частотой. Его также называют статическим механизмом, поскольку он не имеет движущихся частей. Он используется для управления уровнями напряжения между цепями. Он состоит из трех основных частей, которые состоят из двух обмоток и металлического сердечника, на который намотаны обмотки. Эти обмотки имеют форму катушек, сделанных из материалов, хорошо проводящих ток.Обмотки трансформатора играют главную роль в машине, поскольку эти обмотки служат в качестве индукторов.

Анатомия преобразователя a T

Трансформатор состоит из следующих частей:

• Первичная обмотка
• Вторичная обмотка
• Сердечник
• Изоляционные материалы
• Трансформаторное масло
• Консерватор
• Сапун
• Устройство РПН
• Охлаждающие трубки
• Реле Бухгольца
• Взрывоотводчик

Как работают трансформаторы

Первичная обмотка, вторичная обмотка и сердечник являются основными частями силового трансформатора.Эти детали очень важны для работы трансформатора.

Первичная обмотка обычно изготавливается из меди из-за ее высокой проводимости и пластичности. Количество витков катушки должно быть кратно количеству витков вторичной катушки. Он также отвечает за производство магнитного потока. Магнитный поток создается, когда первичная катушка подключена к источнику электричества. Медный провод, используемый в первичной катушке, должен быть тоньше, чем у вторичной катушки, чтобы ток во вторичной катушке был выше, чем в первичной катушке.

Вторичная обмотка, которая также сделана из меди, принимает магнитный поток, создаваемый первичной обмоткой. Поток проходит через сердечник и соединяется со вторичной обмоткой. Вторичная обмотка подает энергию на нагрузку при измененном напряжении. В этой катушке будет индуцироваться напряжение, поэтому обмотка должна иметь большее количество витков по сравнению с первичной обмоткой. Ток, идущий от первичной катушки, будет генерировать переменный магнитный поток в сердечнике, чтобы вызвать электромагнитное соединение между первичной и вторичной катушками.Магнитный поток, который проходит через две катушки, индуцирует электродвижущую силу, величина которой пропорциональна количеству витков катушки.

Обмотка проводов катушки и выходное напряжение и ток

Величина наведенного напряжения, вызванного наведенным током во вторичной катушке, зависит от количества витков катушки во вторичной катушке. Соотношение между витками проволоки и напряжением в каждой катушке определяется уравнением трансформатора :

Уравнение трансформатора показывает, что отношение входного и выходного напряжений трансформатора равно отношению количества витков на первичной и вторичной обмотках.

Расчет входного и выходного напряжения / тока в зависимости от первичной и вторичной обмоток

Соотношение входного и выходного тока и витков катушки трансформатора определяется выражением:

Данное уравнение показывает, что отношение входного и выходного тока трансформатора равно отношению количества витков двух катушек.

Оценивая два приведенных выше уравнения, мы можем сделать вывод, что если напряжение увеличивается, ток уменьшается.Таким же образом, если напряжение уменьшается, ток увеличивается.

Что такое рейтинг VA?

ВА или вольт-ампер. обычно используется для определения силы тока при заданном напряжении в трансформаторе. Вольт-ампер также используется для измерения полной мощности в электрической цепи. Этот рейтинг определяет, сколько вольт-ампер способен выдать трансформатор.

Определение ВА и расчет максимального тока для первичной и вторичной обмоток

Чтобы рассчитать ток первичной и вторичной обмоток трансформатора с заданной номинальной мощностью, мы используем следующее:

Для отношения количества витков, напряжения и тока

Для максимального первичного тока

Для максимального вторичного тока,

Обозначение выходного напряжения трансформаторов с центральным отводом

Трансформатор с центральным отводом также широко известен как «двухфазный трехпроводной трансформатор».Это тип трансформатора, который имеет дополнительный провод, подключенный к середине вторичной обмотки трансформатора. Он обеспечивает два вторичных напряжения, V _A и V _B, с общим подключением. Эти вторичные напряжения равны подаваемому напряжению, поэтому каждая обмотка получает одинаковую мощность.

12-0-12 Трансформатор

A 12-0-12 трансформатор – это понижающий трансформатор с центральным отводом с входным напряжением 220 В переменного тока при 50 Гц и выходным напряжением 24 В или 12 В (среднеквадратичное значение).Он назван трансформатором 12-0-12 из-за выходных потенциалов трех клемм, как показано на рисунке выше. Вторичная обмотка состоит из трех выводов: двух выводов от конца до конца и третьего вывода в качестве центрального отвода. На приведенном выше рисунке напряжение будет 24 В на всем протяжении (T ₁ и T ₃ ). Напряжение на T ₁ и T ₂ будет 12 В. 0 в 12-0-12 представляет собой контрольную точку с нулевым напряжением.

