Импульсный трансформатор принцип работы: Импульсный трансформатор: принцип работы, расчет

(PDF) Обзор конструкции импульсного трансформатора большой мощности

Чжао Чжан и Сяохуа Тан / Physics Procedure 32 (2012) 566 — 574

573

удостоверились хотя бы один раз в положительном и отрицательном магнитном насыщении сердечника соответственно. То есть намагничивание

индуктивности I

1

должно хотя бы один раз достичь минимального положительного и отрицательного значения, которое приводит к магнитному насыщению,

соответственно.

I

1

может быть получено с помощью точного неиндуктивного небольшого резистора, а интегрирование V

2

может быть выполнено с помощью интегрирующей схемы

или числовой интеграции компьютерного программного обеспечения.Петля гистерезиса может отображаться на осциллографе

в режиме отображения X-Y (обычно при использовании интегрирующей схемы) или на экране компьютера с помощью компьютерного программного обеспечения

(обычно при использовании числового интегрирования). Стимулятор может быть повторяющимся, например источником сигнала переменного тока или

, а также импульсным, например разрядом конденсатора.

4.3.3. Способы предотвращения магнитного насыщения

(A) Вставка воздушного зазора

Вставка одного или нескольких крошечных воздушных зазоров вдоль контура магнитной цепи (показано на рис.15), можно было избежать магнитного насыщения

. Известно, что относительная проницаемость воздуха очень низкая (около 1), в то время как проницаемость магнитного сердечника очень высока (1k ~ 10k), поэтому введение воздушных зазоров соответствует уменьшению эквивалентной проницаемости контура магнитной цепи, тогда

петля гистерезиса отклонена вправо, как показано на рис. 16. Таким образом, значение тока намагничивания, которое раньше могло привести к насыщению

, теперь не будет. Однако введение воздушных зазоров приведет к увеличению индуктивности рассеяния.То есть

позволяет избежать магнитного насыщения за счет времени нарастания.

(B) Выбор материала сердечника с высоким B

с

Взаимосвязь между изменением плотности магнитного потока ǻB и выходным импульсным напряжением V

o

, шириной выходного импульса t

o

,

витков вторичной обмотки обмотка N

2

и площадь поперечного сечения S isB = V

o

t

o

/ N

2

S.Как правило, даны спецификации V

o

и

, таким образом, если N

2

и S выбраны правильно, чтобы убедиться, что вычисленное значение ǻB меньше, чем может обеспечить магнитопровод

, магнитопровод не будет насыщен. Очевидно, что чем больше Bs, тем больше ǻB, которое может составлять

, обеспечиваемое магнитным сердечником. Так что насыщения можно было избежать. Таким образом, выбор материала сердечника с высоким значением B

s

может избежать магнитного насыщения

.

5. Выводы

В соответствии с синтезом и сравнением показано, что импульсный трансформатор с закрытым сердечником имеет меньшее время нарастания

, более широкую ширину импульса, более высокую энергоэффективность, более качественную пульсовую волну, но относительно больший объем. Таким образом, можно сделать вывод, что

можно сделать вывод, что выбор материала сердечника с высокой проницаемостью и плотностью потока насыщения, использование закрытого сердечника

и принятие некоторых соответствующих мер по снижению индуктивности рассеяния в процессе изготовления может достичь цели

, сокращая время нарастания, расширяя ширина выходного импульса и повышение энергоэффективности.Для обеспечения надежности конструкции импульсного трансформатора

необходимо измерить соответствующие параметры магнитопровода.

6. Выражение признательности

Проект поддержан Научно-инновационным фондом Института электротехники, CAEP,

Mianyang, China.

Ссылки

[1] Дж. Манковски, М. Кристиансен. IEEE Trans. Plasma Sci. 28 (2000) 102

[2] Z.B.Zeng, X.H.Tan, et al. Техника высокого напряжения 33 (2007) 95

[3] G.Л. Джонсон. Твердотельная катушка Тесла Глава 4 (2001)

[4] Р.Х. Ван. Пресса о проектировании импульсных трансформаторов, Пекин (1996)

[5] GB / T 8554-1998.GB Государственное бюро качества и технического надзора (1998)

[6] Дж. Дж. Рохвайн, Р. Н. Лоусон и др. Конференция по импульсной энергии Sandia National Laboratories (1991) 968

[7] Дж. П. О’Луфлин, Дж. Д. Сидлер и Дж. Дж. Рохвайн. Симпозиум IEEE Power Modulator (1988) 325

[8] S.C.Kim, H.Heo. Протокол конференции 27-го Международного симпозиума по модуляторам мощности (2006) 127

[9] S.К. Ким, С. С. Парк и др. Конференция IEEE Pulsed Power (2005) 696

[10] Y.Z.Li, J.D.Zhang, et al. J. National Univ. Defense Tech. 23 (2001) 110

[11] J.L.Liu, S.Z.Li, et al. ЛАЗЕР БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ И ПУЧКИ ЧАСТИЦ 18 (2006) 1736

Введение в трансформаторы | Строительство, работа, приложения

В этом руководстве мы увидим краткое введение в трансформаторы. Мы узнаем, что такое электрический трансформатор, конструкция трансформатора, принцип его работы, классификации трансформаторов, потери и КПД, а также некоторые области применения.

Введение в трансформаторы

Трансформатор — одно из наиболее распространенных устройств в электрической системе, которое связывает цепи, работающие при разных напряжениях. Они обычно используются в приложениях, где требуется преобразование переменного напряжения с одного уровня напряжения. к другому.

Можно уменьшить или увеличить напряжение и токи с помощью трансформатора в цепях переменного тока в зависимости от требований электрического оборудования, устройства или нагрузки.В различных приложениях используется широкий спектр трансформаторов, включая силовые, измерительные и импульсные трансформаторы.

В целом трансформаторы делятся на два типа, а именно электронные трансформаторы и силовые трансформаторы. Рабочие напряжения электронных трансформаторов очень низкие и рассчитаны на низкие уровни мощности. Они используются в бытовом электронном оборудовании, таком как телевизоры, персональные компьютеры, CD / DVD-плееры и другие устройства.

Термин «силовой трансформатор» относится к трансформаторам с высокими номиналами мощности и напряжения.Они широко используются в системах выработки, передачи, распределения и коммунальных услуг для повышения или понижения уровней напряжения. Однако работа этих двух типов трансформаторов одинакова. Итак, давайте подробнее остановимся на трансформаторах.

Что такое электрический трансформатор?

Трансформатор — это статическое устройство (то есть не имеющее движущихся частей), которое состоит из одной, двух или более обмоток, которые связаны магнитным полем и электрически разделены с магнитным сердечником или без него.Он передает электрическую энергию от одной цепи к другой по принципу электромагнитной индукции.

Обмотка, подключенная к основному источнику переменного тока, называется первичной обмоткой, а обмотка, подключенная к нагрузке или от которой отводится энергия, называется вторичной обмоткой. Эти две обмотки с надлежащей изоляцией намотаны на многослойный сердечник, который обеспечивает магнитный путь между обмотками.

Когда первичная обмотка запитана источником переменного напряжения, в сердечнике трансформатора будет создаваться переменный магнитный поток или поле.Эта амплитуда магнитного потока зависит от величины приложенного напряжения, частоты источника питания и количества витков на первичной стороне.

