Напряжение на трансформаторе: назначение, устройство и принцип действия трансформатора

назначение, устройство и принцип действия трансформатора

Трансформатор  –  это статическое электромагнитное устройство предназначенное для преобразование переменного тока одного напряжения той же частоты подающегося на его входную обмотку,  в другое переменное напряжение поступающиеся с его выходной обмотки.

Если на вход трансформатора поступает напряжение ниже, чем образующиеся на его выходе то такой трансформатор называют повышающим. Если на вход поступает напряжение выше чем образующие на его выходе, то это понижающий трансформатор.

Есть некая аналогия с передаточным числом шестереночной передачей.

Назначение и принцип действия трансформатора

Назначение и принцип действия трансформатора — это  передача электрической энергии на значительные расстояния от электростанций к различным потребителям: промышленным предприятиям, населению и т.п, с помощью электродвижущей силы и магнитной индукции.

Трансформаторы позволяют значительно экономить на стоимости проводов, а также снижают потери электроэнергии в линиях электропередач. Так как от силы тока зависит сечение проводов то, увеличивая напряжение и снижая силу тока (не снижая при этом передаваемую мощность) можно эффективно предавать напряжение на значительные расстояния.

Повышая напряжение (U), и снижая силу тока (I), передаваемая мощность (Р) остается неизменна.

Формула мощности  P = U * I или P = U2 / I

передача электроэнергии трансформаторами

Это позволяет экономить  на линиях электропередач:

1. Используя провода с меньшим поперечным сечение, снижается расход  цветных металлов;
2. Уменьшаются потери мощности при передаче электроэнергии на большие расстояния.

На электростанциях вырабатывается электрическая энергия посредством синхронных генераторов и составляет от 11 кВ до 20кВ, в некоторых случаях может применяться напряжение 30-35 кВ.

  Эти величины не подходят как в быту, так и на промышленном производстве из-за слишком высокого напряжения. Но эти напряжения также недостаточны для экономичной передачи электроэнергии на расстояния. Поэтому на выходе из электростанций ставятся повышающие трансформаторы, которые повышают напряжение до 750 кВ, U=750kV напряжение которое непосредственно передается по линиям электропередач.

Приемники электрической энергии: различные бытовые приборы, электродвигатели, станки на производстве из-за соображения безопасности и конструктивными сложностями изготовления (требования к усиленной изоляции), также не могут работать с такими высокими напряжениями.  Они рассчитываются на более низкое напряжения, как правило, это 220V в быту и 380V на производстве.

Для понижения напряжения  используются различные понижающие трансформаторы. Любой трансформатор можно использовать как для повышения, так и для понижения напряжения.

Повышающие трансформаторы используют для передачи электроэнергии на большие расстояния, понижающие для распределения электроэнергии в точке разветвления потребителей.

Электрическая энергия по пути движения от электростанции до потребителя может трансформироваться 3 или 4 раза. Преобразование электроэнергии происходит с помощью магнитопровода трансформатора и переменного магнитного поля.

Трансформатор работает только с переменным напряжением, на постоянном токе не работает, так как не будет создаваться переменного магнитного поля, которое и составляет принцип работы любого трансформатора.

Изобретение трансформатора

Трансформатор изобрел выдающийся русский ученый П.И. Яблочковым в 1876г. Он использовал индукционную катушку с двумя обмотками для питания своей знаменитой лампы, «свечи Яблочкова». Это был первый генератор переменного тока. Этот трансформатор имел незамкнутый сердечник. Замкнутые сердечники, которые используются сейчас, появились только в 1884 г.

В 1889 году русский ученый М. О. Доливо-Добровольским изобрел трехфазную систему переменного тока и построил первый трехфазный асинхронный двигатель и первый трехфазный трансформатор.

С 1891г, он демонстрирует на электротехнической выставке в Франкфурте-на-Майне передачу высоковольтного трехфазного тока на расстояние более 100 км. Его трехфазный генератор имел мощность 230 кВА и напряжение U =95V. С помощью трехфазного трансформатора напряжение повышалось до 15 кВ и понижалось в точке приема до 65V (фазное напряжение), питая трехфазный асинхронный двигатель мощностью 75 кВт насосной установки. С помощью последовательного включения двух обмоток высокого напряжения удалось повысить 28 кВ и увеличить КПД электропередачи до 77%, что в то время было достаточно высоким.

Как устроен трансформатор

Принцип работы трансформатора

Простейший трансформатор – это две обмотки катушек, намотанные на магнитопроводе (замкнутом сердечнике трансформатора) с изоляцией по которым пропускают переменный ток.
Для наглядности обмотки расположены на разных стержнях стального сердечника. На самом деле часть обмоток может находится на одном стержне, а часть на другом. Такое расположение обмоток улучшает магнитную связь и снижает потери на магнитный поток рассеяния. Обмотка, на которую подают напряжение, называют первичной обмоткой, а обмотка трансформатора, с которой снимают напряжение, называют вторичной.

Изображение трансформатора на схеме

Обычно в быту для питания различных устройств, применяют понижающие трансформаторы, где напряжение первичной обмотки всегда больше напряжения на вторичной обмотке.
Трансформаторы предназначены не только для передачи электроэнергии, но и служат в различных электронных устройствах: компьютерах, телевизорах и осветительной аппаратуре. В современном мире трансформаторы являются наиболее употребительными и универсальными устройствами.

Видео: Трансформатор. Принцип работы и советы конструкторам

Видео доступным языком объясняет работу трансформатора и даёт некоторые конструктивные советы

Простое объяснение принципа работы трансформатора

Чтобы понять, что такое трансформатор, попробуем собрать его, попутно разбираясь в каждом шаге.

 

Для начала соберем электромагнит. Самый простейший электромагнит это кусок ферромагнетика, например гвоздь (сотка), вокруг которого намотана проволока. (катушка).

катушка индуктивности

Намотайте катушку, скажем витков 20-30 на гвоздь, подключите к батарейке или любому блоку питания постоянного напряжения (например 9 вольт).

При подаче тока на катушку, гвоздь усиливает свое магнитное свойство и становится постоянным электромагнитом — полной копией простого магнита.

Количеством витков, их толщиной (сечением провода), напряжением и током, материалом сердечника, способом намотки (например в два провода) Вашей катушки — Вы можете регулировать степень магнитной силы Вашего электромагнита.

А подключением намотки Вы можете регулировать положение полюсов Вашего электромагнита. (это важно)

При подключении катушки к батарейке у гвоздя, т. е. у Вашего электромагнита образовывается, как и у простого магнита два полюса, условно северный (он же плюс) и южный (он же минус).

Поднесите к Вашему электромагниту простой магнит любым из полюсов. Вы увидите электромагнитное взаимодействие. Магнит будет отталкиваться Вашим электромагнитом.

Теперь поменяйте провода от Вашей батарейки местами, т. е. плюс на минус. При этом Вы заметите, что электромагнит поменял направление силы — теперь он наоборот притягивает.

Чем чаще Вы переключаете плюс на минус, тем чаще Ваш магнит будет менять направление силы. Иными словами электромагнит будет притягивать отталкивать с частотой питающей его сети.

Северный и южный полюса магнита будут меняться между собой, потому что ВЫ создали переменное напряжение с частотой Вашего переключения плюс на минус.

Теперь на гвозде намотайте вторую точно такую же катушку и Вы получите простейший трансформатор.

Трансформатор это прибор, который трансформирует напряжение и ток одной величины в напряжение и ток другой величины.

Первая катушка называется первичной обмоткой, а вторая катушка вторичной обмоткой.

Итак соберите такую конструкцию.

• Гвоздь, на нем две одинаковые катушки.
• Подключите первичную обмотку к блоку питания с возможностью менять направление тока.
• Ко второй катушке подключите мультиметр.

Теперь включите блок питания и начинайте переключать полярность с некоторой частотой. На второй катушке у Вас начнет появляться напряжение, которое передается посредством того, что называют электромагнитной индукции. В итоге на Вашем гвозде у Вас работают два электромагнита, на первый вы подаете ток и напряжение, а на втором электромагните этот ток и напряжение индуктируются.

Виды трансформаторов

Силовой трансформатор

Так выглядит силовой трансформатор

Этот виды трансформаторов относится к трансформаторам работающих в сетях промышленных и бытовых установках частотой питающей сети 50-60 Гц. Силовые трансформаторы предназначены для преобразование электрической энергии для передачи ее по ЛЭП например, с 38 кВ до 6кВ, 380V на 220V (380/220В).

Электро цепи где используется высокое напряжение принято называть в электротехнике силовыми цепями, а трансформаторы соответственно силовые трансформаторы.

Конструкция силового трансформатора состоит из двух или трёх обмоток, возможно больше. Располагаются обмотки на броневом сердечнике, изготавливаемом из листов электротехнической стали. Некоторые силовые трансформаторы (с расщепленными обмотками) могут иметь несколько обмоток с низшего напряжения (НН) которые запитаны параллельно. Это позволяет получать напряжение больше чем от одного генератора и передавать больше электроэнергии, тем самым повышая КПД электроустановки.

Мощные силовые трансформаторы очень часто делают масляными, то есть его обмотки помещают в бак со специальным трансформаторным маслом. Трансформаторное масло служит для активного охлаждения и одновременной изоляции его обмоток.
Трансформаторы мощностью 400 кВА обладают большим весом и монтируются на специальных платформах или помещениях. Они поступают с завода в собранном состоянии, готовыми к подключению нагрузки на подстанциях или электростанциях.

Основное исполнение силовых трансформаторов – это трехфазные трансформаторы. это связно с тем, что потери КПД однофазных трансформаторов на 15% больше.