Что такое трансформатор? | Вондрополис

Что вы считаете величайшим научным открытием или изобретением всех времен? Для некоторых открытие электричества Бенджамином Франклином, вероятно, окажется в верхней части списка.В конце концов, без электричества наша жизнь была бы совсем другой, чем сегодня.

Задумывались ли вы когда-нибудь о том, как электричество поступает от электростанции в ваш дом? Просто подключить электронное устройство к ближайшей розетке – это удобство, которое мы часто принимаем как должное. Однако путь электричества к этим маленьким розеткам в стене – увлекательное путешествие.

Если вы когда-либо видели предметы, свисающие с верхних столбов электроснабжения или большие ящики, стоящие рядом со зданиями, то вы знакомы с некоторыми из наиболее важных частей оборудования в системе, которая поставляет энергию в ваш дом.Эти машины называются трансформаторами. Нет, они не превращаются в машины супергероев, когда вы не смотрите, но все они о переменах!

Трансформаторы – это электрические машины, которые меняют напряжение с одного напряжения на другое. Напряжение – это мера электрической силы, которая толкает электроны по цепи. В некоторых случаях трансформаторы могут брать электричество с более низким напряжением и переключать его на более высокое напряжение. Такие трансформаторы называются повышающими трансформаторами.

Однако большинство трансформаторов являются понижающими трансформаторами.Они берут электричество с высоким напряжением и меняют его на более низкое напряжение. Это критический шаг в процессе доставки энергии, поскольку электричество, поступающее от электростанции, находится под чрезвычайно высоким напряжением, которое слишком велико для использования в вашем доме.

Например, линия электропередачи электростанции может передавать электричество напряжением от 400 000 до 750 000 вольт. Электричество отправляется с таким высоким напряжением, потому что ему часто приходится преодолевать большие расстояния. Использование более высоких напряжений помогает минимизировать потери энергии при перемещении.

В определенных областях, называемых электрическими подстанциями, огромные трансформаторы снижают это высокое напряжение до более низкого напряжения, которое направляется в определенные области. Вы когда-нибудь видели электрическую подстанцию ​​возле своего дома? Обычно по ним можно узнать по наличию большого количества электрических линий и оборудования, в том числе многочисленных трансформаторов.

Понижающие трансформаторы на подстанциях понижают высокое напряжение до более низкого в диапазоне 7200 вольт. Когда электричество достигает вашего района, трансформаторы на опорах или заземляющих коробках, подключенных к подземным проводам, снижают напряжение электричества до 220–240 вольт для использования в вашем доме.Некоторые основные электроприборы, такие как водонагреватели, плиты и кондиционеры, будут использовать 220–240 вольт, в то время как большинство других небольших электроприборов будут использовать 110–120 вольт.

Так как же трансформаторы творит эту электрическую магию? Все это происходит из-за пары простых фактов об электричестве. Трансформаторы работают, потому что колеблющийся электрический ток (известный как переменный ток или AC), протекающий по проводам, входящим в трансформатор (первичный ток), создает магнитное поле.Это флуктуирующее магнитное поле создает ток (вторичный ток) во втором наборе проводов, покидающих трансформатор, в результате процесса, называемого электромагнитной индукцией.

Чтобы сделать этот процесс более эффективным, провода, входящие и выходящие из трансформатора, скручены в петли или витки вокруг железного стержня, называемого сердечником. Если первичная и вторичная катушки имеют одинаковое количество витков или витков, напряжение будет одинаковым в каждой. Однако, если вторичная катушка имеет больше или меньше петель или витков, тогда напряжение вторичного тока будет больше или меньше первичного тока.

Например, если первичная обмотка имеет 10 витков, а вторичная обмотка – один виток, то трансформатор снизит первичное напряжение в 10 раз. Таким образом, ток, входящий в трансформатор при 1000 вольт, покинет трансформатор при 100 вольт. .

Конструкция и использование трансформаторов – Что происходит внутри электрогенератора? – Высшее – OCR 21C – Редакция GCSE Physics (Single Science) – OCR 21st Century

Трансформатор – это устройство, которое может изменять разность потенциалов или напряжение переменного тока:

• повышающий трансформатор увеличивает разность потенциалов
• понижающий трансформатор уменьшает разность потенциалов

Конструкция трансформатора

Базовый трансформатор состоит из двух витков провода; первичная катушка от входа переменного тока и вторичная катушка, ведущая к выходу переменного тока.Катушки электрически не связаны. Вместо этого они намотаны на железный сердечник. Он легко намагничивается и может переносить магнитные поля от первичной катушки ко вторичной катушке.