Этот поток циркулирует по сердечнику и, следовательно, связан с вторичной обмоткой. Основанное на принципе электромагнитной индукции, эта магнитная связь индуцирует напряжение во вторичной обмотке. Это называется взаимной индукцией между двумя цепями. Напряжение вторичной обмотки зависит от количества витков вторичной обмотки, а также от магнитного потока и частоты.

Трансформаторы широко используются в электроэнергетических системах для создания переменных значений напряжения и токов с одинаковой частотой. Следовательно, за счет соответствующего соотношения витков первичной и вторичной обмоток трансформатор получает желаемое соотношение напряжений.

В начало

Конструкция трансформатора

Основными частями трансформатора являются сердечник, обмотки, контейнер или бак, вводы, расширитель и радиаторы.

Сердечник

Для мощных приложений сердечник трансформатора изготовлен из материала с высокой проницаемостью, который обеспечивает путь с низким сопротивлением для магнитного потока.Поперечное сечение жилы может быть квадратным или прямоугольным.

Обычно трансформаторы с железным сердечником обеспечивают лучшее преобразование мощности по сравнению с трансформаторами с воздушным сердечником. Трансформаторы с воздушным сердечником используются для высокочастотных применений (выше 2 кГц), тогда как для низкочастотных применений (ниже 2 кГц) используются трансформаторы с железным сердечником.

Во всех типах трансформаторов сердечник состоит из пластин из кремнистой стали или листовой стали, которые собираются таким образом, чтобы обеспечить непрерывный магнитный путь для магнитного потока.С этим слоистым сердечником потери на вихревые токи сведены к минимуму.

Толщина этих многослойных стальных листов составляет от 0,35 до 5 мм, они изолированы лаком, оксидом или фосфатом, а затем формируются в виде сердечника.

Для улучшения магнитных свойств используется горячекатаная сталь с ориентированным зерном (HRGO), или холоднокатаная сталь с ориентированным зерном (CRGO), или листы с высоким содержанием B (HiB). В случае небольших трансформаторов сердечник сконструирован из горячекатаных листов кремнистой стали в форме E, и используются I, C и I или O.

Обмотки

Обычно (двухобмоточный) трансформатор имеет две обмотки, а именно первичную и вторичную обмотки, которые сделаны из высококачественной меди.

Изолированные многожильные проводники используются в качестве обмоток для передачи больших токов. Эта изоляция позволяет избежать контакта витков с другими витками.

Напряжение, подключенное к первичной обмотке, называется первичным напряжением, тогда как индуцированное напряжение во вторичной обмотке называется вторичным напряжением.Если вторичное напряжение больше первичного, оно называется повышающим трансформатором, а если меньше — понижающим трансформатором. Поэтому обмотки обозначаются как обмотки ВН и НН в зависимости от уровня напряжения.

По сравнению с обмоткой НН, обмотка ВН требует большей изоляции, чтобы выдерживать высокие напряжения, а также большего зазора между сердечником и корпусом.

Катушки трансформатора могут быть концентрическими или многослойными. Концентрические катушки используются в трансформаторах с сердечником, тогда как многослойные катушки используются в трансформаторах с корпусом.При концентрическом расположении обмотка НН размещается рядом с сердечником, а обмотка ВН размещается вокруг обмотки НН для обеспечения низких требований к изоляции и зазорам. Наиболее часто используемые катушки для трансформатора включают спиральные, многослойные, дисковые и перекрестные катушки.

Другими необходимыми частями трансформатора являются расширительный бак, который используется для обеспечения необходимого хранения масла, чтобы давление масла при больших нагрузках стабилизировалось. Когда масло в трансформаторе нагревается, естественно, масло расширяется и сжимается.При этом масло подвергается сильному давлению, поэтому без расширительного бака существует вероятность взрыва трансформатора.

Проходные изоляторы обеспечивают изоляцию выходных клемм, снимаемых с обмоток трансформатора. Это могут быть фарфоровые вводы или вводы конденсаторного типа, которые выбираются в зависимости от уровня рабочего напряжения. Из-за простой, прочной и прочной конструкции трансформаторы требуют небольшого обслуживания. Из-за отсутствия движущихся частей КПД трансформатора очень высок, который может варьироваться от 95% до 98%.

В начало

Классификация трансформаторов

Трансформаторы подразделяются на несколько типов в зависимости от различных факторов, включая номинальное напряжение, конструкцию, тип охлаждения, количество фаз в системе переменного тока, место, где он используется, и т. Д. мы обсудим некоторые из этих типов трансформаторов.

На основе функции

Трансформаторы подразделяются на два типа на основе преобразования уровня напряжения. Это повышающие и понижающие трансформаторы.

Повышающие трансформаторы

В повышающем трансформаторе вторичное напряжение больше первичного. Это связано с меньшим количеством катушек в первичной обмотке по сравнению с вторичной. Этот тип трансформатора используется для повышения напряжения до более высокого уровня. Они используются в системах передачи и рассчитаны на более высокие уровни мощности.

Понижающие трансформаторы

В понижающем трансформаторе вторичное напряжение меньше первичного из-за меньшего количества витков вторичной обмотки.Следовательно, этот тип трансформатора используется для понижения напряжения до определенных уровней цепи. В большинстве источников питания используется понижающий трансформатор, чтобы поддерживать рабочий диапазон схемы в пределах указанного безопасного предела напряжения. Эти типы трансформаторов используются в распределительных системах (силовые трансформаторы) и в электронных схемах (электронные трансформаторы).

Следует отметить, что трансформатор является обратимым устройством, поэтому его можно использовать как повышающий, так и понижающий трансформатор. Например, если цепи требуется высокое напряжение, мы подключим клеммы ВН к нагрузке, тогда как нагрузке или цепи требуется низкое напряжение, мы подключим клеммы НН к нагрузке.

Коэффициент напряжения трансформатора определяется соотношением витков. Чем больше витков в обмотке, тем выше будет создаваемое в ней напряжение. Следовательно, понижающий трансформатор имеет меньшее количество витков на вторичной обмотке для получения низкого напряжения и больше витков на первичной обмотке, чтобы выдерживать высокие уровни напряжения источника переменного тока.

Соотношение витков = первичное напряжение / вторичное напряжение = первичное / вторичное

Соотношение витков VP / VS = NP / NS

на основе конструкции сердечника

На основе конструкции трансформаторы подразделяются на два типа: способ размещения обмоток вокруг сердечника.Это трансформаторы с сердечником и оболочкой.

Трансформатор с сердечником

В трансформаторе этого типа обмотки окружают значительную часть сердечника. Обычно распределительные трансформаторы бывают сердечникового типа. Некоторые из крупных силовых трансформаторов имеют корпусный тип.

В трансформаторах с сердечником используются цилиндрические катушки с формованной обмоткой, и эти катушки могут быть прямоугольными, овальными или круглыми. Для трансформатора с сердечником небольшого размера используется простой прямоугольный сердечник с цилиндрической катушкой круглой или прямоугольной формы.

А для трансформаторов с сердечником большого размера используется крестообразный сердечник с круглыми или круглыми цилиндрическими катушками. В большинстве трансформаторов с сердечником используются цилиндрические катушки из-за их механической прочности. Эти цилиндрические катушки намотаны спиральными слоями и изолированы друг от друга изолирующими материалами, такими как ткань, бумага, слюда и т. Д.

Обмотку низкого напряжения легко изолировать по сравнению с обмоткой высокого напряжения; следовательно, он расположен ближе к сердцевине.