Сетевые трансформаторы

сетевой трансформатор

Сетевые трансформаторы это самый распространенный вид трансформаторов, который можно встретить практически в любом бытовом электроприборе. Все сетевые трансформаторы, как правило, делают однофазными. Эти трансформаторы служат для преобразования высокого напряжение сети 220V до приемлемого напряжения, используемого в том или ином электроприборе. Понижающее напряжение может быть: 220/12V или 220/9V, 220/36V и т.д.

Многие изготавливают сетевые трансформатор не с одной, а с несколькими вторичными обмотками, что делает трансформатор более универсальным, часто используемый на разное напряжение одновременно.

Например, часть схемы запитана напряжение 12 Вольт, а другая 3 Вольта от одного трансформатора с несколькими обмотками.

конструкция магнитопроводов трансформатора

Изготавливают сетевые трансформаторы чаще всего из электротехнической стали на Ш – образных или стержневых сердечниках. Встречаются тороидальные сердечники. Ш-образный сердечник набирается из пластин, на которые надевают каркас на который наматываются обмотки трансформатора.

Тороидальный трансформатор имеет преимущества из-за своего более компактного вида и обладают более лучшими характеристиками. Обмотки тороидального трансформатора полностью охватывают магнитопровод, нет пустого пространства незанятого обмоткой в отличие от стержневых или броневых трансформаторов.

Сварочные трансформаторы также можно отнести к сетевым, мощность которых не превышает 6 кВт. Все сетевые трансформаторы работают на низкой частоте равной 50-60 Гц.

Автотрансформатор

Автотрансформатор – это трансформатор где обмотки низшего напряжения являются частью обмотки высшего. Обмотки автотрансформатора имеют прямую электрическую связь, а не только посредством магнитопровода. Делая отводы от одной обмотки можно получить различное напряжение. Отличить обмотки низшего и высшего напряжение можно по различному сечению использованного для намотки провода.

Преимущество автотрансформатора – это меньшие размеры, меньше использованного провода, меньше сердечник, меньше затрачено стали на его изготовление в итоге меньшая цена автотрансформатора.

Главный недостаток трансформатора — это гальваническая связь обмоток низшего и высокого напряжения. Возможность попадания сети высшего напряжения в сеть низшего. Невозможность применение автотрансформаторов в сетях с заземлением.
Автотрансформаторы применяют в сетях трехфазного тока с соединением обмоток в чаще всего в звезду, реже в треугольник.

Автотрансформаторы часто применяют в устройствах управления напряжением, в высоковольтных установках, в промышленности для пуска мощных асинхронных электродвигателей переменного тока. Мощность автотрансформаторов может быть до 100 МВт.

Преимущество автотрансформаторов увеличивается с увеличением коэффициента трансформации близкими (К=1-2).

Лабораторный автотрансформатор (ЛАТР)

Латр

Разновидностью автотрансформатора можно назвать лабораторный трансформатор (ЛАТР). Его основное назначение — это плавная регулировка напряжения, подающаяся к нагрузке, к любому потребителю электроэнергии. Конструкция автотрансформатора представляет собой тороидальный трансформатор у которого есть только одна обмотка, по которой бежит ползунок (угольный роликовый контакт) подключающий каждый виток не изолируемой обмотки (дорожки) автотрансформатора к схеме. Таким образом, создается регулирующий эффект.

При замыкании соседних витков роликовым ползунком в ЛАТР, не происходит межвитковых замыканий, так как токи питающей сети и нагрузки автотрансформатора в общей обмотке близки друг к другу и направлены встречно. Самые распространенные ЛАТРы регулируют напряжение от 0 до 250V. Трехфазные регулируют от 0/450 вольт. Автотрансформаторы ЛАТРы часто используют в научно исследовательских лабораториях для пусконаладочных работ различного назначения.

Трансформаторы тока

Трансформатор тока служит в основном в измерительной технике. Первичную обмотку такого трансформатора подключают к источнику тока, вторичная обмотка используется для различных измерительных приборов при небольшом внутреннем сопротивлении (R вн).
Первичная обмотка – это, как правило, всего виток провода включенного последовательно с измеряемой цепью переменного тока. Ток первичной обмотки прямо пропорционален току вторичной, в чем и достигается измерение величины силы тока (А).

Главная особенность трансформаторов тока состоит в том, что вторичная обмотка должна быть всегда нагружена, иначе происходит пробой изоляции высоким напряжением, также при отключенной нагрузке магнитопровод трансформатора тока просто сгорает от некомпенсированных наведенных токов.

Конструктивно трансформатор тока это одна или несколько изолированных обмоток намотанных на шихтованную холоднокатаную электротехническую сталь называемую сердечником. Первичная обмотка может быть просто провод, который пропущенный через окно магнитопровода трансформатора тока который измеряет силу тока проходящий через этот провод или шину. Коэффициент трансформации здесь 100/5, безопасны, так как отсутствует гальваническая связь между обмотками.

Применение трансформаторов тока: измерения силы тока в схемах релейной защиты, в измерительной аппаратуре. Выпускают с 1-2 группами вторичных обмоток. Одна группа может, подсоединяется к защитным устройствам, другая к измерительным приборам и счетчикам.

Трансформаторы напряжения

Трансформатор напряжения НОМ-3

Трансформаторы напряжения – это трансформаторы, преобразующие высокие напряжения пропорционально и точно в соответствии с фазами в величины, пригодные для измерения. Трансформаторы среднего напряжения имеют единственный магнитопровод и могут быть выполнены с одной или несколькими вторичными обмотками. Заземляемые трансформаторы напряжения по желанию помимо измерительной или защитной обмотки могут быть выполнены с дополнительной обмоткой для регистрации замыкания на землю.

Импульсный трансформатор тока

импульсный трансформатор тока

Применяются для измерения направления или силы тока в импульсных схемах. Импульсный трансформатор состоит из кольцевого ферритового сердечника с одной обмоткой. Измеряемый провод проходит сквозь кольцо, обмотку подключают к сопротивлению нагрузки (Rн).
Если обмотка содержит 1000 витков провода, то ток, проходящий через измеряемый провод будет равен 1000\1, то есть на сопротивлении нагрузки будет ток, который в 1000 раз меньше тока проходящего через измер

Понижающий трансформатор, схема, как работает, для чего нужен

Понижающий трансформатор — это обычный трансформатор который работает по тем же принципам и только нужен для преобразования определенное переменного напряжения с большого значения в меньшее. То есть если определенному устройству необходимо напряжение 12 Вольт, а с розетки подается стандартно 220 Вольт, нужно использовать понижающий трансформатор. Используется понижающий трансформатор так же в различных отраслях энергетики, электротехники.

схема понижающего трансформатора с 220 В на 12 В

ТН включается параллельно нагрузке. Его задача состоит в изменении входного напряжения с заданным коэффициентом.

Как определить этот коэффициент?

В простейшем случае он численно равен отношению количества витков в обмотках.

Говорят о понижающем трансформаторе, когда количество витков первичной (сетевой) обмотки меньше, чем у вторичной. Тогда на выходе напряжение также будет меньше. У повышающего, наоборот, количество витков вторичной (нагрузочной) обмотки превосходит количество первичной.

Обратите внимание!

В более общем случае устройство может иметь не две, а более обмоток. Для каждой из обмоток будет иметься свой коэффициент трансформации, причем часть обмоток будут понижающими, а часть –повышающими.

Любой трансформатор напряжения обратим, то есть, подав на любую из вторичных обмоток переменное напряжение, получим его и на выходе первичной, с тем же коэффициентом преобразования (трансформации).

Определение коэффициента трансформации производится по формуле: N=U1/U2.

Как уже говорилось, коэффициент трансформации определяется отношением количества витков. Это справедливо только для режимов холостого хода, когда сопротивления проводов обмоток не вносят потерь. Ток, который протекает в обмотках, создает на их сопротивлении падение напряжения, которое вычитается из ЭДС ненагруженного преобразователя. Таким образом, при увеличении нагрузки коэффициент трансформации падает. Аналогичная ситуация возникает для обмоток, выполненных проводами различного сечения.

Например.

Имеем понижающий трансформатор с коэффициентом трансформации, равным 10, на двух вторичных обмотках, но одна из которых выполнена проводом, сечением в два раза меньше. При одинаковых нагрузках напряжение на той обмотке, где использовался более тонкий провод, будет ниже на величину падения напряжения на сопротивлении обмоточного провода.

Существуют различные типы понижающих трансформаторов. Они могут быть одно-, двух- или трехфазными, что позволяет использовать их в различных областях энергетики. Конструкция этих устройств включает в себя две обмотки и шихтованный сердечник, для изготовления которого используется электротехническая сталь. 

У трансформатора может быть и одна обмотка. В таком случае он называется автотрансформатором. Обмотка в таком случае имеет как минимум три вывода. К одной из пары выводов подключается входное напряжение. Выходное напряжение снимается с одного из входных и оставшегося свободным. Автотрансформатор также может быть повышающим и понижающим.

автотрансформатор

В чем различие между повышающим и понижающим трансформатором

При наличии огромного количества электроприборов и электроники нередко возникает необходимость использования электрического трансформатора.

Это электромагнитное устройство позволяет изменить значение тока благодаря явлению самоиндукции. Корень «трансформ», собственно, и означает «изменение».

Использование трансформаторов в быту и в производстве связано с особенностями оборудования. Обычно это устройства иностранного производства, например, произведенные в Азии и Америке, где стандартная электросеть выдает отличные от российских стандартов значения тока. Трансформатор позволяет защитить электрооборудования от выхода из строя или просто обеспечить необходимое питание для его эффективной работы.

Понижающими называются трансформаторы, преобразующие ток с больших значений на меньшие – например, с 220 до 11

Трансформатор | Устройство, виды, принцип работы

Слово “трансформатор” образуется от английского слова “transform”  – преобразовывать, изменяться. Но дело в том, что сам трансформатор не может как-либо измениться либо поменять форму и так далее. Он обладает еще более удивительный свойством – преобразует переменное напряжение одного значения в переменное напряжение другого значения. Ну разве это не чудо? В этой статье мы будем рассматривать именно трансформаторы напряжения.

Трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения можно отнести больше к электротехнике, чем к электронике. Самый обыкновенный однофазный трансформатор напряжения выглядит вот так.

Если откинуть верхнюю защиту трансформатора, то мы можем четко увидеть, то он состоит из какого-то железного каркаса, который собран из металлических пластин, а также из двух катушек, которые намотаны на этот железный каркас. Здесь мы видим, что из одной катушки выходит два черных провода

а с другой катушки два красных провода

Эти обе катушки одеваются на сердечник трансформатора. То есть в результате мы получаем что-то типа этого

Ничего сложного, правда ведь?

Но дальше самое интересное. Если подать на одну из этих катушек переменное напряжение, то в другой катушке тоже появляется переменное напряжение. Но как же так возможно? Ведь эти обмотки абсолютно не касаются друг друга и они изолированы друг от друга. Во чудеса! Все дело, в так называемой электромагнитной индукции.

Если объяснить простым языком, то когда на первичную обмотку подают переменное напряжение, то в сердечнике возникнет переменное магнитное поле с такой же частой. Вторая катушка улавливает это переменное магнитное поле и уже выдает переменное напряжение на своих концах.

Обмотки трансформатора

Эти самые катушки с проводом в трансформаторе называются обмотками. В основном обмотки состоят из медного лакированного провода. Такой провод находится в лаковой изоляции, поэтому, провод в обмотке не коротит друг с другом. Выглядит такой обмоточный трансформаторный провод примерно вот так.

Он может быть разного диаметра. Все зависит от того, на какую нагрузку рассчитан тот или иной трансформатор.

У самого простого однофазного трансформатора можно увидеть две такие обмотки.

Обмотка, на которую подают напряжение называется первичной. В народе ее еще называют “первичка”. Обмотка, с которой уже снимают напряжение называется вторичной или “вторичка”.

Для того, чтобы узнать, где первичная обмотка, а где вторичная, достаточно посмотреть на шильдик трансформатора.

I/P: 220М50Hz (RED-RED) – это говорит нам о том, что два красных провода – это первичная обмотка трансформатора, на которую мы подаем сетевое напряжение 220 Вольт. Почему я думаю, что это первичка? I/P – значит InPut, что в переводе “входной”.

O/P: 12V 0,4A (BLACK, BLACK) – вторичная обмотка трансформатора с выходным напряжением в 12 Вольт (OutPut). Максимальная сила тока, которую может выдать в нагрузку этот трансформатор – это 0,4 Ампера или 400 мА.

 

Как работает трансформатор

Чтобы разобраться с принципом работы, давайте рассмотрим рисунок.

Здесь мы видим простую модель трансформатора. Подавая на вход переменное напряжение U₁ в первичной обмотке возникает ток I₁ . Так как первичная обмотка намотана на замкнутый магнитопровод, то в нем начинает возникать магнитный поток, который возбуждает во вторичной обмотке напряжение U₂ и ток I₂ . Как вы можете заметить, между первичной и вторичной обмотками трансформатора нет электрического контакта. В электронике это называется гальванически развязаны.

Формула трансформатора

Главная формула трансформатора выглядит так.

где

U₂  – напряжение на вторичной обмотке

U₁ – напряжение на первичной обмотке

N₁ – количество витков первичной обмотки

N₂ – количество витков вторичной обмотки

k – коэффициент трансформации

В трансформаторе соблюдается также закон сохранения энергии, то есть какая мощность заходит в трансформатор, такая мощность выходит из трансформатора:

Эта формула справедлива для идеального трансформатора. Реальный же трансформатор будет выдавать на выходе чуть меньше мощности, чем на его входе. КПД трансформаторов очень высок и порой составляет даже 98%.

Типы трансформаторов по конструкции

Однофазные трансформаторы

Это трансформаторы, которые преобразуют однофазное переменное напряжение одного значения в однофазное переменное напряжение другого значения.

В основном однофазные трансформаторы имеют две обмотки, первичную и вторичную. На первичную обмотку подают одно значение напряжения, а со вторичной снимают нужное нам напряжение. Чаще всего в повседневной жизни можно увидеть так называемые сетевые трансформаторы, у которых первичная обмотка рассчитана на сетевое напряжение, то есть 220 В.

На схемах однофазный трансформатор обозначается так:

Первичная обмотка слева, а вторичная – справа.

Иногда требуется множество различных напряжений для питания различных приборов. Зачем ставить на каждый прибор свой трансформатор, если можно с одного трансформатора получить сразу несколько напряжений? Поэтому, иногда вторичных обмоток бывает несколько пар, а иногда даже некоторые обмотки выводят прямо из имеющихся вторичных обмоток. Такой трансформатор называется трансформатором со множеством вторичных обмоток. На схемах можно увидеть что-то подобное:

Трехфазные трансформаторы

Эти трансформаторы в основном используются в промышленности и чаще всего превосходят по габаритам простые однофазные трансформаторы. Почти все трехфазные трансформаторы считаются силовыми. То есть они используются в цепях, где нужно питать мощные нагрузки. Это могут быть станки ЧПУ и другое промышленное оборудование.

На схемах трехфазные трансформаторы обозначаются вот так:

Первичные обмотки обозначаются заглавными буквами, а вторичные обмотки – маленькими буквами.

Здесь мы видим три типа соединения обмоток (слева-направо)

• звезда-звезда
• звезда-треугольник
• треугольник-звезда

В 90% случаев используется именно звезда-звезда.

Типы трансформаторов по напряжению

Понижающий трансформатор

Это трансформатор, которые понижает напряжение. Допустим, на первичную обмотку мы подаем 220 Вольт, а снимаем 12 Вольт. В этом случае коэффициент трансформации (k) будет больше 1.

Повышающий трансформатор

Это трансформатор, который  повышает напряжение. Допустим,  на первичную обмотку мы подаем 10 Вольт, а со вторичной снимаем уже 110 В. То есть мы повысили наше напряжение 11 раз. У повышающих трансформаторов коэффициент трансформации меньше 1.

Разделительный или развязывающий трансформатор

Такой трансформатор используется в целях электробезопасности. В основном это трансформатор с одинаковым числом обмоток на входе и выходе, то есть его напряжение на первичной обмотке будет равняться напряжению на вторичной обмотке. Нулевой вывод вторичной обмотки такого трансформатора не заземлен. Поэтому, при касании фазы на таком трансформаторе вас не ударит электрическим током. Про его использование можете прочесть в статье про ЛАТР. У развязывающих трансформаторов коэффициент трансформации равен 1.

Согласующий трансформатор

Такой трансформатор используется для согласования входного и выходного сопротивления между каскадами схем.

Работа понижающего трансформатора на практике

Понижающий трансформатор – это такой трансформатор, который выдает на выходе напряжение меньше, чем на входе. Коэффициент трансформации (k) у таких трансформаторов больше 1 . Понижающие трансформаторы – это самый распространенный класс трансформаторов в электротехнике и электронике. Давайте же рассмотрим, как он работает на примере трансформатора 220 В —> 12 В .

Итак, имеем простой однофазный понижающий трансформатор.

Именно на нем мы будем проводить различные опыты.

Подключаем красную первичную обмотку к сети 220 Вольт и замеряем напряжение на вторичной обмотке трансформатора без нагрузки. 13, 21 Вольт, хотя на трансформаторе написано, что он должен выдавать 12 Вольт.

Теперь подключаем нагрузку на вторичную обмотку и видим, что напряжение просело.

Интересно, какую силу тока кушает наша лампа накаливания? Вставляем мультиметр в разрыв цепи и замеряем.

Если судить по шильдику, то на нем написано, что он может выдать в нагрузку 400 мА и напряжение будет 12 Вольт, но как вы видите, при нагрузку близкой к 400 мА у нас напряжение просело почти до 11 Вольт. Вот тебе и китайский трансформатор. Нагружать более, чем 400 мА его не следует. В этом случае напряжение просядет еще больше, и трансформатор будет греться, как утюг.

Как проверить трансформатор

Как проверить на короткое замыкание обмоток

Хотя обмотки  прилегают очень плотно к друг другу, их разделяет лаковый диэлектрик, которым покрываются и первичная и вторичная обмотка. Если где-то возникло короткое замыкание между проводами, то трансформатор будет сильно греться или издавать сильный гул при работе. Также он будет пахнуть горелым лаком. В этом случае стоит замерить напряжение на вторичной обмотке и сравнить, чтобы оно совпадало с паспортным значением.

Проверка на обрыв обмоток

При  обрыве все намного проще. Для этого с помощью мультиметра мы проверяем целостность первичной и вторичной обмотки. Итак, сопротивление первичной обмотки нашего трансформатора чуть более 1 КОм. Значит обмотка целая.

Таким же образом проверяем и вторичную обмотку.

Отсюда делаем вывод, что наш трансформатор жив и здоров.

Похожие статьи по теме “трансформатор”

Лабораторный автотрансформатор (ЛАТР)

Программа для расчета трансформатора

Как получить постоянное напряжение из переменного

Измерительные трансформаторы напряжения. Устройство и работа

Измерительные трансформаторы напряжения предназначены для возможности измерения высокого напряжения электроустановок переменного тока путем снижения этого напряжения для подачи на защитные реле, приборы измерения и системы автоматики.

При отсутствии измерительных трансформаторов понадобилось бы применять приборы и реле с большими габаритными размерами, так как необходима надежная изоляция от высокого напряжения, которая увеличивает размеры устройств. Изготовить такое оборудование практически невозможно, так как напряжения линий могут достигать величины 110 киловольт.

Измерительные трансформаторы для замера напряжения дают возможность применять стандартные обычные приборы для измерений электрических параметров, при этом увеличивая их диапазон измерения. Защитные реле, подключаемые через эти трансформаторы, могут применяться обычного исполнения.