Компоненты трансформатора

Когда трансформатор работает:

1. первичная разность потенциалов управляет переменным током через первичную катушку
2. ток первичной катушки создает магнитное поле, которое изменяется при изменении тока
3. железный сердечник увеличивается сила магнитного поля
4. изменяющееся магнитное поле индуцирует изменяющуюся разность потенциалов (напряжение) во вторичной катушке
5. индуцированная разность потенциалов создает переменный ток во внешней цепи

Трансформаторы могут работать только с переменным током.

Что такое трансформатор?

Что такое трансформатор?

Трансформатор – это электрическое устройство, преобразующее переменный ток из одного напряжения в другое. он может быть разработан для «повышения» или «понижения» напряжения и работает по принципу магнитной индукции. Трансформатор не имеет движущихся частей и представляет собой полностью статичное твердотельное устройство, обеспечивающее при нормальных условиях эксплуатации долгий и безотказный срок службы. Трансформатор состоит из двух или более катушек изолированного провода, намотанного на многослойный стальной сердечник.Когда напряжение подается на одну катушку (называемую первичной), оно намагничивает железный сердечник. В результате во вторичной или выходной катушке индуцируется напряжение. Изменение напряжения (отношения напряжений) между первичной и вторичной обмотками зависит от соотношения витков двух катушек.

---

Что делает трансформатор?

Принцип работы Трансформатор работает по принципу магнитной индукции. Каждый трансформатор состоит из двух или более катушек изолированного проводника (проволоки), намотанного на многослойный стальной сердечник.Когда напряжение подается на ПЕРВИЧНУЮ (входную) катушку, она намагничивает стальной сердечник, который, в свою очередь, индуцирует напряжение на ВТОРИЧНОЙ (выходной) катушке. Напряжение, индуцированное от первичной к вторичной катушкам, прямо пропорционально соотношению витков между двумя катушками. (См. Рис.1) Например, если на входе трансформатора или на входе первичной обмотки в два раза больше витков провода, чем во вторичной обмотке, то соотношение будет 2: 1. Следовательно, если вы приложите 480 вольт к первичной обмотке, на вторичной будет индуцировано 240 вольт.Это пример двухобмоточного «понижающего» трансформатора. (См. Рис. 2). Если напряжение должно быть «повышено» или увеличено, тот же трансформатор можно повернуть и подключить так, чтобы на входной стороне было 240 вольт, а на выходе – 480 вольт. (См. Рис. 3) Стандартные трансформаторы мощностью 3 кВА и более могут использоваться как для повышающего, так и для понижающего режима. Трансформаторы номиналом 2 кВА и ниже имеют компенсированные обмотки и не должны использоваться в системах с обратным питанием.(Примечание: необходимо учитывать некоторые соображения по проектированию системы.)

Основы электроники: трансформатор

Строительство трансформатора

Теория предыстории: что делает трансформатор?

Как электричество генерируется в огромных количествах на огромных атомных электростанциях (или ветряных электростанциях, солнечных полях и т. Д.), А затем подается в розетку вашей гостиной с правильным напряжением для питания вашего телевизора, чтобы вы могли посмотреть последний эпизод Колесо фортуны? Первый трансформатор (создан в 1885 г.) на выставке в Германии
Трансформатор – это устройство, которое регулирует уровни переменного напряжения, что делает экономически возможным более эффективную и экономичную передачу и распределение электроэнергии на большие расстояния.

Трансформатор рассматривается многими как один из важнейших электрических компонентов, играющих ключевую роль в современном обществе. Без этого мы, вероятно, не смогли бы обеспечить электричеством столько домов и офисов, сколько мы делаем сегодня, а также не смогли бы обеспечить им более сельские районы мира.

Вы могли бы подумать, что технология, столь важная для нашей повседневной жизни, будет иметь сложную структуру, но когда вы ее разложите, трансформатор – это всего лишь несколько основных частей с широким диапазоном теоретических возможностей.

Структура трансформатора

Сердечник

Сердечник трансформатора представляет собой металлическую конструкцию, которая обернута витками изолированного провода и пропускает магнитный поток. Сердечник обычно изготавливается из железа или стали и может быть выполнен в нескольких конфигурациях: квадратной, тороидальной, E-образной, с цельным, воздушным и даже стальным слоем. Также можно использовать зазор в сердечнике для ограничения тока короткого замыкания. Каждая комбинация имеет свои собственные свойства минимизировать потери или быть наиболее эффективной при использовании на высоких частотах, в зависимости от области применения.