Трансформатор кожухового типа

В трансформаторе кожухового типа железный сердечник окружает значительную часть медной обмотки, как обратный случай трансформатора сердечника.В этом типе катушки также предварительно намотаны, но представляют собой многослойные катушки дискового типа, намотанные в виде блинов. Эти многослойные дисковые катушки в разных слоях разделены друг от друга бумагой. Вся обмотка состоит из уложенных друг на друга дисков, а между катушками предусмотрено изоляционное пространство для образования горизонтальных изолирующих и охлаждающих каналов.

Трансформатор Berry — это наиболее часто используемый трансформатор кожухового типа. В корпусном типе сердечник имеет три плеча, а обмотки намотаны вокруг центрального плеча.Обмотки как низкого, так и высокого напряжения разделены на разные катушки, которые расположены поочередно. Между обмотками НН зажаты обмотки ВН. Опять же, чтобы снизить требования к изоляции, обмотки низкого напряжения размещаются рядом с сердечником. Этот тип конструкции предпочтителен для трансформаторов с высокими номиналами. Трансформатор с корпусом

в зависимости от типа поставки

В зависимости от типа источника питания трансформаторы могут быть одно- или трехфазными. Однофазные трансформаторы предназначены для работы в однофазной системе; поэтому он имеет две обмотки для преобразования уровней напряжения.Они используются на удаленных концах системы распределения электроэнергии. У них меньшая мощность по сравнению с трехфазными трансформаторами. Для этого типа трансформатора в основном используется конструкция с сердечником.

Для работы с трехфазной системой нам понадобятся три однофазных трансформатора. Таким образом, из соображений экономической выгоды трехфазный трансформатор рассматривается для трехфазного режима работы. Он состоит из трех обмоток или катушек, которые подключены надлежащим образом в соответствии с входным напряжением. Этот тип трансформаторов, первичная и вторичная обмотки подключаются по схеме звезда-треугольник или треугольник-звезда в зависимости от требований к напряжению нагрузки

На основе использования

1. Силовой трансформатор
2. Распределительный трансформатор
3. Измерительный трансформатор

Другие типы трансформаторов

В зависимости от типа охлаждения они классифицируются как

1. Трансформатор с воздушным охлаждением
2. Трансформатор с воздушным охлаждением
3. Масляный трансформатор с самоохлаждением
4. Масляный трансформатор с водяным охлаждением
5. Масляный трансформатор с принудительным масляным охлаждением

Вернуться к началу

Принцип работы трансформатора

Работа трансформатора основана на принципе взаимной индукции между двумя катушками или обмотками, которые связаны общим магнитным потоком.Когда первичная обмотка запитана от источника переменного тока, в первичной обмотке устанавливается магнитный поток.

Этот поток связан как с первичной, так и с вторичной обмотками, поскольку сердечник обеспечивает путь с низким сопротивлением для магнитного потока. Следовательно, большая часть потока, создаваемого первичной обмоткой, связана с вторичной обмоткой. Это называется основным потоком или полезным потоком. Кроме того, поток, который не связан с вторичной обмоткой, называется потоком рассеяния. Большинство трансформаторов имеют низкий поток утечки для уменьшения потерь.

Согласно законам электромагнитной индукции Фарадея, эта магнитная связь как с первичной, так и с вторичной обмотками индуцирует в них ЭДС. Эта ЭДС, наведенная в каждой обмотке, пропорциональна количеству витков в ней. Напряжение или ЭДС, индуцированное в первичной обмотке, называется обратной ЭДС, которая противодействует входному напряжению питания до такой степени, что первичный ток не протекает.

Но небольшой ток намагничивания протекает через первичную обмотку трансформатора. ЭДС, наведенная во вторичной обмотке, представляет собой напряжение холостого хода.Если вторичная цепь замкнута или нагрузка подключена, вторичный ток начинает течь через нее, что приводит к созданию размагничивающего магнитного потока. Из-за этого размагничивающего потока возникает дисбаланс между приложенным напряжением и обратной ЭДС.

Чтобы восстановить баланс между этими двумя, от источника питания потребляется больше тока, так что эквивалентное магнитное поле создается для баланса с вторичным полем.

Поскольку одинаковый взаимный поток разрезает обе обмотки, ЭДС, индуцированная в каждом витке обеих обмоток, одинакова.Следовательно, общая наведенная ЭДС в каждой обмотке должна быть пропорциональна количеству витков в этой обмотке. Это оказывается для установления известной зависимости между наведенной ЭДС и числом витков. И задается как

E1 / E2 = N1 / N2

Поскольку напряжения на клеммах обеих обмоток немного отличаются от их наведенных ЭДС, мы можем записать как

V1 / V2 = N1 / N2

Это называется как коэффициент трансформации трансформатора. Это значение преобразования больше единицы в случае повышающего трансформатора и меньше единицы в понижающем трансформаторе.

С точки зрения баланса витков в ампер,

I1N1 = I2N2

I1 / I2 = N2 / N1

В начало

Эквивалентная схема трансформатора

Эквивалентная схема машины или устройства — это просто интерпретация уравнений который сочетает в себе постоянные и переменные резисторы и реактивные сопротивления, что точно имитирует или полностью описывает поведение машины.

Как правило, проблемы, связанные с напряжением и током трансформатора, могут быть решены с помощью векторных диаграмм.Однако, чтобы упростить вычисления, очень удобно представить трансформатор эквивалентной схемой.

Применяя теорию прямых цепей к этой эквивалентной схеме, мы можем легко определить ток и напряжения в трансформаторе.

На приведенном выше рисунке показана эквивалентная схема трансформатора, в которой предполагается, что сопротивление и реактивное сопротивление как первичной, так и вторичной обмоток являются внешними (показаны отдельно) по отношению к обмотке.Ток холостого хода Io представляет собой комбинацию намагничивающей составляющей Iu и активной составляющей Iw.

Следовательно, влияние тока намагничивания представлено как Xo, а влияние активного компонента или компонента потерь в сердечнике представлено неиндуктивным резистивным Ro. И Ro, и Xo подключены через первичную обмотку, как показано на рисунке. Эта параллельная комбинация называется эквивалентной схемой при отсутствии нагрузки.

Когда нагрузка подключена к вторичной обмотке, ток I2 начинает течь через вторичную цепь и вызывает падение напряжения на X2 и R2.Как упоминалось выше, из-за вторичного тока I2 первичная обмотка потребляет больше тока. Таким образом, первичный ток I1 вызывает значительное падение на R1 и X1.

Чтобы упростить вычисления, эквивалентная схема дополнительно упрощена за счет переноса вторичных сопротивлений и реактивных сопротивлений на первичную сторону, так что соотношение E2 / E1 не изменяется ни по фазе, ни по величине.

Первичный эквивалент вторичной ЭДС

E2 ‘= E2 / K

Где K — коэффициент трансформации

Аналогично первичный эквивалент вторичного напряжения на клеммах

V2′ = V2 / K

Первичный эквивалент вторичного тока составляет

I2 ‘= I2 / K

Пусть R2′ — это сопротивление, передаваемое на первичную сторону, которое вызывает падение первичной обмотки, такое же, как и во вторичной обмотке.Итак, I2’R2 ’- это падение напряжения в первичной обмотке на R2’. Оказывается, соотношение I2’R2 ’и I2R2 должно быть таким же, как и отношение N1 / N2 (отношение оборотов).