Гальваническая развязка, которую обеспечивают трансформаторы путем отделения измерительной цепи от высокого напряжения, позволяет создать необходимый уровень безопасности обслуживающего персонала.

Такие трансформаторы нашли свою популярность в устройствах высокого напряжения. От их качественного функционирования зависит степень точности учета расхода электрической энергии и электрических измерений, а также автоматических аварийных систем и защитных реле.

Устройство и работа

Измерительные трансформаторы устроены аналогично понижающим силовым трансформаторам, и состоят из металлического сердечника, выполненного из электротехнической листовой стали, первичной и вторичной обмоток. Трансформаторы могут оснащаться несколькими вторичными обмотками, в зависимости от конструкции и предъявляемых требований к трансформатору.

К первичной обмотке подключается высокое напряжение, а с вторичной обмотки снимается напряжение измерительными устройствами. Коэффициент трансформации такого устройства равен отношению первичного высокого напряжения к номинальному значению вторичного напряжения.

Если бы трансформатор функционировал абсолютно без потерь и с абсолютной точностью, то оба напряжения на обеих обмотках совпадали бы по фазе, и коэффициент трансформации был бы равен единице. Однако на практике коэффициент трансформации всегда меньше единицы, так как всегда имеются некоторые потери энергии при работе трансформатора.

Погрешность измерительного трансформатора зависит от:

• Величины вторичной нагрузки.
• Магнитной проницаемости сердечника.
• Устройства магнитопровода.

Существуют методы снижения погрешности по напряжению путем снижения числа витков первичной обмотки, добавления различных компенсирующих обмоток.

Число витков первичной обмотки намного больше, чем вторичной. Измеряемое напряжение подается на первичную обмотку, к вторичной обмотке подключают различные измерительные приборы: вольтметры, ваттметры, фазометры и т. д.

Трансформаторы напряжения эксплуатируются в режимах, подобных холостому ходу. Это объясняется тем, что подключенный к вторичной обмотке прибор, например, вольтметр, обладает большим сопротивлением, и ток, протекающий по этой обмотке, очень незначителен.

Особенности подключения

Трансформаторы могут устанавливаться как на шинах подстанции, так и на каждом отдельном объекте. Перед электрическим монтажом необходимо осмотреть трансформатор на предмет необходимого уровня масла для масляных моделей, исправности армированных швов, целостности изоляции.

При проведении монтажа обе обмотки трансформатора должны быть завернуты в изоляцию, так как случайное касание выводов вторичной обмотки с проводами, находящимися под напряжением, может привести к возникновению на первичной обмотке опасного для жизни напряжения.

Для безопасности вторичную обмотку перед подключением заземляют. Это предотвращает возможность попадания высокого напряжения в цепи низкого напряжения при возможном пробивании изоляции.

Необходимо учитывать, что если к вторичной цепи подключить слишком много измерительных и других приборов, то величина тока вторичной цепи значительно увеличится, так же как и погрешность измерения. Вследствие этого необходимо следить, чтобы общая мощность присоединенных приборов не превзошла наибольший допустимый предел мощности, определенный инструкцией или паспортом трансформатора.

При превышении общей мощности допустимой величины целесообразно подключить дополнительный трансформатор, и переключить на него несколько приборов от первого трансформатора.

Трансформаторы должны иметь защиту от короткого замыкания, в противном случае при коротком замыкании обмотки перегреются, и изоляция будет повреждена. Для этого в цепях всех незаземленных проводников подключают электрические автоматы, а также рубильники (для образования видимого разрыва цепи при ее отключении). Первичную обмотку трансформатора чаще всего защищают путем установки предохранителей.

Разновидности

Измерительные трансформаторы классифицируются по нескольким признакам и параметрам. Рассмотрим основные из таких признаков и параметров.

По числу фаз:

• Однофазные.
• Трехфазные.

По количеству обмоток:

• Трехобмоточные.
• Двухобмоточные.

По методу охлаждения:

• С воздушным охлаждением (сухие).
• С масляным охлаждением.

По месту монтажа:

• Внутренние (для монтажа внутри помещений).
• Внешние (для установки снаружи помещений).
• Для распределительных устройств.

По классам точности: 0,2; 0,5; 1; 3.

Измерительные трансформаторы с несколькими обмотками

К таким трансформаторам есть возможность подключения сигнализирующих устройств, которые подают сигнал о замыкании цепи с изолированной нейтралью, а также защитных устройств, защищающих от замыканий в цепи с заземленной нейтралью.

На рисунке «а» изображена схема с 2-мя вторичными обмотками. На рисунке «б» показана схема 3-х трехфазных трансформаторов. В них первичные и основные вторичные обмотки соединены по схеме звезды, а нейтральный проводник соединен с землей. На приборы измерения могут подключаться три фазы и ноль от основных вторичных обмоток. Вспомогательные вторичные обмотки соединены «треугольником». От этих обмоток поступает сумма напряжений фаз на дополнительные устройства: сигнальные, защитные и другие.

Основные схемы подключения

Наиболее простая схема с применением однофазного трансформатора изображена на рисунке 4 «а». Она используется в панелях запуска электродвигателей, на пунктах переключения напряжением до 10 киловольт, для подключения реле напряжения и вольтметра.

Схема по рисунку 4 «б» используется для неразветвленных цепей в электроустановках от 0,4 до 10 киловольт. Это дает возможность установить заземление вторичных цепей возле трансформаторов.

Во вторичной цепи, изображенной на рисунке 4 «в», подключен двухполюсный автомат вместо предохранителей. При срабатывании автомата его контакт замкнет сигнальную цепь «обрыв цепи». Вторичные обмотки заземлены в фазе В на щите. Рубильником можно выключить вторичную цепь, и обеспечить при этом видимый разрыв. Такая схема используется в электроустановках от 6 до 35 киловольт при разветвленных вторичных цепях.

На рисунке 4 «г» измерительные трансформаторы подключены схемой «треугольник-звезда». Это позволяет создать вторичное напряжение, необходимое для приборов автоматической регулировки возбуждения компенсаторов. Для надежности функционирования этих приборов предохранители во вторичных цепях не подключают.

Похожие темы:

Понижающие трансформаторы. Виды и работа. Особенности

Большинство электрических бытовых устройств работает от сети питания 220 В. Иногда необходимо понизить это напряжение до определенного значения, чтобы подключить низковольтные потребители нагрузки. Такими потребителями могут быть галогенные светильники, низковольтные нагреватели, светодиодные ленты и множество других.

Такое снижение напряжение могут выполнить понижающие трансформаторы, которые приобретают в магазине, или изготавливают самостоятельно. Такие трансформаторы популярны в электротехнике и радиоэлектронике, а также в бытовых условиях.

Особенности конструкции

Основной частью трансформатора выступает ферромагнитный сердечник, на котором расположены две обмотки, намотанные медным проводником. Эти обмотки разделяют на первичную и вторичную, в зависимости от принципа действия. На первичную обмотку подается сетевое напряжение, а с вторичной – снимается пониженное напряжение для потребителей нагрузки.

Обмотки связаны между собой переменным магнитным потоком, который наводится в ферромагнитном сердечнике. Между обмотками нет электрического контакта. Первичная обмотка имеет большее количество витков, чем вторичная. Поэтому напряжение на выходе понижено.

Обычно понижающие трансформаторы со всеми элементами находятся в корпусе. Однако не все модели его имеют. Это зависит от фирмы изготовителя, а также назначения понижающего трансформатора.

Обозначение на схеме

Принцип действия

Работу понижающего трансформатора можно описать следующим образом. Действие трансформатора основывается на принципе электромагнитной индукции. Напряжение, подключенное на первичную обмотку, образует в ней магнитное поле, которое пересекает витки вторичной обмотки. В ней образуется электродвижущая сила, под действием которой возникает напряжение, отличное от входного напряжения.

Разница в количестве витков первичной и вторичной обмоток определяет разницу между входным и выходным напряжением понижающего трансформатора. В процессе функционирования трансформатора возникают некоторые потери электроэнергии, которые неизбежны, и составляют около 3% мощности.

Чтобы вычислить точные величины параметров трансформатора, нужно сделать определенные расчеты его конструкции. Электродвижущая сила может возникать при подключении трансформатора только к переменному току. Поэтому большинство бытовых электрических устройств работает от сети переменного тока.

Понижающие трансформаторы входят в состав многих блоков питания, стабилизаторов и других подобных устройств. Некоторые модели трансформаторов могут содержать несколько выводов на вторичной обмотке для разных групп соединений. Такие виды приборов стали популярными, так как являются универсальными, и обладают многофункциональностью.

Разновидности

Понижающие трансформаторы имеют различные исполнения, в зависимости от конструкции и принципа действия:

• Тороидальные. Такой вариант модели трансформатора (рисунок «а») также применяется для незначительных мощностей, имеет сердечник формы в виде тора. Он отличается от других моделей малым весом и габаритами. Применяется в радиоэлектронных устройствах. Его конструкция позволяет достичь более высокой плотности тока, так как обмотка хорошо охлаждается на всем сердечнике, показатели тока намагничивания самые низкие.
• Стержневые. На рисунке «б» изображен стержневой вид трансформатора, в конструкции которого обмотки охватывают сердечники магнитопровода. Такие модели чаще всего выполняют для средней и большой мощности приборов. Их устройство довольно простое и дает возможность легче изолировать и ремонтировать обмотки. Их преимуществом является хорошее охлаждение, вследствие чего требуется меньше проводников для обмоток.
• Броневые. В этом виде трансформатора (рисунок «в») магнитопровод охватывает обмотки в виде брони. Остальные параметры идентичны стержневому виду, за исключением того, что броневые трансформаторы в основном выполняют маломощными, так как они имеют меньший вес и цену в сравнении с предыдущим вариантом, из-за простой сборки и меньшего количества катушек.
• Многообмоточные. Наиболее популярными являются двухобмоточные 1-фазные понижающие трансформаторы.