Обмотки

Входные и выходные напряжения / токи трансформатора зависят от количества витков провода, известного как «коэффициент трансформации». Есть первичная сторона и вторичная сторона, и количество обмоток на каждой стороне представляет собой соотношение, прямо пропорциональное соотношению напряжений. На обе стороны влияют друг друга через свойство индукции и магнитный поток, который течет через сердечник трансформатора.

Квадратный магнитный сердечник трансформатора
Для расчета коэффициента оборотов используйте следующую формулу:

Где

В П = Напряжение на первичной стороне В S = Напряжение на вторичной стороне I P = Ток на первичной стороне I S = Ток на вторичной стороне N P = Количество обмоток первичной обмотки N S = Количество витков вторичной обмотки a = Передаточное число

Как видите, первичное и вторичное напряжения прямо пропорциональны количеству витков на первичной и вторичной стороне соответственно, но обратно пропорциональны первичному и вторичному токам.

The Project

Этот комплект DIY Transformer Kit обеспечивает отличный практический опыт с намоткой вашего собственного трансформатора и расчетом различных соотношений витков.

Предупреждение: Если вы не уверены в опасностях, связанных с вашим конкретным проектом, проконсультируйтесь с кем-нибудь, кто имеет опыт, прежде чем начинать свой проект.

Роб Урбанович демонстрирует, как наматывать собственный трансформатор в своем видео на YouTube.

Необходимые инструменты и компоненты:

(2) Магнитный провод 26 AWG
(1) Магнитный провод 20 AWG
(1) Горизонтальное крепление на бобине трансформатора
(2) Ферритовый сердечник E (без зазоров)
Паяльник
Припой
Калькулятор
Изолента
Переменный ток в переменный ток источник

Направление:

1.Начнем с расчета коэффициента поворотов по формуле:

2. Намотка трансформатора несколько сотен раз займет некоторое время, поэтому убедитесь, что у вас есть время сделать это за один присест и вы можете одновременно сосредоточиться на счете. В этом уроке мы будем использовать пример создания повышающего трансформатора и увеличения выходной мощности трансформатора, чтобы удвоить входную.

3. Возьмите один конец более тонкого провода (26 AWG) и припаяйте его к контакту соединителя в углу шпульки.

4. Обмотайте вторичную сторону с рассчитанным числом оборотов. В нашем примере мы намотаем 800 витков. Постарайтесь намотать его относительно туго и равномерно по этой стороне сердечника.

5. По завершении 800 витков припаяйте конец к другому угловому штырю соединителя на бобине трансформатора. Рекомендуется использовать булавку рядом с предыдущей, чтобы вам было легче отслеживать.

6. Используя более толстую проволоку (20 AWG), припаяйте один конец к третьему углу шпульки.

7. Обмотайте первичную сторону с половиной витков вторичной стороны. В нашем примере это будет 400 витков. Опять же, попробуйте намотать его относительно плотно и равномерно по всей стороне сердечника.

8. Припаяв конец провода к последнему углу бобины, оберните все изолентой, чтобы защитить его от окружающей среды и исключить возможность случайного короткого замыкания.

9. Защелкните каждую деталь E-образного сердечника на шпульке так, чтобы центр буквы E проходил через сердцевину шпульки.

Примечание: У вас есть возможность добавить дополнительный центральный отвод, припаяв провод к самому железному сердечнику, чтобы создать более совершенный трансформатор.

10. Вы заметите, что были использованы только четыре контакта. Это сделано в основном для безопасности и простоты. Следуя нашему примеру, вы можете добавить переменное напряжение к первичной стороне, чтобы удвоить его напряжение на вторичной стороне. Не забудьте измерить его мультиметром, прежде чем использовать его в каких-либо приложениях.

Ваш проект завершен – поздравляем!

Вопросы для обсуждения

1.Когда происходит передача максимальной мощности от источника к нагрузке?
2. Что приведет к увеличению числа витков провода на вторичной обмотке трансформатора?
3. Что даст трансформатор с обмоткой 100: 200 по сравнению с трансформатором с обмоткой 400: 800?
4. Для чего нужен трансформатор с центральным отводом?

ссылку

http://edisontechcenter.org/Transformers.html

У вас есть вопросы по трансформаторам? На нашей странице часто задаваемых вопросов есть ответы!

Не случайно вы редко слышите трансформеры, посещая школы, больницы и офисы.В таких чувствительных к звуку условиях часто требуются тихие трансформаторы, и MGM может проектировать блоки со средним уровнем звука на 3 дБ ниже стандартов NEMA ST-20. Для некоторых номиналов кВА и классов кВ мы можем снизить уровень звука до 7 дБ ниже NEMA!

Что вызывает шум трансформатора?
Трансформаторы по своей конструкции издают слышимый «гул», вызванный вибрациями электротехнической стали. Колебания вызываются свойством, известным как «магнитострикция», которое заставляет стальной сердечник изменять свою форму и размер во время намагничивания.По мере увеличения вибрации увеличивается уровень «гудящего» звука.

Почему важно снижать уровень шума?
Для всех устройств MGM придерживается стандартов NEMA, которые определяют уровни звука в зависимости от кВА. Кроме того, существуют специальные приложения, в которых критически важно повышенное шумоподавление. Примеры включают больницы, высотные здания, школы, офисы, библиотеки или другие объекты, где трансформаторы размещаются рядом с их нагрузками в чувствительной к шуму среде.

Как MGM снижает уровень шума?
MGM имеет запатентованную конструкцию шумоподавления, в которой используются методы минимизации гудения, вызванного магнитострикцией.Наша конструкция регулирует усилие зажима, материал сердечника, конструкцию сердечника и устанавливает антивибрационные прокладки по всему устройству. В дополнение к дизайну, размещение трансформатора имеет решающее значение, поэтому MGM предлагает услуги поддержки для обеспечения учета акустических принципов во время установки.

Как MGM проверяет уровни шума?
В соответствии со стандартами тестирования NEMA MGM проверяет каждый блок на его номинальной частоте и напряжении в условиях холостого хода. Помещение для испытаний примерно на 10 футов больше трансформатора со всех сторон с уровнем окружающего шума 5 дБ.С помощью аттестованного / откалиброванного шумомера снимаются пять показаний звука на расстоянии одного фута с каждой стороны кожуха трансформатора и на один фут выше кожуха. Оценка звука – это среднее значение этих пяти значений.

Как правильно подобрать трансформатор

В индустрии отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха мы обычно используем управляющие трансформаторы класса 2 для понижения напряжения до 30 вольт или меньше с номинальной мощностью 100 ВА или меньше. Это позволяет нам прокладывать низковольтную проводку вне шкафа без электропроводки.

Первичное напряжение – это входное напряжение, обычно 120, 208, 240 или 460 вольт. Вторичное напряжение или выходное напряжение обычно составляет от 24 до 30 вольт. Фактическое выходное напряжение будет зависеть от фактического первичного напряжения. Мощность трансформатора оценивается в ВА. ВА должна быть достаточно большой, чтобы удовлетворить требования к общей мощности управления, поэтому следует выбирать достаточно высокую ВА.

Чтобы правильно рассчитать трансформатор, сначала необходимо выбрать первичное напряжение.Если напряжение первичной обмотки составляет 208 В, необходимо следить за тем, чтобы подключать провода только к отводу первичной обмотки 208 В. Если напряжение первичной обмотки составляет 240 В, необходимо следить за тем, чтобы подключать провода только к отводу первичной обмотки 240 В. Подключение 208 В к отводу 240 В приведет к низкому вторичному напряжению. Низкое вторичное напряжение вызовет дребезг контактора, реле или отказы. Это следует проверить при установке пакетного оборудования на 208/240 вольт.

Чтобы определить требуемую ВА трансформатора, умножьте вторичное напряжение на требуемый ампер:

Например, ВА = Вольт x Ампер или 28 В x 1.2 ампера = 33,6 ВА.

Чтобы определить максимальный ток трансформатора, разделите ВА трансформатора на вторичное напряжение трансформатора.

Ампер = ВА / вторичное напряжение или 40ВА / 28В = 1,43 ампера.

Трансформаторы

рассчитаны на отказ в случае короткого замыкания во вторичной обмотке или цепи управления. Если трансформатор выходит из строя, скорее всего, в цепи управления произошло короткое замыкание или перегрузка. Это следует найти и отремонтировать перед заменой трансформатора, поскольку трансформатор редко выходит из строя сам по себе.Встроенный предохранитель или трансформатор с автоматическим выключателем могут быть установлены для защиты нового трансформатора во время обнаружения проблемы.

Вы домовладелец или владеете коммерческой недвижимостью? Посетите mybryantdealer.