Следовательно,

(I2’R2 ‘) / (I2R2) = (N1 / N2) = (1 / K)

R2′ = R2 × (I2 / I2 ‘) × (1 / K)

Но (I2 / I2 ‘) = (N1 / N2) = (1 / K)

Следовательно, R2′ = R2 / K ²

Аналогично X2 ‘= X2 / K ²

Таким же образом сопротивление нагрузки и реактивное сопротивление также могут передаваться на первичную обмотку.Со всеми этими переданными значениями точная эквивалентная схема трансформатора показана ниже.

Также возможно передать первичное сопротивление и реактивное сопротивление (или просто импеданс) вторичному, так же как вторичное сопротивление и реактивное сопротивление (или импеданс) передаются первичному. Пусть R1 ‘и X1’ — это сопротивление и реактивность, передаваемые на вторичную сторону от первичной, тогда

R1 ‘= K ² R1

X1′ = K ² X1

Следует отметить, что ток холостого хода составляет небольшую часть тока полной нагрузки, а также E1 отличается от V1 на небольшую величину, и, следовательно, ток I2 ‘практически равен I1.

Таким образом, падением напряжения из-за тока холостого хода Io на R1 и X1 можно пренебречь. Следовательно, точная эквивалентная схема дополнительно упрощается путем смещения влево параллельной ветви холостого хода, состоящей из Ro и Xo, в крайнее левое положение, как показано на рисунке ниже.

Эта схема называется соответствующей схемой замещения трансформатора относительно первичной обмотки. Следовательно, анализ упрощается за счет добавления последовательных сопротивлений и реактивных сопротивлений.

В начало

Потери в трансформаторе

Трансформатор не имеет движущихся частей и, следовательно, в нем отсутствуют механические потери.Следовательно, потери в трансформаторе считаются потерями электроэнергии. В трансформаторе существуют два типа электрических потерь: потери в сердечнике и потери в меди.

Потери в сердечнике или в железе

Эти потери включают как гистерезисные, так и вихретоковые потери.

Магнитный поток, создаваемый в сердечнике трансформатора, переменный; тем самым он подвергается циклу намагничивания и размагничивания. При этом требуется соответствующая мощность для непрерывного реверсирования элементарных магнитов железного сердечника.Это называется эффектом гистерезиса, и из-за этого происходит значительная потеря энергии.

Потери гистерезиса = K _h B _m ^1,67 fv Вт

Где,

K _h = Константа гистерезиса

B _m = Максимальная частота потока

= Максимальная плотность потока

объем сердечника

Поскольку сердечник трансформатора состоит из ферромагнитных материалов, которые также являются хорошими проводниками. Следовательно, магнитный поток, связанный с сердечником, вызывает в сердечнике ЭДС.Следовательно, сердечник создает в сердечнике вихревые токи, вследствие чего в сердечнике возникают значительные потери на вихревые токи.

Потери на вихревые токи = K _e B _м ² f ² t ² Вт на единицу объема

Где

K _e = Вихретоковая постоянная

t = толщина core

Из двух приведенных выше уравнений следует заметить, что напряжение питания при фиксированной частоте является постоянным и, следовательно, поток, в свою очередь, плотность потока в сердечнике почти постоянна.Следовательно, и гистерезис, и потери на вихревые токи постоянны при всех нагрузках. Следовательно, потери в сердечнике также называют постоянными потерями.

За счет использования высококачественных материалов сердечника, таких как кремнистая сталь, имеющая очень низкую петлю гистерезиса, гистерезисные потери минимизируются или уменьшаются. С другой стороны, потери на вихревые токи минимизируются за счет использования многослойного сердечника. Эти постоянные потери или потери в сердечнике могут быть измерены путем разомкнутой цепи трансформатора.

Потери в меди

Эти потери возникают в сопротивлениях обмоток трансформатора, когда по нему проходит ток нагрузки.Общие потери в меди в трансформаторе получаются путем сложения первичных и вторичных потерь в меди. Они обнаруживаются проведением короткого замыкания на трансформаторе.

Другие потери в трансформаторе включают диэлектрические потери и потери паразитной нагрузки. Паразитные потери являются результатом вихревых токов в баке и проводниках обмотки. Диэлектрические потери возникают в изоляционных материалах, таких как масляная и твердая изоляция трансформатора.

В начало

КПД трансформатора

Это отношение полезной выходной мощности к входной мощности трансформатора, работающего при определенной нагрузке и коэффициенте мощности.

КПД = выход / вход

= выход / (выход + общие потери) или

= (вход — потери) / вход

= 1- (потери / вход)

Обычно КПД трансформатора выражается в диапазон от 95 до 98%. Из приведенного выше уравнения эффективности можно отметить, что эффективность зависит от ватт, а не от вольт-амперной характеристики. Следовательно, при любом номинальном значении вольт-ампер КПД трансформатора зависит от коэффициента мощности. КПД максимален при единичном коэффициенте мощности и определяется расчетом общих потерь при испытаниях OC и SC.

В начало

Применение трансформаторов

• Повышение или понижение уровня напряжения в системах передачи энергии, таких как системы передачи и распределения.
• Для изоляции цепей низкого напряжения от цепей высокого напряжения на подстанциях, цепях цепей управления в промышленности и т. Д.
• Измерительные трансформаторы, такие как трансформаторы тока и напряжения, используются в системах защиты и индикации счетчиков.
• Они также используются для согласования импеданса.

Вернуться к началу

Новый эталонный импульсный трансформатор для локальной сети | Примечание по применению

Новый эталонный импульсный трансформатор LAN

В последние годы разъемы LAN стали стандартным оборудованием не только компьютеров и других ИТ-продуктов, но и цифровых телевизоров, а также многих других типов аудиовизуальных устройств и потребительских товаров. Импульсные трансформаторы являются ключевыми компонентами таких интерфейсов LAN. Трансформаторы должны передавать импульсные сигналы с высокой скоростью и в то же время обеспечивать другие функции, такие как изоляция между входом и выходом.Компания TDK применила свои обширные технологические ноу-хау, полученные при разработке фильтров синфазных помех типа SMD (устройство поверхностного монтажа), для создания нового типа импульсного трансформатора SMD, изготовленного с использованием технологии автоматической намотки катушек. Обычные устройства с обмотками, уложенными вручную, страдают от различных проблем, таких как неровные характеристики из-за производственных допусков. Напротив, новые импульсные трансформаторы от TDK обеспечивают превосходную однородность и производительность, сопоставимую с существующими продуктами, при гораздо меньшей занимаемой площади.Серия ALT обязательно станет новым ориентиром в этой области.

Ethernet стал доминирующим форматом LAN вместе с развитием компьютеров

Стандарт Ethernet, который в настоящее время является доминирующим во всем мире форматом для LAN (локальных сетей), был разработан в начале 1980-х годов в США. Первоначально он был разработан для соединения рабочих станций в исследовательских учреждениях, на предприятиях и в аналогичных профессиональных средах. Но вместе с развитием персонального компьютера ЛВС стала широко распространенным решением для подключения нескольких ПК, и рынок ЛВС рос не по дням, а по часам.Соединение отдельных локальных сетей на большем расстоянии называется глобальной сетью (WAN), а соединение между несколькими компьютерами и аудиовизуальными устройствами в доме называется домашней сетью или домашней локальной сетью. В отличие от беспроводных локальных сетей, локальная сеть Ethernet требует кабельного соединения, но это обеспечивает очень надежную передачу данных на гораздо более высоких скоростях.