Для получения нескольких различных величин напряжений от одного трансформатора применяют несколько вторичных обмоток на сердечнике. Эти обмотки разные по числу витков и выдаваемому напряжению.

• Трехфазные. Такая модель применяется для понижения напряжения трехфазной сети. Такие понижающие трансформаторы применяются не только в промышленности, но и для бытовых нужд.

Они могут быть изготовлены из 3-х однофазных трансформаторов на общем сердечнике. Магнитные потоки всех фаз в сумме равны нулю. Промышленные образцы проходят испытания по определенным параметрам. Результаты испытаний сравнивают с документацией. Если нет соответствия, то трансформатор подлежит выбраковке. 3-фазный трансформатор имеет соединение обмоток по схеме треугольника или звезды. Схема звезды характерна общим узлом выводов всех фаз. Соединение треугольником выполняется последовательной схемой фаз в кольцо.

• Однофазные. Такие трансформаторы имеют подключение питания от однофазной сети, фаза и ноль поступают на одну первичную обмотку. Принцип их работы аналогичен всем остальным видам трансформаторов. Это наиболее популярный вид устройств.

Основные свойства

Маркировка трансформаторов зависит от его свойств. Основными свойствами понижающих трансформаторов являются:

• Мощность.
• Напряжение выхода.
• Частота.
• Габаритные размеры.
• Масса.

Частота тока для разных моделей трансформаторов будет одинаковой, в отличие от других перечисленных характеристик. Габаритные размеры и масса будут больше при повышении мощности модели. Максимальная величина мощности у промышленных образцов понижающих трансформаторов, так же как габаритные размеры и масса.

Напряжение на выходе вторичных обмоток может быть различным, и зависит от назначения прибора. Модели трансформаторов для бытовых нужд имеют малые габариты и вес. Их легко устанавливать и перевозить.

Обмотки трансформатора

Обмотки находятся на магнитопроводе прибора. Ближе к сердечнику располагают низковольтную обмотку, так как ее легче изолировать. Между обмотками укладывают изоляционные прокладки и другие диэлектрики, например электротехнический картон.

Первичная обмотка соединяется с сетью питания переменного напряжения. Вторичная обмотка выдает низкое напряжение и подключается к потребителям электроэнергии.  К одному трансформатору можно подключать сразу несколько бытовых устройств.

Для намотки катушек применяют изолированные провода, с изоляцией каждого слоя кабельной бумагой. Проводники бывают различных форм сечения:

• Круглая.
• Прямоугольная (шина).

По способу намотки обмотки делят:

• Концентрические, на стержне.
• Дисковые, намотанные чередованием.

Достоинства и недостатки

Достоинства

• Применение понижающих трансформаторов, как в промышленности, так и в домашних условиях можно объяснить необходимостью уменьшения рабочего напряжения до 12 вольт для создания безопасности человека.
• Другой причиной применения низкого напряжения является нетребовательность трансформаторов к значению входного напряжения, так как они могут функционировать, например, при 110 В, при этом обеспечивая стабильное напряжение на выходе.
• Компактные размеры.
• Малая масса.
• Удобство транспортировки и монтажа.
• Отсутствие помех.
• Плавная регулировка напряжения.
• Незначительный нагрев.

Недостатки

• Недолгий срок службы.
• Незначительная мощность.
• Высокая цена.

Как выбрать понижающие трансформаторы

При выборе конкретного устройства, рекомендуется воспользоваться следующими критериями выбора:

• Величина напряжения на входе. На корпусе устройства обычно есть маркировка входного напряжения 220, либо 380 вольт. Для бытовой сети подходит модель на 220 В.
• Величина напряжения выхода. Зависит от назначения и применения устройства. Обычно это 12 или 36 вольт, о чем также должна быть маркировка.
• Мощность устройства. Чтобы правильно подобрать стабилизатор по мощности, нужно сложить мощности всех планируемых к подключению потребителей, и добавить резервное значение 20%.

Эксплуатация и ремонт

Основным условием правильной и надежной эксплуатации понижающего трансформатора является специально оборудованное место для его монтажа и функционирования.

Понижающие трансформаторы необходимо содержать в чистоте, сухом виде, защищать от пыли и влаги. В домашних бытовых условиях для трансформатора используют специальный шкаф или металлический корпус. Заземление для понижающего трансформатора является обязательным условием.

Трансформатор требует периодического обслуживания и ухода, в зависимости от выполняемых им задач и условий эксплуатации.

Чаще всего обслуживание включает в себя следующие работы:

• Наружный осмотр, очистка от пыли и грязи.
• Осмотр деталей уплотнения, колец, прокладок, подтяжка клемм.
• Проверка изоляции на пробой.

В трансформаторе могут появиться неисправности и повреждения обмоток в виде трещин секций катушек. При этом не требуется демонтировать трансформатор. На поврежденную изоляцию накладывают лакоткань. При серьезных неисправностях, связанных с обрывом или коротким замыканием, осуществляют снятие трансформатора и его ремонт в электромастерской.

Похожие темы:

Трансформатор напряжения — этого не знает более 80%!

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.

---

[contents]

---

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<1), например, применяется в ламповых усилителях;
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.

Как работает трансформатор напряжения?

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!

Что такое емкостный трансформатор напряжения (CVT)? — Определение, необходимость и работа

Определение: Емкостной трансформатор напряжения понижает входные сигналы высокого напряжения и выдает сигналы низкого напряжения, которые можно легко измерить с помощью измерительного прибора. Емкостной трансформатор напряжения (CVT) также называют емкостным трансформатором напряжения

.

Емкостной делитель потенциала, индуктивный элемент и вспомогательный трансформатор являются тремя основными частями емкостного трансформатора потенциала.

Зачем нужен вариатор?

Для измерения высокого напряжения (выше 100 кВ) требуется трансформатор с высокой изоляцией. Трансформатор с высокой изоляцией стоит довольно дорого по сравнению с обычным трансформатором. Для снижения стоимости в системе используется емкостной трансформатор напряжения. Вариатор дешев, и по своим характеристикам не намного уступает высокоизолированному трансформатору.

Рабочий емкостный трансформатор напряжения

Емкостной делитель потенциала используется в сочетании со вспомогательным трансформатором и индуктивным элементом.Емкостной делитель потенциала понижает сигналы сверхвысокого напряжения до сигнала низкого напряжения. Выходное напряжение емкостного трансформатора потенциала дополнительно понижается с помощью вспомогательного трансформатора.

Рассмотрим принципиальную схему емкостного трансформатора потенциала.

Конденсатор или делитель потенциала помещается поперек линии, напряжение которой используется для измерения или регулирования. Пусть C ₁ и C ₂ будут конденсаторами, размещенными поперек линий передачи.Выход делителя потенциала действует как вход вспомогательного трансформатора.

Конденсаторы, расположенные рядом с землей, имеют большую емкость по сравнению с конденсаторами, размещенными рядом с линией передачи. Высокое значение емкости означает, что полное сопротивление этой части делителя потенциала становится низким. Таким образом, на вспомогательный трансформатор поступают низкие напряжения. Дополнительный трансформатор дополнительно понижает напряжение.

N ₁ и N ₂ — это количество витков на первичной и вторичной обмотках трансформатора.Измеритель, используемый для измерения низкого значения напряжения, является резистивным, а делитель потенциала — емкостным. Таким образом, происходит фазовый сдвиг, и это влияет на выходной сигнал. Чтобы решить эту проблему, индуктивность включается последовательно со вспомогательным трансформатором.

Эта индуктивность L состоит из потока рассеяния вспомогательной обмотки вспомогательного трансформатора. Значение индуктивности дается как значение индуктивности регулируемое. Индуктивность компенсирует падения напряжения, возникающие в трансформаторе из-за уменьшения тока от делителя потенциала.Но на практике компенсация невозможна из-за потерь индуктивности.

Коэффициент трансформации напряжения трансформатора выражается как As значение C ₁ больше, чем C ₂ . Таким образом, значение C ₁ / (C ₁ + C ₂ ) невелико. Получено низкое значение напряжения.

Коэффициент трансформации напряжения емкостного трансформатора напряжения свободен от нагрузки. Нагрузка — нагрузка на вторичную обмотку трансформатора

.

Что такое регулирование напряжения трансформатора? Примеры и применение

Регулирование напряжения трансформатора — формулы и примеры

Что такое регулирование напряжения?

Регулировка напряжения трансформатора — это отношение разницы между выходным напряжением холостого хода трансформатора и выходным напряжением полной нагрузки к выходному напряжению полной нагрузки, выраженное в процентах (%).

Другими словами, регулировка напряжения трансформатора — это мера подачи постоянного выходного напряжения при различных токах нагрузки.

Простыми словами, изменение величины входного и выходного напряжения трансформатора известно как регулирование напряжения. то есть изменение напряжения на клеммах вторичной обмотки трансформатора от холостого хода до полной нагрузки, связанное с напряжением холостого хода, известно как «регулирование напряжения».

Математически регулирование напряжения выражается следующей формулой.

Регулировка напряжения первичной обмотки трансформатора

Где:

• E ₁ = Напряжение первичной обмотки без нагрузки
• В ₁ = Напряжение первичной обмотки при полной нагрузке
• E ₂ = Напряжение на клеммах вторичной обмотки без нагрузки
• В ₂ = Напряжение на клеммах вторичной обмотки при полной нагрузке

A Трансформатор обычно обеспечивает более высокое выходное напряжение без нагрузки, чем при полной нагрузке трансформатора в соответствии с номинальной мощностью, указанной на паспортной табличке трансформатора.Другими словами, под нагрузкой выходное напряжение трансформатора немного падает.

Силовой трансформатор должен обеспечивать постоянное выходное напряжение (в идеале, поскольку это невозможно в реальности). Таким образом, это лучший вариант — иметь как можно меньше колебаний выходного напряжения при разных токах нагрузки. В этом сценарии регулирование напряжения показывает, насколько трансформатор может обеспечивать постоянное вторичное напряжение с различными нагрузками, подключенными к выходу трансформатора.

Следующая основная схема трансформатора и ее решенный пример поясняют концепцию регулирования напряжения трансформатора.

В первом сценарии, предположим, что к вторичной обмотке трансформатора не подключена нагрузка. В этом случае разомкнутой цепи:

• Ток нагрузки не течет из-за разомкнутой цепи.
• Когда ток нагрузки не протекает, нет падения напряжения и реактивных падений на резисторе и катушках индуктивности.
• Падения напряжения на первичных клеммах незначительны.

Во втором сценарии трансформатор загружен, т. Е. Нагрузка подключена к клеммам вторичной обмотки трансформатора.В случае нагруженной цепи:

• Ток нагрузки протекает из-за замкнутой цепи и нагрузки, подключенной к вторичным клеммам.
• Ток нагрузки протекает через нагрузку, поэтому на резисторах и индукторах должны быть падения напряжения.
• Таким образом, среднее значение стабилизации напряжения больше, чем у трансформатора без нагрузки.

Для лучшей производительности регулировка напряжения должна быть низкой (идеальный ноль), т.е. чем выше регулировка напряжения, тем хуже будет КПД и рабочие характеристики трансформатора.

Из приведенной выше схемы и пояснения делаются следующие два вывода:

• В трансформаторе значение первичного напряжения всегда больше, чем наведенная ЭДС в первичных обмотках.

В ₁ > E ₁

• В трансформаторе значение вторичного напряжения на клеммах без нагрузки всегда больше, чем вторичное напряжение на клеммах при полной нагрузке.

E ₂ > V ₂

На основании информации, приведенной выше на указанной принципиальной схеме, можно составить следующие два уравнения:

• V ₁ = I ₁ R ₁ Cosθ ₁ + I ₁ X ₁ Sinθ ₁ + E ₁
• E ₂ = I ₂ R ₂ Cosθ ₂ + I ₂ X ₂ Sinθ ₂ + V ₂

Для различных нагрузок i.е. индуктивные и емкостные нагрузки и т. д., следующее выражение при вторичном напряжении без нагрузки.

Ниже приводится выражение вторичного напряжения холостого хода для различных видов нагрузок, например индуктивных и емкостных нагрузок и т. Д.

Регулирование напряжения для индуктивных нагрузок (коэффициент мощности с запаздыванием)

E ₂ = I ₂ R ₀₂ Cosθ ₂ + I ₂ X ₀₂ Sinθ ₂ + V ₂

E ₂ — V ₂ = I ₂ R ₀₂ Cosθ ₂ + I ₂ X ₀₂ Sinθ ₂

Регулировка напряжения трансформатора при отстающем коэффициенте мощности (индуктивная нагрузка):

Регулировка напряжения для емкостных нагрузок (опережающий коэффициент мощности)

E ₂ = I ₂ R ₀₂ Cosθ ₂ — I ₂ X ₀₂ Sinθ ₂ + V ₂

E ₂ — V ₂ = I ₂ R ₀₂ Cosθ ₂ — I ₂ X ₀₂ Sinθ ₂

Регулировка напряжения трансформатора с опережающим коэффициентом мощности (емкостная нагрузка):

Где:

• (I ₂ R ₀₂ / E ₂ ) x 100 — это падение сопротивления в процентах
• (I ₂ X ₀₂ / E ₂ ) x 100 — это падение реактивного сопротивления в процентах

Соответствующий пост: Уравнение ЭДС трансформатора

Примеры регулирования напряжения

Пример 1:

Предположим, трансформатор имеет напряжение холостого хода 240 вольт и напряжение полной нагрузки 230 вольт.Регулировка трансформатора рассчитывается следующим образом.

% стабилизации напряжения = [{(напряжение холостого хода — напряжение полной нагрузки) / напряжение полной нагрузки} x 100]

% стабилизации напряжения = [{(240V — 230V) / 230} x 100]

% стабилизации напряжения = 4.347%

Не доволен базовым примером, как указано выше, давайте немного усложним следующее.

Пример 2:

Трансформатор 50 кВА имеет 200 витков и 40 витков на первичной и вторичной обмотках соответственно.Сопротивление на первичной и вторичной обмотках составляет 0,15 Ом и 0,005 Ом соответственно. Значения реактивных сопротивлений утечки на первичной и вторичной обмотках составляют 0,55 и 0,0175 Ом соответственно. Если напряжение питания на первичной стороне составляет 1100 В, рассчитайте:

1. Эквивалентный импеданс, переданный на первичные обмотки
2. Напряжение вторичной клеммы при полной нагрузке с запаздывающим коэффициентом мощности 0,8.
3. Регулировка напряжения

Решение:

Данные:

• Первичное напряжение: 1100 В
• Число витков первичной обмотки: 200
• Число витков вторичной обмотки: 40
• R ₁ = 0.15 Ом
• R ₂ = 0,005 Ом
• X ₁ = 0,55 Ом
• X ₂ = 0,0175 Ом
• Коэффициент мощности = Cos θ = 0,8 Запаздывание

(1)

Поворот соотношение = K = N ₂ / N ₁ = 40/200 = 1/5

R ₀₁ = R ₁ + R ₂ / K ² = 0,15 Ом + 0,005 Ом / (1/5) ² = 0,275 Ом

X ₀₁ = X ₁ + X ₂ / K ² = 0.55 Ом + 0,0175 Ом / (1/5) ² = 0,987 Ом

Z ₀₁ = 0,275 + j 0,987 = 1,025 ∠74,43 ^o

Z ₀₂ = K ² Z ₀₁ = (1/5) ² (0,275 + j 0,987) = (0,011 + j 0,039)

(2)

Вторичное напряжение холостого хода = KV ₁ = (1/5) × 1100 В = 220 В

Вторичный ток: I ₂ = 50 x10 ³ /220 В = 227,27 A… (I = P / V = ​​50 кВА / 220 В)

I ₂ = 227.27 A

Падение напряжения при полной нагрузке относительно вторичной

= I ₂ (R ₀₂ Cos θ + X ₀₂ Sin θ)

= 227,27 A (0,011 × 0,8 — 0,039 × 0,6) = — 3,32 В

Напряжение вторичной клеммы под нагрузкой = 220 В — 3,32 В = 216,68 В

Вторичное напряжение при полной нагрузке: 216,68 В

(3)

% Регулировка = 3,32 В × 100/220 = 1,51

или

Стабилизация напряжения:

% Стабилизация напряжения = (В _{Без нагрузки} — В _{Полная нагрузка} / В _{Полная нагрузка} ) x 100

= (220 В — 216.68 В / 216,68 В) x 100 = 1,53

% Регулирование напряжения = 1,53

Регулирование нулевого напряжения трансформатора

Регулирование нулевого напряжения означает, что «напряжение холостого хода» и «напряжение полной нагрузки» трансформатора равны, т. Е. между ними нет разницы. Регулировка нулевого напряжения указывает на максимально возможную производительность трансформатора, которая возможна только в теоретическом и идеальном трансформаторе.

Помимо теории, чем ниже процент регулирования напряжения, тем более стабильным и постоянным будет вторичное напряжение на клеммах нагрузки при лучшем регулировании.

Приложения с плохим регулированием

В некоторых приложениях требуется плохое регулирование напряжения трансформатора, например, в «газоразрядной лампе». В этом случае требуется повышающий трансформатор для обеспечения высокого напряжения на начальном этапе для зажигания лампы, а затем для снижения уровня напряжения после зажигания, и ток начинает течь в цепи разрядного освещения. Этот процесс может быть хорошо реализован с помощью повышающего трансформатора с плохой стабилизацией (высокий% регулирования напряжения).

Аналогичным образом, плохое регулирование напряжения необходимо в аппаратах для дуговой сварки, которые фактически являются понижающим трансформатором, обеспечивающим низкое напряжение и большой ток для процесса дуговой сварки.

Полезно знать: Регулирование высокого% напряжения означает плохое регулирование или плохую работу.

Как улучшить регулирование трансформатора?

Устройство, известное как феррорезонансный трансформатор (комбинация трансформатора и LC резонансного контура), используется для улучшения регулирования трансформатора (т.е.е. уменьшить процент регулирования напряжения трансформатора). Железный сердечник феррорезонансного трансформатора заполнен магнитным потоком (магнитными линиями) на протяжении большей части цикла переменного тока. Таким образом, первичный ток трансформатора и колебания напряжения питания мало влияют на плотность магнитного потока сердечника трансформатора. Это означает, что на выходе вторичных клемм трансформатора почти постоянное напряжение, на которое не влияют сильные колебания напряжения питания первичных обмоток трансформатора.

Похожие сообщения:

Что такое трансформатор напряжения?

Трансформатор напряжения — это электрический компонент, который может повышать, понижать или передавать электрический ток между цепями. Разработанные для управления напряжением тока, особенно в сценариях с высоким напряжением, трансформаторы напряжения, как правило, обеспечивают определенный уровень мощности. Хотя трансформатор напряжения чаще всего используется для устройств, требующих 500 вольт или более, он также может быть найден во многих электронных устройствах низкого напряжения.

Человек с дрелью

Независимо от размера трансформатор напряжения основан на свойствах взаимной индукции. Ток при любом напряжении пропускается через первичный комплект катушек трансформатора.Движение этого тока мимо сердечника трансформатора создает переменную электродвижущую силу во вторичном наборе катушек трансформатора. Количество витков в двух катушках определяет, станет ли ток сильнее, слабее или останется прежним. Этот процесс, пожалуй, наиболее полезен в цепях высокого напряжения и дальнего действия.