Существуют различные форматы Ethernet, которые различаются по таким аспектам, как тип кабельного подключения и скорость передачи. Они определены соответствующими стандартами и обозначены такими терминами, как 100BASE-T или 1000BASE-T.Первый рассчитан на скорость передачи (пропускную способность) 100 Мбит / с, а второй достигает скорости до 1000 Мбит / с (1 гигабит в секунду). Буква «T» означает, что в формате используется витая пара.

: ключевой компонент интерфейса LAN

Электронные устройства, оснащенные разъемом LAN, имеют встроенный адаптер LAN, который позволяет подключить устройство к сети, просто подключив кабель. До того, как адаптеры LAN стали стандартом на материнских платах ПК, они обычно были доступны в виде сменных карт, предназначенных для вставки в слот компьютера.Одна из причин, по которой адаптеры теперь встраиваются в компьютеры, — это распространение широкополосных подключений к Интернету.

Разъем LAN, также называемый портом LAN, чем-то похож на модульное телефонное гнездо, но имеет немного большие размеры. Это называется разъемом RJ45. Внутри сигналы разъема RJ45 направляются через дроссельные катушки синфазного режима (фильтры) на импульсный трансформатор, а затем на ИС приемопередатчика. Модуль разъема LAN объединяет разъем RJ45, синфазные дроссельные катушки и импульсный трансформатор в единый компактный блок.

Импульсный трансформатор — это специальный трансформатор, предназначенный для передачи сигналов импульсной формы. В отличие от силового трансформатора, он не предназначен для передачи энергии; следовательно, его можно сделать значительно более компактным, что позволит ему поместиться в соединительный модуль.

Обычный метод: ручная намотка на тороидальном сердечнике

Импульсный трансформатор имеет простую конструкцию, построенную вокруг тороидального (кольцевого) сердечника, на который намотаны первичная и вторичная обмотки.Однако, хотя принцип действия и конструкция просты, импульсные трансформаторы на самом деле являются довольно сложными электронными компонентами, которые нужно построить. Такие аспекты, как конструкция, выбор материала сердечника и метод намотки, значительно влияют на результат, а добиться единообразных характеристик нелегко.

По сравнению с другими трансформаторами с сердечниками, которые по своей природе имеют воздушные зазоры, тороидальный трансформатор имеет более низкий поток рассеяния и, следовательно, может обеспечивать лучшие характеристики. Следовательно, импульсные трансформаторы традиционно проектировались как тороидальные трансформаторы, но из-за их формы катушки обычно наматываются вручную, потому что автоматическую намотку сложно реализовать.Это неизбежно приводит к допускам между готовыми изделиями и препятствует стабильному качеству и массовому производству.

Новый метод производства, основанный на революционной идее

В наши дни не только персональные компьютеры, но и многие другие типы оборудования, такие как цифровые телевизоры и аудиовизуальные устройства, обычно поставляются с разъемами LAN. Таким образом, импульсные трансформаторы для ЛВС стали очень востребованным продуктом. Если принять форму тороидального сердечника как заданную, автоматическая намотка невозможна, а потребности рынка трудно удовлетворить.

Серия импульсных трансформаторов SMD ALT от TDK представляет собой радикальный отход. Подумав нестандартно, наши инженеры придумали решение, позволяющее реализовать производственный процесс с использованием автоматизированной намотки.

Команда разработчиков взяла подсказку от фильтров синфазных помех типа SMD, которые широко используются в качестве компонентов подавления шума. Фильтр синфазных помех похож на импульсный трансформатор, поскольку в нем используются две обмотки на тороидальном сердечнике. Чтобы обеспечить массовое производство, TDK разработала новаторский подход, в котором используется автоматическая намотка сердечника барабана с последующим соединением его с сердечником из плоской пластины.Оказалось, что конструкция сердечника и метод автоматической намотки, очень похожие на фильтры синфазных помех типа SMD, могут быть применены к импульсным трансформаторам. Это привело к разработке новых импульсных трансформаторов типа SMD.

требует передовых технических знаний

Прочность связи между первичной и вторичной обмотками трансформатора выражается как коэффициент связи (k). В идеальном трансформаторе это было бы 1, но в реальном мире поток утечки и другие факторы приводят к тому, что коэффициент k меньше 1.

Таким образом, ключевым аспектом конструкции трансформатора является вопрос о том, как достичь коэффициента, который максимально приближается к 1. Как описано выше, воздушный зазор в сердечнике трансформатора вызывает поток рассеяния, приводящий к индуктивности рассеяния, которая ухудшает характеристики трансформатора. Разработав сердечник новой формы, пригодный для автоматической намотки, TDK удалось уменьшить зазор на стыке сердечника барабана и сердечника пластины менее чем наполовину, что привело к значительному уменьшению потока рассеяния.

Конструкция обмотки также важна для снижения коэффициента связи. Обмотки трансформатора подвержены так называемой паразитной емкости, которая не отображается на принципиальных схемах. Хотя обмотки электрически изолированы, разность потенциалов заставляет соседние обмотки действовать как электроды конденсатора. Этот тип паразитной емкости называется внутриобмоточной емкостью. Кроме того, существует еще один тип паразитной емкости, а именно емкость распределения обмоток между первичной и вторичной обмотками.Уменьшение этих типов паразитной емкости требует компромисса, поскольку это уменьшение приводит к увеличению индуктивности рассеяния. Поэтому для достижения хорошей конструкции намотки требуется передовое техническое ноу-хау, которое нелегко получить.

Использование феррита в качестве идеального сердечника для импульсного трансформатора

Поскольку импульсные сигналы обычно охватывают очень широкий частотный диапазон, выбор материала сердечника имеет решающее значение для предотвращения чрезмерного искажения формы импульса, которое может ухудшить сигнал.

Например, импульсный трансформатор для соединения 100BASE-T Ethernet должен иметь значение индуктивности не менее 350 микрогенри (мкГн) при подаче напряжения смещения постоянного тока 8 мА. Таким образом, очень желательны выдающиеся характеристики наложения феррита по постоянному току, поскольку кривая намагничивания остается линейной даже при приложении постоянного магнитного поля смещения. (Искажение формы волны увеличивается по направлению к изогнутой части графика характеристик.) Требуется ферритовый материал, который обеспечивает как высокую магнитную проницаемость, так и высокую плотность потока насыщения и который демонстрирует эти характеристики во всем температурном диапазоне, существующем в нормальной среде LAN.

Используя свой обширный опыт в области ферритовой технологии, компания TDK разработала ферритовый материал, оптимизированный для применения в импульсных трансформаторах. Для достижения этой цели были тщательно пересмотрены как состав материала, так и микроструктура. В серии ALT используется новый материал, отвечающий техническим требованиям высокоскоростных локальных сетей нового поколения.

Высокая производительность наравне с предыдущими продуктами, достигнутая за счет автоматической намотки

Серия ALT обеспечивает высокую надежность и производительность, требуемые от импульсного трансформатора для приложений LAN, и делает это в компактном корпусе типа SMD, изготовленном с автоматической намоткой, что считалось очень трудным для реализации.Как видно из глазковой диаграммы, показанной справа, целостность сигнала находится на том же уровне, что и у обычных продуктов, хотя корпус SMD заметно меньше.

В импульсных трансформаторах серии ALT используется не только автоматическая намотка катушек, но и автоматическая термокомпрессионная сварка клеммных электродов и проводов. Для обычных изделий требуется ручная обработка проволоки и пайка. Автоматизация этих шагов приводит к более однородному качеству.

Производственный процесс для обычных продуктов является полуавтоматическим, с пакетной обработкой, которая используется на этапах от электрических испытаний до наклеивания лент.Напротив, производственный процесс для серии ALT является непрерывным и полностью автоматизированным.

Меньшая занимаемая площадь приводит к значительной экономии места

Импульсный трансформатор обычно встроен в модуль LAN вместе с дроссельными катушками синфазного режима и другими частями. С обычными компонентами сложную проводку, а также пайку приходилось выполнять вручную при установке импульсного трансформатора. Затем детали были зафиксированы смолой. Поскольку трансформаторы серии ALT являются SMD-компонентами, их можно устанавливать вместе с другими частями на этапе оплавления, что значительно упрощает процесс и сокращает количество необходимых рабочих часов.

Еще одно преимущество — более компактные размеры, которые способствуют экономии места. В сочетании с удалением шума в соответствии с методом дифференциальной передачи требуемая занимаемая площадь может быть уменьшена примерно на 40–60% (при использовании монтажа на одной плате в сочетании с синфазными фильтрами серии ACM от TDK).

Серия ALT, как и ее предшественники, обозначена TDK как полностью бессвинцовый «экологически безопасный» продукт, который полностью исключает свинец и соединения свинца и совместим с бессвинцовой пайкой.Серия ALT также не содержит галогенов и поэтому подходит для компаний, которые стремятся полностью исключить галогены из своих конечных продуктов.

На пути к высокоскоростной локальной сети нового поколения, объединяющей проводные и беспроводные подключения

Беспроводная локальная сеть становится все более распространенной, но проводная локальная сеть по-прежнему имеет явное преимущество с точки зрения высокой скорости передачи данных, устойчивости к помехам и стабильности работы. Импульсные трансформаторы, которые являются ключевым компонентом приложений LAN, должны будут соответствовать требованиям к производительности для решений Ethernet следующего поколения.

Серверы, маршрутизаторы и подобное оборудование должны поддерживать более высокие скорости и обеспечивать исключительную надежность, в то время как компактные размеры и низкопрофильный форм-фактор являются целями проектирования портативных компьютеров, цифровых телевизоров, рекордеров с жесткими дисками, игровых консолей и т. Д. сектора, необходимы дальнейшие улучшения производительности в широком диапазоне температурных условий.

Охватывая весь спектр от домашнего использования до промышленного применения, серия ALT соответствует высоким техническим характеристикам.Эти компактные импульсные трансформаторы типа SMD впервые в отрасли оснащены автоматической намоткой. Высокоскоростные сети следующего поколения, объединяющие проводные и беспроводные соединения, потребуют передовых компонентных технологий. В полной мере используя свои обширные ноу-хау в основных технологиях, а именно в технологии материалов, производственных процессах, а также в технологиях оценки и моделирования, TDK предлагает сложные прикладные продукты для ЛВС, которые удовлетворяют этим требованиям.

Основные характеристики

• Тип SMD с автоматической намоткой, форма может быть адаптирована к требованиям заказчика
• Поддержка автоматического монтажа, пайки оплавлением и применения без галогенов

Основные приложения

Бытовое / промышленное оборудование с интерфейсом LAN, такое как цифровая бытовая техника, телевизионные приставки, ПК

Габаритный чертеж и принципиальная электрическая схема

Основные характеристики

* 1 Смещение постоянного тока 8 мА, 100 кГц
* 2 от 0,1 до 100 МГц

(категории Wise)

Большинство людей думали, что существует только два типа трансформаторов — повышающий и понижающий трансформаторы , тогда вы наверняка не знаете, каковы их общие числа.

Есть в основном 17 типов трансформаторов , которые служат нашей жизни. У всех есть свои схемы работы. Чтобы четко затронуть эту широкую тему, мы разделили все типы трансформаторов на 6 широких категорий.

Вся информация, которая указана в сообщении, предназначена как для общего назначения, так и для помощи академическим студентам в обучении.

Но, прежде чем перейти непосредственно к типу трансформатора , давайте вкратце обсудим: «Что такое трансформатор?».

Трансформатор — это пассивное статическое устройство, которое использует процесс электромагнитной индукции для передачи электрической энергии от первичного источника к вторичному источнику (ам). Фактически, все трансформаторы, основанные на электромагнитной индукции, работают только с переменным током.

И наиболее распространенными типами трансформаторов являются силовые трансформаторы, которые представляют собой повышающие и понижающие трансформаторы.

Взаимная индукция — принцип работы трансформатора.Таким образом, когда источник переменного тока наводит ток на первичную обмотку, переменный ток создает переменный магнитный поток в сердечнике трансформатора.

Результирующие значения приводят к созданию переменной электродвижущей силы (ЭДС) во вторичной обмотке. Следовательно, происходит преобразование.

В большинстве случаев определяющим фактором является количество витков и толщина обмотки на каждом конце. Кроме того, может быть случай, когда трансформатор имеет более одной вторичной обмотки.

Законы, которые определяют работу трансформатора — это закон индукции Фарадея . Он был открыт в 1831 году. Он устанавливает два основных закона индукции; 1-й закон описывает индукцию ЭДС, в то время как второй закон количественно определяет ЭДС, создаваемую в проводнике.

Ниже приведены общие типы трансформаторов, которые подразделяются индивидуально на основе общих концепций (или рабочих концепций).

1. Трансформаторы на основе уровней напряжения
   • Повышающий трансформатор
   • Понижающий трансформатор
2. Трансформатор на основе сердечника
   • Трансформатор с воздушным сердечником
   • Трансформатор с железным сердечником
   • Трансформатор с ферритовым сердечником
   Тороид
   • Трансформатор
3. Трансформаторы на основе схемы обмотки
   • Автотрансформатор
   • Переменный автотрансформатор
4. Типы трансформаторов в зависимости от использования
   • Силовой трансформатор
   • Распределительный трансформатор
   • Трансформатор 9026 Измерение на основе трансформатора
   • Однофазный трансформатор
   • Трехфазный трансформатор
5. Типы трансформаторов, используемых в электронных устройствах
   • Импульсный трансформатор
   • Трансформатор аудиовыхода

Также читайте:

Эти типы трансформаторов зависят от соотношения напряжений в первичной и вторичной обмотках.Это также наиболее распространенный тип трансформатора, который используется при передаче энергии. Вот почему они составляют основу системы распределения электроэнергии.

Это следующие два типа трансформаторов уровня напряжения;

Повышающий трансформатор работает для преобразования низкого напряжения в высокое напряжение. Кроме того, он также служит для преобразования высоких значений тока в низкие.

В повышающем трансформаторе количество витков первичной обмотки меньше, чем вторичной обмотки.Следовательно, при индукции тока от первичной катушки напряжения повышаются с соответствующими более низкими значениями тока.

Повышающие трансформаторы обычно используются в линиях электропередачи и распределительных сетях. Кроме того, некоторые электродвигатели, рентгеновские аппараты и стабилизаторы также имеют повышенную конфигурацию.

Для получения более подробной информации о повышающем трансформаторе вы можете посетить наш специальный пост «Повышающий трансформатор: принцип, конструкция, преимущества и многое другое».

Он имеет ту же модель повышающего трансформатора, но с меньшим количеством витков катушки на вторичном конце по сравнению с первичным. В этом его отличие от повышающего трансформатора.

В понижающем трансформаторе повышенное напряжение первичного источника понижается из-за меньшей силы ЭДС, которая генерируется во вторичной обмотке (из-за меньшего количества витков).

Итак, можно сказать, что если переключить источник переменного тока на вторичную часть повышающего трансформатора, он начинает работать как понижающий трансформатор.

В основном понижающий трансформатор используется для преобразования высокого напряжения в линиях электропередачи в домашнее напряжение (230/120 В). Другие распространенные применения — в таких устройствах, как телевизоры, инверторы, стабилизаторы напряжения и т. Д.

Судя по названию, материал сердечника является определяющим фактором для этих трансформаторов. Причина в том, что разные основные среды создают разную интенсивность магнитного потока. Это наиболее распространенные типы трансформаторов с сердечником, которые различаются по типу сердечника.

Трансформаторы с железным сердечником имеют многослойный сердечник из железных пластин, которые обычно тяжелее и компактнее. Эти тонкие и многочисленные пластины перфорированы, чтобы сформировать сердечник, который обеспечивает меньшее сопротивление.

В нем есть несколько пластин из мягкого железа, имеющих отличную конструкцию, обеспечивающих надежный магнитный поток. Железные пластины настроены на материальный уровень за счет некоторых дополнительных металлов (в небольшом количестве). Все это в конечном итоге делает его эффективным трансформатором.

Однако из-за отсутствия охлаждающего материала и компактного размера они выделяют большее количество тепла. Следовательно, следует использовать постоянную систему воздушного потока в случае наличия нескольких трансформаторов с железным сердечником (на меньшей площади).

Если говорить о различных формах, эти мягкие пластины доступны в формах «E», «I», «U», «L» и т. Д. Благодаря компактным размерам они обычно входят в состав небольших устройств, таких как игровые приставки, гальванометры, стабилизаторы переменного тока, системы охлаждения и т. Д.

Трансформатор с ферритовым сердечником имеет высокую магнитную проницаемость по сравнению с трансформатором с обычной пластиной из мягкого железа. Сердечник ферритовых трансформаторов представляет собой комбинацию гомогенной керамической смеси оксида железа (Fe ₂ O ₃ ) вместе с оксидами или карбонатами марганца, цинка, никеля или магния.

В трансформаторе этого типа из-за меньшей плотности потока меньше потерь на вихревые токи. Обычно они имеют ферритовый сердечник в форме буквы «E», который удерживает первичную и вторичную катушки на каждом конце.

Как и трансформаторы с железным сердечником, они также доступны в различных формах и размерах, которые очевидны в зависимости от требований применения. Наиболее распространенной формой трансформатора с ферритовым сердечником является сердечник E.

Все это складывается в высокочастотное эксплуатационное использование. Вот почему трансформаторы с ферритовым сердечником не нуждаются в ламинированном сердечнике.

Таким образом, эти трансформаторы обычно используются в высокочастотных устройствах, таких как импульсные источники питания (SMPS), радиочастотные приложения и т. Д.

Без основного сердечника — только воздух, разделяющий обе катушки. Вы пользуетесь телефоном с беспроводной зарядкой? Если да, то это и есть трансформаторы с воздушным сердечником.

Например, предположим, что у вашего мобильного телефона есть вторичная обмотка, а у зарядного устройства — первичная обмотка. Поэтому, когда вы кладете телефон на зарядное устройство, он начинает заряжать ваш телефон.

Итак, в трансформаторе с воздушным сердечником первичная и вторичная обмотки имеют отдельные отсеки.А когда первичная катушка наводит ток, она производит ЭДС. Следовательно, когда вторичная обмотка приближается к первичной обмотке, она начинает питать нагрузку.

Однако из-за отсутствия настоящего сердечника магнитный поток меньше. Хотя это делает трансформатор с воздушным сердечником легче. Помимо беспроводной зарядки, они являются основной частью радиочастотных (RF) устройств.

Они имеют тороидальный кольцевой сердечник в форме пончика. Тороидальное кольцо может быть изготовлено из железа или ферритового сердечника, который широко используется для создания превосходной функциональной подвижной модели.

Кольцевой сердечник служит основной цели, то есть уменьшает утечку индуктивности и, в конечном итоге, обеспечивает очень высокую индуктивность. Тем не менее, они обычно имеют компактную конструкцию, что делает их относительно менее тяжелыми, чем трансформаторы других номиналов.

Стоимость конструкции этих тороидальных трансформаторов намного выше, чем трансформаторов с железным сердечником, из-за медленного и сложного процесса намотки на сердечник в форме пончика.

Эти трансформаторы классифицируются на основе расположения обмоток первичной и вторичной обмоток в системе с одной обмоткой.Есть два типа трансформаторов на основе обмоток — автоматический и регулируемый автотрансформатор.

В отличие от стандартного. трансформаторы, которые имеют две отдельные обмотки, идущие в разных направлениях. Но в автотрансформаторах у них есть только одна связывающая катушка, первичная и вторичная обмотки которой разделены отводом.

А положение с ответвлениями является ключевым фактором для изменения выходного напряжения. Таким образом, когда напряжение переменного тока подается на первичную часть, во вторичной части индуцируется более низкое (или более высокое) напряжение.

Но есть большой недостаток — соответствующая номинальная мощность автотрансформатора меньше номинальной мощности фактической нагрузки. Но впоследствии цена автотрансформатора ниже. Другие преимущества — они легкие, компактные и более эффективные, чем традиционные двухкатушечные трансформаторы.

Тем не менее, вы можете встретить трехфазные автотрансформаторы, которые отбрасываются в высоковольтных распределительных линиях.

Если вы называете это производным автотрансформатора, то это звучит правдоподобно.Поскольку незначительная регулировка делает его совершенно другим трансформатором, который позволяет изменять значения выходного напряжения в широких пределах.

Обычно на вторичной области прикреплена скользящая угольная щетка, которая может скользить по вторичной катушке в соответствии с требованиями. Это обеспечит гибкий подход к прибору (трансформатору) для получения широкого спектра значений напряжения.

В основном эти типы трансформаторов используются для проверки работы других устройств, а также в качестве регулятора напряжения.

В линиях электропередачи и распределительных сетях используются различные типы силовых трансформаторов, которые обычно имеют трехфазные системы. Это следующие три типа трансформаторов передачи;

Силовой трансформатор гигантских размеров, который подходит для передачи высокого напряжения (обычно выше 33 кВ). Вы можете легко распознать их в системах производства и передачи электроэнергии из-за их большего размера.В системах передачи, чтобы свести к минимуму потери мощности, силовые трансформаторы преобразуют ток низкого напряжения в большой ток в ток высокого напряжения в низкий ток.

Кроме того, их структура имеет хорошо изолированный сердечник с высоким уровнем изоляции, который повышает напряжение до такого высокого значения. Вот почему им нужна очень надежная система охлаждения, в которой обычно используются охлаждающие жидкости (масла).

В частности, силовые трансформаторы — это мост, который соединяет генератор электроэнергии с линиями передачи и распределительной сетью.Обычно он имеет дело с выходной мощностью 33 кВ, но есть и другие варианты силовых трансформаторов, которые могут даже генерировать 400 кВ, 200 кВ, 110 кВ и 66 кВ.

Один из наиболее важных фактов о силовых трансформаторах — это их больший размер и инженерные решения, обеспечивающие максимальный КПД, близкий к 100%. Помимо этого, у силового трансформатора есть еще одна функция — они уменьшают колебания мощности в сети передачи.

Распределительный трансформатор — это уменьшенная копия силового трансформатора.Обычно они входят в состав подуровней распределительных сетей.

Говоря о конструкции, первичная обмотка покрыта эмалевым медным проводом вместе с влагоизолированным охлаждающим маслом. С другой стороны, вторичный конец имеет обмотку низкого напряжения. Следовательно, обычно распределительные трансформаторы являются понижающими трансформаторами.

В отличие от силовых трансформаторов, они работают с более низкими значениями напряжения, такими как 11 кВ, 6,6 кВ, 3,3 кВ, 440 В и 230 В. Таким образом, по мере того, как распределительная сеть становилась все меньше и меньше, их коэффициент преобразования снижался до последнего значения 230 В (уровень потребителя).

Название указывает на его работу. Измерительный трансформатор имеет большую цилиндрическую конструкцию, единственную цель которой — измерение различных параметров электричества.

Итак, измерительный трансформатор может определять текущие напряжения, ток, параметры мощности и т. Д. Подключенной линии. Следовательно, они действуют как дополнительная проверка, позволяющая внимательно изучить уровни колебаний и падения мощности.

Однако, в зависимости от параметров измерения, в основном бывает двух типов; трансформаторы напряжения и тока.

В трансформаторах напряжения сначала снижается напряжение до низкого уровня. Это связано с тем, что они обычно используются в линиях электропередачи и распределительных сетях, где напряжение слишком велико.

Таким образом, они используют процесс понижения, чтобы снизить слишком высокие значения напряжения до более безопасного уровня для измерения. Все это делается самим трансформатором напряжения. Таким образом, отсутствует внешний понижающий трансформатор для понижения значений напряжений.

Заявление об ограничении ответственности — КТ не связана с КТ-сканированием. По определению, трансформатор тока — это трансформатор, который проверяет уменьшение или умножение источника переменного тока для оценки значений в амперах.

Подобно трансформатору напряжения, он также снижает параметр напряжения до величины. Однако на этот раз ток измеряется через прилагаемый амперметр.

Итак, вы можете назвать это инструментальным трансформатором, единственная цель которого — измерить пропорциональные значения тока в их первичной (входной) катушке.

Пользователям также нравится:

Во всем мире существует два основных типа устройств. Один — однофазный, второй — многофазный (двухфазный и трехфазный), как и трансформаторы. Следовательно, есть два типа фазовых трансформаторов; однофазные и трехфазные трансформаторы.

Это простые трансформаторы, которые обычно имеют понижающую конфигурацию и также следуют тому же принципу закона взаимной индукции Фарадея.В этом трансформаторе однофазный переменный ток вызывает постоянное выходное напряжение.

В бытовой технике низкого уровня, такой как миксеры-измельчители, музыкальные станции и т. Д., Используются однофазные трансформаторы.

Трехфазный трансформатор имеет отдельные первичную и вторичную обмотки для каждой фазы. Можно сказать, что если объединить три однофазных трансформатора, они образуют трехфазный трансформатор. Кроме того, это дешевле, чем покупка трех отдельных однофазных трансформаторов.

Однако в большинстве случаев для поддержания стабильного напряжения вторичные обмотки объединяются в одну. И вся система называется трехфазным трансформатором.

Обычно трехфазный трансформатор может подключаться по схеме звезды и треугольника. Возможная комбинация — звезда-звезда, треугольник-треугольник, звезда-треугольник, треугольник-звезда для первичной и вторичной обмоток соответственно.

Обычно они входят в состав сверхмощных устройств в промышленных зонах, в системах выработки электроэнергии, передачи и распределения.

Существует огромное множество электронных устройств, в которых используются трансформаторы. Но в основном мы обсуждаем два типа измерительных трансформаторов: один — импульсный, а второй — выходной звуковой трансформатор.

Когда требуются электрические импульсы постоянной амплитуды, импульсный трансформатор будет единственным вариантом. Импульсный трансформатор оптимизирует передачу электрических импульсов с постоянной амплитудой.

Как правило, импульсный трансформатор использует низкое значение индуктивности рассеяния, что делает его более чувствительным к искажениям. Кроме того, первичные импульсы перед прохождением во вторичную цепь передаются через логические вентили, чтобы получить желаемую частоту импульсов (с постоянной амплитудой).

Тем не менее, после каждого использования импульсный трансформатор необходимо «выгружать», прежде чем использовать его в следующий раз.

Это одно из самых важных устройств, от небольших креплений для печатных плат до приложений военного уровня.В общем, трансформаторы, смонтированные на печатной плате, работают для вычисления цифровых логических и телекоммуникационных сигналов.

Они также выполняют важные концептуальные функции в устройствах среднего размера, например, вспышки для фотоаппаратов. Кроме того, военные используют импульсные трансформаторы в своих радиолокационных системах, ускорителях частиц и других устройствах, основанных на высоких импульсах.

Они выполняют множество функций в аудиоустройствах. Но в целом трансформаторы аудиовыхода используются в аудиосхемах для передачи аудиосигналов.Однако они являются прекрасным инструментом для устранения помех от компонентов постоянного тока и от других радиочастот.

Кроме этого, они могут блокировать определенные радиочастоты, разделять или комбинировать аудиосигналы и выполнять согласование импеданса (между громкоговорителем и усилителем).

Обычно они имеют более высокий ток и напряжение, чем другие аудиоустройства, такие как микрофоны и линейный выравниватель. Трансформаторы аудиовыхода также могут действовать как мосты для подключения 2-проводной и 4-проводной связи.

Q.1 Каковы трансформаторы с сердечником и оболочкой?
Отв. Трансформатор с сердечником имеет обе обмотки, которые расположены сбоку. В то время как в трансформаторе с оболочкой обмотки выровнены по центру на центральном плече.

Q.2 Какие два основных типа трансформаторов?
Отв. В целом, существуют повышающие и понижающие трансформаторы, которые могут быть силовым трансформатором, распределительным трансформатором, однофазным трансформатором, трехфазным трансформатором, трансформатором напряжения, и этот список можно продолжать и продолжать.

Q.3 Как изготовлен ферритовый сердечник?
Ферритовый сердечник изготавливается путем гомогенного смешивания оксида железа с оксидами и карбонатами никеля, цинка и марганца. Затем они формуются в настраиваемые пластины при 1300 ^o C.

Повышающий трансформатор: принцип, применение, преимущества и многое другое

Что такое трансформатор?

Если вы давно работали с электрическим оборудованием, возможно, вы слышали о трансформаторе.Да, это огромные громоздкие вещи, которые можно найти на углах улицы, которые издают случайные пугающие звуки и иногда срывают искры. В зарядном устройстве для телефона также есть что-то вроде небольшого трансформатора, но гораздо меньше по размеру и с другим механизмом.

Каталог

Трансформатор — это устройство, которое преобразует одно напряжение или ток в другое, используя принципы электромагнетизма. Он состоит из пары намоток вокруг магнитопровода изолированного провода.Обмотка, к которой подключается преобразовываемое напряжение или ток, называется первичной обмоткой, а вторичная обмотка — выходной обмоткой.

бывают двух типов: повышающие, повышающие напряжение или ток, и понижающие, понижающие входное напряжение или ток. Например, трансформаторы в вашей микроволновой печи — это вторичный трансформатор, который используется в микроволновой печи для подачи около 2200 вольт на вакуумную лампу.

Следует помнить, что трансформаторы работают только с переменным напряжением или регулировками и не работают с постоянным током.Теперь мы поймем почему.