Высоковольтные трансформаторы часто используются в крупных электрических сетях.Различные уровни напряжения, необходимые для всей сети, означают, что в различных точках может потребоваться уменьшение или увеличение напряжения, чтобы оборудование могло нормально функционировать. Подстанции и электростанции часто содержат значительные массивы, которые включают трансформаторы напряжения, а в гражданских приложениях в какой-то момент часто используется высоковольтный трансформатор.

В этих крупных электрических сетях часто требуется техническое обслуживание и учет.Высоковольтные трансформаторы часто используются для снижения мощности в сети до уровня, ожидаемого измерительным оборудованием. Понижение напряжения может снизить нагрузку на такое оборудование, не прерывая общий ток сети. Та же основная концепция часто применяется к низковольтному оборудованию.

Многие электронные устройства содержат силовые трансформаторы, которые переводят домашнее напряжение в допустимый уровень для конкретного устройства.Эти трансформаторы напряжения могут быть внешними, например, обычными адаптерами переменного тока, или внутренними, например, компонентами в блоке питания компьютера. Коммерческие возможности связаны с широким спектром устройств и электрических токов, используемых во всем мире.

Низковольтный трансформатор, например, может быть полезен при поездке в страну, где для домашнего электроснабжения используется другое напряжение.Коммерческие трансформаторы напряжения часто предназначены для преобразования электроэнергии в стене в напряжение, которое могут использовать электронные устройства. Подобно высоковольтным трансформаторам, низковольтные трансформаторы могут использоваться для повышения или понижения напряжения с помощью трансформаторных катушек. Многие из правил и концепций, используемых в крупных электрических сетях, применимы и к бытовой электронике.

Последние вопросы и ответы о трансформаторах

Что такое трансформатор и как он работает?

Трансформатор — это статическое электрическое оборудование, предназначенное для преобразования переменного тока 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 долгую и безотказную жизнь. В простейшей форме он 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.

Затем в другой катушке, называемой вторичной или выходной катушкой, индуцируется напряжение.Изменение уровня напряжения (или отношения разности потенциалов) между первичной и вторичной обмотками зависит от соотношения витков двух катушек.

Почему гудят трансформаторы?

Шум трансформатора возникает из-за явления, при котором кусок магнитной листовой стали расширяется при намагничивании. Когда намагниченность снимается, она возвращается в исходное состояние. Это явление называется магнитострикцией. Трансформатор магнитно возбуждается переменным током и напряжением, так что он удлиняется и сжимается дважды в течение полного цикла намагничивания.

Намагниченность любой точки на листе варьируется, поэтому растяжение и сжатие неоднородны. Сердечник трансформатора изготовлен из множества листов специальной стали, чтобы уменьшить потери и смягчить возникающий тепловой эффект. Расширения и сжатия происходят беспорядочно по всему листу, и каждый лист неустойчиво ведет себя по отношению к своему соседу, поэтому вы можете видеть, что это за движущаяся, извивающаяся конструкция в возбужденном состоянии.

Эти удлинители имеют крошечные размеры и поэтому обычно не видны невооруженным глазом.Однако их достаточно, чтобы вызвать вибрацию и, как следствие, шум. Подача напряжения на трансформатор создает магнитный поток или магнитные силовые линии в сердечнике. Степень магнитного потока определяет величину магнитострикции и, следовательно, уровень шума.

Снижение уровня магнитного потока помогает уменьшить шум? Напряжения трансформатора устанавливаются системными требованиями. Отношение этих напряжений к количеству витков в обмотке определяет величину намагничивания. Это соотношение напряжения к числу витков определяется в основном из соображений экономической надежности.

Следовательно, величина магнитного потока при нормальном напряжении фиксирована. Это также фиксирует уровень шума и вибрации. Кроме того, увеличение (или уменьшение) намагниченности не влияет эквивалентным образом на магнитострикцию. С технической точки зрения связь не является линейной.

Какая польза от кранов?

Ответвители предусмотрены на некоторых трансформаторах на обмотке высокого напряжения для корректировки условий низкого или высокого напряжения и по-прежнему обеспечивают полное номинальное напряжение на клеммах вторичной обмотки.Ответвители обычно устанавливаются на 1,25%, 2,5% выше и ниже номинального первичного напряжения.

В чем разница между трансформаторами «изолирующий», «изолирующий» и «экранированный»?

Изолирующие и разделительные трансформаторы идентичны. Эти термины используются для описания разделения первичной и вторичной обмоток. Экранированный трансформатор включает металлический экран между первичной и вторичной обмотками для ослабления (уменьшения) переходных шумов.

Могут ли трансформаторы работать при напряжении, отличном от номинального?

В некоторых случаях трансформаторы могут работать при напряжениях ниже номинального напряжения, указанного на паспортной табличке.Ни в коем случае трансформатор не должен эксплуатироваться с превышением номинальных значений, указанных на паспортной табличке, если не предусмотрено устройство РПН. При работе ниже номинального напряжения соответственно снижается мощность в кВА.

Могут ли трансформаторы 60 Гц работать при 50 Гц?

Трансформаторы мощностью 1 кВА и выше, рассчитанные на частоту 60 Гц, не должны использоваться в сети 50 Гц из-за более высоких потерь и, как следствие, повышения температуры. Однако любой трансформатор на 50 Гц будет работать в режиме 60 Гц.

Можно ли параллельно использовать трансформаторы?

Однофазные трансформаторы могут использоваться параллельно только в том случае, если их напряжения равны.Если используются неравные напряжения, в замкнутой сети между двумя трансформаторами существует циркулирующий ток, который вызывает чрезмерный нагрев и сокращает срок службы трансформатора. Кроме того, значения импеданса каждого трансформатора должны отличаться друг от друга в пределах 7,5%.

Зачем нужен выключатель большего размера при реверсе

Обычно выходная обмотка наматывается первой и поэтому находится ближе всего к сердечнику. При использовании в качестве обмотки возбуждения получается более высокий пусковой ток.

В большинстве случаев пусковой ток в 10–12 раз превышает ток полной нагрузки в течение 1/10 секунды. При обратном питании трансформатора пусковой ток может быть в 16 раз больше. В этом случае необходимо использовать выключатель большего размера с более высоким рейтингом AIC, чтобы трансформатор оставался в рабочем состоянии.

Отводы работают одинаково при обратном питании трансформатора?

Отводы обычно находятся в первичной обмотке для регулировки входящего напряжения. Если на трансформатор подается обратное питание, отводы находятся на выходной стороне и могут использоваться для регулировки выходного напряжения.

Почему я могу получить неправильное выходное напряжение при установке повышающего трансформатора?

Клеммы трансформатора имеют маркировку в соответствии с подключениями высокого и низкого напряжения. Клемма H обозначает соединение с высоким напряжением, а клемма X обозначает соединение с более низким напряжением. Распространенное заблуждение состоит в том, что клеммы H являются первичными, а выводы X — вторичными.

Это верно для понижающих трансформаторов, но в повышающем трансформаторе соединения должны быть поменяны местами.Первичная обмотка низкого напряжения подключается к клеммам X, а вторичная обмотка высокого напряжения подключается к клеммам H.

Могут ли трансформаторы вырабатывать трехфазное питание от однофазного источника?

№. Фазопреобразователи или фазосдвигающие устройства, такие как реакторы и конденсаторы, необходимы для преобразования однофазной энергии в трехфазную.

Что такое регулирование в трансформаторе?

Регулирование напряжения в трансформаторах — это разница между напряжением полной нагрузки и напряжением холостого хода.Обычно это выражается в процентах.

Что такое повышение температуры в трансформаторе?

Повышение температуры трансформатора — это средняя температура обмоток, масла и изоляции, превышающая существующую температуру окружающей среды.

Что такое класс изоляции?

Класс изоляции был оригинальным методом, использовавшимся для различения изоляционных материалов, работающих при различных температурах.

Буквы использовались для разных обозначений.Буквенные классификации были заменены температурой системы изоляции в градусах Цельсия.

Температура системы — это максимальная температура в самой горячей точке обмотки.

Одна система изоляции лучше другой?

Не обязательно. Это зависит от области применения и получаемой рентабельности. Системы изоляции более высокого температурного класса стоят дороже, а более крупные трансформаторы дороже в строительстве.

Таким образом, более дорогие изоляционные системы с большей вероятностью будут обнаружены в более крупных установках кВА.

Связаны ли повышение температуры с фактической температурой поверхности?

Нет. Это можно сравнить с обычной лампочкой. Температура нити лампочки может превышать 2000 градусов, но температура поверхности лампы достаточно низка, чтобы ее можно было прикоснуться голыми руками.

Что подразумевается под импедансом в трансформаторах?

Импеданс — это токоограничивающая характеристика трансформатора, выражаемая в процентах.

Каков КПД трансформатора?

КПД трансформатора определяется как отношение полезной выходной мощности к входной, причем эти два значения измеряются в одном устройстве.Его единица измерения — ватты (Вт) или кВт. Обозначается.

Почему важен импеданс?

Он используется для определения отключающей способности распределительного устройства, используемого для защиты первичной обмотки трансформатора.

Какие бывают трансформаторы в зависимости от их использования?

На основании их использования

• Силовой трансформатор: Используется в сети передачи, высокий рейтинг
• Распределительный трансформатор: используется в распределительных сетях, сравнительно более низкий номинал, чем у силовых трансформаторов.

Какие потери в трансформаторе?

В любой электрической машине «потери» можно определить как разницу между входной и выходной мощностью. Электрический трансформатор — это статическое устройство, поэтому в нем отсутствуют механические потери (например, потери от ветра или трения). Трансформатор состоит только из электрических потерь (потерь в стали и в меди). Потери трансформатора аналогичны потерям в машине постоянного тока, за исключением того, что трансформаторы не имеют механических потерь.

Потери в трансформаторе объясняются ниже:

(I) Потери в сердечнике или железе

Потери на вихревые токи и гистерезисные потери зависят от магнитных свойств материала, из которого изготовлен сердечник. Следовательно, эти потери также известны как потери в сердечнике или потери в стали . Потери гистерезиса в трансформаторе:

Потери на гистерезис возникают из-за перемагничивания сердечника трансформатора. Эти потери зависят от объема и марки чугуна, частоты перемагничивания и величины магнитной индукции.Его можно получить по формуле Штейнмеца:

Вт _ч = ηB _max ^1,6 fV (Вт)
где η = постоянная гистерезиса Штейнмеца
V = объем сердечника в м ³

Потери на вихревые токи в трансформаторе:

В трансформаторе переменный ток подается на первичную обмотку, которая создает переменный намагничивающий поток. Когда этот поток соединяется со вторичной обмоткой, он создает в ней наведенную ЭДС. Но некоторая часть этого потока также связана с другими проводящими частями, такими как стальной сердечник, железный корпус или трансформатор, что приведет к наведенной ЭДС в этих частях, вызывая в них небольшой циркулирующий ток.Этот ток называется вихревым током. Из-за этих вихревых токов некоторая энергия будет рассеиваться в виде тепла.

(Ii) Потери меди в трансформаторе

Потери в меди возникают из-за омического сопротивления обмоток трансформатора. Потери в меди для первичной обмотки I ₁ ² R ₁ , а для вторичной обмотки I ₂ ² R ₂ . Где I ₁ и I ₂ — ток в первичной и вторичной обмотке соответственно, R ₁ и R ₂ — сопротивления первичной и вторичной обмоток соответственно.Понятно, что потери в Cu пропорциональны квадрату тока, а ток зависит от нагрузки. Следовательно, потери в меди в трансформаторе зависят от нагрузки.

Есть ли у вас заземляющие трансформаторы типа «Зигзаг»?

Да. Эта система может использоваться либо для заземления, либо для развития четвертого провода из трехфазного трехпроводного провода. (нейтральный)

Что такое BIL и как он применяется к трансформаторам?

BIL — это аббревиатура от Basic Impulse Level.Импульсные испытания — это диэлектрические испытания, которые заключаются в приложении высокочастотного напряжения крутого фронта волны между обмотками, а также между обмотками и землей. BIL трансформатора — это метод выражения скачка напряжения, который трансформатор выдержит без пробоя.

Что такое возбуждающий ток?

Ток возбуждения — это ток или амперы, необходимые для возбуждения. Возбуждающий ток в большинстве осветительных и силовых трансформаторов варьируется от примерно 10% для небольших размеров около 1 кВА и менее до примерно 2% для больших размеров 750 кВА.

Определение трансформатора

Это статическое устройство для преобразования электрической энергии из одной цепи переменного тока в другую без изменения частоты. Он изменяет напряжение с высокого на низкий и с низкого на высокое с соответствующим увеличением или уменьшением тока. Если напряжение увеличивается, говорят, что оно повышается. Если он уменьшен, то он называется уменьшенным.

Принцип действия электрического трансформатора

Когда одна катушка, такая как первичная, подключена к источнику переменного тока, течет ток и в сердечнике создается переменный магнитный поток.Большая часть этого потока связана с вторичной обмоткой второй катушки. Закон электромагнитной индукции. Если цепь замкнута, ток будет течь. Вторичное напряжение зависит от отношения витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки.

Испытания трансформатора

На трансформаторе выполняются два испытания: испытание на обрыв цепи и испытание на короткое замыкание. Эти испытания выполняются для определения параметра или констант трансформатора, эффективности и регулирования.

1.Проверка обрыва цепи

Это также называется тестом без нагрузки. Он определяет потери в стали и ток холостого хода. Одна обмотка трансформатора, обычно сторона низкого напряжения, подключена к его нормальному источнику питания с помощью амперметра для измерения напряжения, приложенного к обмотке, и ваттметра для измерения, измеренного трансформатором без нагрузки. обмотка высокого напряжения остается открытой. В этих условиях в сердечнике образуется нормальный магнитный поток, следовательно, возникают нормальные потери в стали. Потребляемый ток будет ваттметром и укажет на потери в стали.

2. Тест на короткое замыкание

Этот тест используется для определения потерь в меди при полной нагрузке, а также эквивалентных сопротивлений и реактивных сопротивлений, относящихся к стороне измерения. В этом испытании обмотки высокого напряжения уменьшенное значение напряжения увеличивается до тех пор, пока в этой обмотке не будет течь полный ток нагрузки. Приложенное напряжение составляет небольшую часть нормального рабочего напряжения, создаваемый взаимный поток очень мал, и, следовательно, потерями в сердечнике при этом напряжении можно пренебречь.Ваттметр во время этого теста показывает общие потери в меди.

Что такое распределительный трансформатор?

Трансформатор мощностью до 200 кВА, используемый для понижения напряжения распределения до стандартного рабочего напряжения, известен как распределительные трансформаторы. Они работают все 24 часа в сутки, независимо от того, несут они груз или нет. Энергия теряется в потерях в железе в течение дня, в то время как потери в меди учитывают потери энергии при нагрузке трансформатора.Следовательно, потери в стали распределительного трансформатора должны быть небольшими по сравнению с потерями в меди при полной нагрузке, другими словами, они должны быть спроектированы так, чтобы иметь максимальный КПД при нагрузке, намного меньшей, чем полная, примерно на 50 процентов. Благодаря низким потерям в стали, распределительный трансформатор имеет хороший КПД в течение всего дня. Эти трансформаторы обладают хорошей стабилизацией напряжения.

Что такое силовой трансформатор?

Эти трансформаторы имеют номинальную мощность около 20 кВА и находятся на генерирующих станциях и подстанциях на каждой линии электропередачи для повышения или понижения напряжения.Они могут быть одно- или трехфазными. Они запускаются в периоды нагрузки и отключаются в периоды небольшой нагрузки. Поэтому силовой трансформатор должен быть спроектирован таким образом, чтобы иметь максимальный КПД при полной или близкой к ней нагрузке. Силовые трансформаторы спроектированы так, чтобы иметь значительно большее реактивное сопротивление утечки, чем допустимое в распределительных трансформаторах, потому что в случае силового трансформатора регулирование напряжения менее важно, чем эффект ограничения тока более высокого реактивного сопротивления утечки.

Важные факты о трансформаторе

1. В идеальном трансформаторе без нагрузки первичное подаваемое напряжение уравновешивается вторичным.
2. Концентрические обмотки используются в трансформаторе с сердечником, при этом низкотемпературная обмотка размещается рядом с сердечником.
3. Перекрестные обмотки используются для обмотки высокого напряжения трансформаторов малой мощности.
4. Величина взаимного потока в трансформаторе одинакова на всех уровнях.
5. Индуцированная ЭДС во вторичной обмотке трансформатора будет зависеть от частоты, магнитного потока и количества витков во вторичной обмотке.

Трансформатор напряжения

| Статья о трансформаторе напряжения от The Free Dictionary

измерительный трансформатор для понижения напряжения в цепях измерения и контроля. При использовании трансформатора напряжения цепи вольтметров, частотомеров, электросчетчиков, устройств автоматического управления и контроля могут быть изолированы от цепей высокого напряжения; это делает возможным стандартизацию номинального напряжения контрольно-измерительной аппаратуры, которое обычно составляет 100 вольт (В).Различают трансформаторы напряжения переменного тока (обычно известные просто как трансформаторы) и трансформаторы постоянного тока.

Первичная обмотка трансформатора напряжения переменного тока ( см. , рисунок 1) состоит из большого числа w ₁ витков и подключена параллельно цепи, напряжение которой U ₁ составляет быть измеренным или контролироваться. Измерительные или контрольные приборы подключаются к клеммам вторичной обмотки, которая имеет w ₂ витков ( w ₂ ≪ w ₁ ).Поскольку внутреннее сопротивление таких приборов относительно высокое, трансформатор напряжения работает в условиях, близких к условиям холостого хода, что означает, что, если не учитывать потери напряжения в обмотках, U ₁ и U ₂ можно рассматривать как приблизительно равное соответствующим электродвижущим силам и пропорциональное w ₁ и w ₂ , то есть U ₁ w ₂ ≈ U ₂ w ₁ .Если отношение w ₁ / w ₂ — коэффициент трансформации — известно, высокое первичное напряжение может быть определено из измерений низкого напряжения на вторичной обмотке. Примерный характер соотношения между U _l и U ₂ обусловлен наличием в измеренном значении U ₁ ошибок напряжения и угловых погрешностей. Эти ошибки устраняются в компенсированных трансформаторах напряжения.

Трансформаторы напряжения используются в основном в высоковольтном распределительном оборудовании. Выпускаются однофазные и трехфазные типы. Большинство трансформаторов на напряжение выше 6 кВ заполнены маслом. Для напряжений выше 100 кВ обычно используют каскадные трансформаторы. Лабораторные трансформаторы напряжения обычно многодиапазонного типа.

(Обсуждение трансформаторов постоянного тока, см. .)

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Вавин В. Н. Трансформаторные напряжения и их вторичные цепи .Ленинград, 1967.
Электрические измерения . Под редакцией Э. Г. Шрамкова. Москва, 1972.

Большая Советская Энциклопедия, 3-е издание (1970-1979). © 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.

Трансформаторный преобразователь напряжения — лучшие предложения на трансформаторный преобразователь напряжения от глобальных продавцов трансформаторных преобразователей напряжения

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для трансформаторного преобразователя напряжения.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот лучший трансформаторный преобразователь напряжения вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели трансформаторный преобразователь напряжения на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в трансформаторном преобразователе напряжения и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести transformer Voltage converter по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации.