От чего зависит напряжение на выходе трансформатора: регулирование напряжения трансформатора | Советы электрика

регулирование напряжения трансформатора | Советы электрика

02 Июнь 2012 Энергетика

Приветствую вас, читатель моего сайта ceshka.ru! 

В этой статье я хочу рассказать вам как регулируется напряжение у силового трансформатора 110/10 кВ- под нагрузкой.

Для тех кто вообще не в теме объясняю о чем вообще идет речь.

Электроэнегрия от электростанции (АЭС, ТЭЦ, ГРЭС и т.п.) передается по опорам воздушных линий на многие сотни километров к подстанции (я буду вести речь о подстанции 110 000 Вольт), где установлены понижающие трансформаторы – очень большие и очень мощные. 

Эти трансформаторы понижают напряжение (в моем примере до 10 000 Вольт) и передают электроэнергию дальше, но уже на более короткое расстояние- в пределах 10-40км до следующего понижающего трансформатора, который преобразует уже высокое напряжение 10 кВ в низкое трехфазное напряжение 400 Вольт, которое и идет по проводам к нам в дома.

Так вот, к трансформатору 110/10 кВ, установленному на подстанции, присоединяется очень много нагрузки- это может быть целый сельский район или часть большого города.

Нагрузка в течении дня и в течении времен года постоянно меняется и очень сильно.

Например в зимний период многие сельские жители обогреваются электрокотлами, поэтому потребляемый ток гораздо больше чем летом.

Или есть утренние и вечерние часы максимума нагрузок когда люди просыпаются или наоборот приходят с работы, включают электроприборы- потребление электроэнергии сильно возрастает. В течении дня нагрузка снижается и иногда даже в разы меньше чем утром или вечером.

Что происходит с понижающим трансформатором при увеличении нагрузки

А ничего с ним не происходит))) Как понижал он напряжение- так и продолжает понижать- так уж он устроен.

На первичную обмотку (обмотка высокого напряжения) подается 110 000 Вольт, а со вторичной (обмотка низкого напряжения) снимается 10 000 Вольт.

Это идеальный вариант, когда напряжение на первичной обмотке стабильное и не меняется, а нагрузка вторичной обмотки или очень мала или ее совсем нет (трансформатор работает в режиме холостого хода).

На самом деле это совсем не так.

В действительности высокое напряжение на первичной нагрузке постоянно меняется в небольших пределах- 110-117кВ

А так как коэффициент трансформации у трансформатора величина неизменная, то получается что и на вторичной обмотке 10 кВ напряжение тоже колеблется так сказать “в ногу” с первичным напряжением.

А вслед за этим колебания напряжения передаются следующим понижающим трансформаторам 10/0,4 кВ…

И так эти колебания дойдут и до наших квартир и напряжение колебалось бы пропорционально с высоким напряжением 110 кВ.

И было бы у нас в розетках то 180 Вольт, то 250 и бесперестанно бы оно изменялось в течении суток. Думаю что никому не понравится когда свет в доме постоянно меняет яркость, как в том анекдоте- то потухнет, то погаснет, то совсем не загорит)))

Почему изменяется напряжение 

А изменяется напряжение от нагрузки, от того, какая мощность подключена к трансформатору.

Кто дружит с физикой тот знает- чем больше мощность, тем больше ток. В свою очередь увеличение значения электрического тока приводит к тому, что увеличивается падение напряжения в проводниках электрического тока.

Это  обмотки трансформатора,  провода воздушной линии электропередачи, силовые кабеля и т.п.- на них происходит основное падение напряжения.

Что это такое падение напряжения

Говоря упрощенно и что бы было понятнее- это энегрия(причем активная!)  выделяемая в виде тепла.

Приведу пример. Для каждого сечения провода есть максимальный допустимый ток. Если к медному проводу сечением 2,5 кв. мм  подключить однофазный электротел мощностью 9 кВт с потребляемым током 9000:220=41 ампер, то провод очень сильно будет греться.

Материал, из которого изготовлен провод- медь оказывает активное сопротивление электрическому току.

По закону Ома- электрический ток прямо пропорционален изменениям напряжения, поэтому при подключении электрокотла на этом участке провода увеличивается и напряжение и происходит нагрев провода.

Не понятно? Давайте еще подробнее. Допустим сопротивление провода0 1 Ом. Ток как уже определили- 41 ампер.

Тогда на проводе напряжение составит U=R*I= 41 Вольт

Это и есть падение напряжения на проводе. При этом будет выделяться мощность в виде тепла P=U*I=41*41=1681 Ватт

А это целый электрообогреватель мощностью 1,7 кВт!!!

Конечно такая рассеиваемая мощность в проводе приводит к перегреву и плавлению изоляции. Именно поэтому для каждого сечения ток ограничен.

В данном случае для 2,5 кв.мм допустимый ток 25-27 ампер.

Из всего вышесказанного следует:

При увеличении нагрузки- увеличивается ток и увеличивается падение напряжения и  потери энергии в проводах

Другими словами- часть напряжения и энергии до наших розеток просто не доходит, а выделяется в воздух в виде тепла…

А сейчас самое важное!

Что бы компенсировать такие неизбежные потери энергии, на вторичной обмотке силового трансформатора повышают напряжение.

То есть повышают напряжение выше 10 000 Вольт- до 11, а то и больше киловольт. Тогда даже и если часть энергии “теряется” в проводах, у нас в квартирах и домах напряжение находится в пределах нормы- около 220 Вольт.

Как регулируется напряжение

Как можно изменять вторичное напряжение на понижающем трансформаторе? Можно изменять напряжение, подводимое к первичной обмотке- тогда на вторичной оно будет изменяться прямо пропорционально.

Но этот вариант не подходит, так как у трансформаторов, подключенных к сети 110 кВ разная загруженность- у одних может быть 100% нагруженность, у других- 20-50% и т.д.

И при этом способе напряжение на выходе будет меняться одновременно на всех- и там где надо и там где не надо…

А трансформаторов подключено не просто много- а очень много!

Поэтому применяют другой способ.

Напряжение регулируется изменением коэффициента трансформации самого трансформатора

Изменяется количество витков первичной обмотки трансформатора.

А почему именно в первичной?

В принципе можно было бы изменять и на вторичной обмотке- коэффициенту без разницы, он все равно будет изменяться, так как будет меняться соотношение витков первичной к вторичной обмотками.

Однако изменяют именно на высокой стороне- где выше напряжение. Почему?

Все очень просто. Где выше напряжение- там меньше величина электрического тока.

А так как регулировка напряжения происходит под нагрузкой- то есть трансформатор не отключают, то при изменении витков обмотки- при коммутации- появляется электрическая дуга в месте переключения контактов.

А чем больше ток— тем больше дуга, а эту дугу надо обязательно гасить…

Кстати значения тока между первичной и вторичной обмотками различается очень значительно. Например на вторичной нагрузке ток в 300 ампер вполне допустим, а для первичной максимальный ток является 25-30 ампер.

Думаю не надо объяснять что переключать контакты при токе в 300 ампер гораздо сложнее чем при 30, согласитесь)))

А где находятся эти контакты? В баке трансформатора сделаны отводы от первичной обмотки для изменения коэффициента трансформации

и выведены в отдельный отсек, где и происходит переключение с помощью специального механизма.

Снаружи на баке трансформатора прикреплен привод этого механизма, называется он

Привод РПН

РПН расшифровывается как Регулирование Под Нагрузкой. В приводе расположен электродвигатель и элементы автоматики РПН- пускатели, конечные выключатели, автоматический выключатель, клемник с контрольными кабелями и т.д.

Электродвигатель с помощью вала вращает механизм переключения. Вся работа привода РПН  контролируется автоматикой РПН.

Именно благодаря применению автоматики не требуется ручное управление- она сама следит за изменениями напряжения и при необходимости меняет коэффициент трансформации, поэтому при любой нагрузке трансформатора на выходе вторичной обмотки- необходимое напряжение.

А у нас в доме- в розетке- 220)))

Автоматикой РПН управляют специальные электронные блоки:

В них выставляются необходимые параметры работы- напряжение, выдержка времени, порог нечувствительности и т.д. В релейной защите это называется уставки.

И электронный блок уже сам определяет когда изменить напряжение, через какое время и в каких пределах, все это делается автоматически.

Так же возможно и ручное переключение РПН- непосредственно из привода около трансформатора или дистанционно- с панели управления из диспетчерского пункта.

Для этого есть специальные переключатели и ключи управления. Оперативный персонал подстанции может отключить автоматику и вручную регулировать напряжение на выходе трансформатора.

Это требуется например когда автоматика РПН выведена в ремонт или при проведении оперативных переключений, но это уже как говорится- совсем другая история)))

Специально по этой теме я снял видео непосредственно с подстанции 110/10 кВ и предлагаю вам “вживую” посмотреть как регулируется напряжение на трансформаторе под нагрузкой!

Итак, смотрим видео:

 

Узнайте первым о новых материалах сайта!

Просто заполни форму:

Теги: регулировка напряжения

Вторичная обмотка трансформатора, что стоит знать, как рассчитать, сделать под нужное напряжение, ток.

Напомню, что трансформатор – это электротехническое устройство, способное преобразовывать электрическую энергию через промежуточную среду в виде электромагнитного поля. Устройство трансформатора достаточно простое. Он состоит из магнитного сердечника (может иметь различные формы) на который наматываются витки изолированного провода. Классический вариант трансформатора содержит две обмотки: первичная (она же входная) и вторичная (она же выходная). В зависимости от материала магнитного сердечника, общей мощности трансформатора, нужных параметров (входное и выходное напряжение и сила тока) данное устройство содержит определённое количество витков и сечение обмоточного провода.

Первичные обмотки трансформаторов в большинстве своем рассчитаны на стандартное сетевое напряжение величиной 220 вольт (реже на 380 вольт, это трансформаторы используют в промышленной сфере). Одной из главных характеристик трансформатора является его мощность. Зная мощность данного устройства и имея первичную обмотку, рассчитанную на 220 вольт можно легко переделать любой трансформатор под свои нужды (если этой мощности вам будет хватать) намотав вторичную обмотку под нужное выходное напряжение и силу тока.

А как можно определить эту самую мощность трансформатора? По его сердечнику! Электрическая мощность трансформатора (в ваттах) равна квадрату площади (в сантиметрах) поперечного сечения той части магнитопровода, на которую наматывается провод.

Напомню, что электрическая мощность равна произведению напряжения на силу тока. То есть, если мы узнали мощность трансформатора, с которой он может работать мы можем вычислить номинальную силу тока, что может выдавать вторичная обмотка (зная величину напряжения).

К примеру, вы решили сделать себе блок питания относительно небольшой мощности. Берём от старой, ненужной электротехники (если таковая у вас имеется в доме, гараже) понижающий силовой трансформатор (с железным магнитопроводом) или его покупаем. Допустим, по сердечнику вы определили, что трансформатор имеет мощность около 120 ватт. Это значит, что при напряжении в 12 вольт (на вторичной обмотке) он может обеспечивать силу тока величиной до 10 ампер (мощность разделили на напряжение и получили силу тока). В действительности же нужно учитывать, что у малогабаритных трансформаторов КПД равен около 80%, значит и максимальный выходной ток будет чуть меньше, чем 10 ампер (исходя из данного примера).

Трансформатор, который вы нашли, приобрели, оказался рассчитанный (его вторичная, выходная обмотка) на другое напряжение, не то, которое нужно именно вам. Не беда! Мы его аккуратно разбираем, разматываем старую вторичную обмотку и наматываем новую. Если диаметр провода может обеспечить вам нужный ток, то просто перематываем старую вторичную обмотку под нужное напряжение. От количества витков зависит напряжение (чем больше витков, тем выше напряжение на выходе). От сечения провода обмотки зависит сила тока (чем больше сечение, тем больший ток провод может пропустить через себя, не перегреваясь).

У различной мощности трансформаторов количество витков на 1 вольт будет также различное. Чем больше мощность, тем меньше нужно наматывать провода для получения 1 вольта (а в целом нужной величины напряжения). Сечение провода в значительной степени зависит от той плотности тока, которую вы можете допустить. Если площадь намотки велика, то и охлаждаться она будет лучше, следовательно, и плотность тока можно выбрать больше. Когда же обмотка намотана кучно, то лучше плотность тока брать меньше. В среднем плотность тока равна 2 А/мм2. При этой плотности диаметр провода (без учета изоляции) можно рассчитать по формуле:

Количество витков вторичной обмотки проще будет определить практическим путём. Для этого, на скорую руку, на трансформатор мотаем, допустим, 20 витков. Подаем на первичную обмотку питание. Далее измеряем напряжение на вторичной обмотке (этих самых 20 витках), после чего эти 20 витков делим на измеренное напряжение, и получаем количество витков, которые будут выдавать нам 1 вольт. Ну, а потом, чтобы узнать общее количество витков вторичной обмотки, мы напряжение вторичной обмотки умножаем на количество витков на один вольт. К примеру, 1 вольт мы получим при намотке 10 витков, следовательно, мы 10 умножаем на 12 вольт (которые мы хотим получить на выходе трансформатора). В итоге наша вторичная обмотка должна содержать 120 витков.

P.S. Чтобы не морочить голову с перемотками трансформаторных обмоток, пожалуй, лучше просто на рынке или в магазине приобрести трансформатор с подходящей мощностью, с нужным выходным напряжением и силой тока. Но учитывайте, что дешевые трансформаторы могут в некоторой степени не соответствовать своим характеристикам (обычно на магнитопровод ставят провод меньшего диаметра, чем нужно). Так, что лучше заплатить больше и приобрести качественный трансформатор.

Как рассчитать трансформатор, количество витков намотки на вольт. Габаритная мощность трансформатора. Диаметр провода обмотки.

В раздел: Советы → Расcчитать силовой трансформатор

Как рассчитать силовой трансформатор и намотать самому.
Можно подобрать готовый трансформатор из числа унифицированных типа ТН, ТА, ТНА, ТПП и других. А если Вам необходимо намотать или перемотать трансформатор под нужное напряжение, что тогда делать?
Тогда необходимо подобрать подходящий по мощности силовой трансформатор от старого телевизора, к примеру, трансформатор ТС-180 и ему подобные.
Надо четко понимать, что чем больше количества витков в первичной обмотке тем больше её сопротивление и поэтому меньше нагрев и второе, чем толще провод, тем больше можно получить силу тока, но это зависит от размеров сердечника — сможете ли разместить обмотку.
Что делаем далее, если неизвестно количество витков на вольт? Для этого необходим ЛАТР, мультиметр (тестер) и прибор измеряющий переменный ток — амперметр. Наматываем по вашему усмотрению обмотку поверх имеющейся, диаметр провода любой, для удобства можем намотать и просто монтажным проводом в изоляции.

Формула для расчета витков трансформатора

50/S

Сопутствующие формулы: P=U2*I2    Sсерд(см2)= √ P(ва)    N=50/S    I1(a)=P/220    W1=220*N    W2=U*N    D1=0,02*√i1(ma)    D2=0,02*√i2(ma)   K=Sокна/(W1*s1+W2*s2)

   50/S — это эмпирическая формула, где S — площадь сердечника трансформатора в см2 (ширину х толщину), считается, что она справедлива до мощности порядка 1кВт.
   Измерив площадь сердечника, прикидываем сколько надо витков намотать на 10 вольт, если это не очень трудно, не разбирая трансформатора наматываем контрольную обмотку через свободное пространство (щель). Подключаем лабораторный автотрансформатор к первичной обмотке и подаёте на неё напряжение, последовательно включаем контрольный амперметр, постепенно повышаем напряжение ЛАТР-ом, до начала появления тока холостого хода.
   Если вы планируете намотать трансформатор с достаточно «жёсткой» характеристикой, к примеру, это может быть усилитель мощности передатчика в режиме SSB, телеграфном, где происходят довольно резкие броски тока нагрузки при высоком напряжении ( 2500 -3000 в), например, тогда ток холостого хода трансформатора устанавливаем порядка 10% от максимального тока, при максимальной нагрузке трансформатора. Замерив полученное напряжение, намотанной вторичной контрольной обмотки, делаем расчет количества витков на вольт.
Пример: входное напряжение 220вольт, измеренное напряжение вторичной обмотки 7,8 вольта, количество витков 14.

Рассчитываем количества витков на вольт
14/7,8=1,8 витка на вольт.

Если нет под рукой амперметра, то вместо него можно использовать вольтметр, замеряя падение напряжение на резисторе, включенного в разрыв подачи напряжения к первичной обмотке, потом рассчитать ток из полученных измерений.

Вариант 2 расчета трансформатора.
Зная необходимое напряжение на вторичной обмотке (U2) и максимальный ток нагрузки (Iн), трансформатор рассчитывают в такой последовательности:

1. Определяют значение тока, протекающего через вторичную обмотку трансформатора: I2 = 1,5 Iн, где: I2 — ток через обмотку II трансформатора, А; Iн — максимальный ток нагрузки, А. 2. Определяем мощность, потребляемую выпрямителем от вторичной обмотки трансформатора: P2 = U2 * I2, где: P2 — максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки, Вт; U2 — напряжение на вторичной обмотке, В; I2 — максимальный ток через вторичную обмотку трансформатора, А. 3. Подсчитываем мощность трансформатора: Pтр = 1,25 P2, где: Pтр — мощность трансформатора, Вт; P2 — максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки трансформатора, Вт. Если трансформатор должен иметь несколько вторичных обмоток, то сначала подсчитывают их суммарную мощность, а затем мощность самого трансформатора. 4. Определяют значение тока, текущего в первичной обмотке: I1 = Pтр / U1, где: I1 — ток через обмотку I, А; Ртр — подсчитанная мощность трансформатора, Вт; U1 — напряжение на первичной обмотке трансформатора (сетевое напряжение).

5. Рассчитываем необходимую площадь сечения сердечника магнитопровода: S = 1,3 Pтр, где: S — сечение сердечника магнитопровода, см2; Ртр — мощность трансформатора, Вт. 6. Определяем число витков первичной (сетевой) обмотки: w1 = 50 U1 / S, где: w1 — число витков обмотки; U1 — напряжение на первичной обмотке, В; S — сечение сердечника магнитопровода, см2. 7. Подсчитывают число витков вторичной обмотки: w2 = 55 U2 / S, где: w2 — число витков вторичной обмотки; U2 — напряжение на вторичной обмотке, В; S-сечение сердечника магнитопровода, см2. 8. Высчитываем диаметр проводов обмоток трансформатора: d = 0,02 I, где: d-диаметр провода, мм; I-ток через обмотку, мА.

Ориентировочный диаметр провода для намотки обмоток трансформатора в таблице 1.

							Таблица 1
Iобм, ma	<25	25 — 60	60 — 100	100 — 160	160 — 250	250 — 400	400 — 700	700 — 1000
d, мм	0,1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,4	0,5	0,6

После выполнения расчетов, приступаем к выбору самого трансформаторного железа, провода для намотки и изготовление каркаса на которой намотаем обмотки. Для прокладки изоляции между слоями обмоток приготовим лакоткань, суровые нитки, лак, фторопластовую ленту. Учитываем тот факт, что Ш — образный сердечник имеют разную площадь окна, поэтому будет не лишним провести расчет проверки: войдут ли они на выбранный сердечник. Перед намоткой производим расчет — поместится ли обмотки на выбранный сердечник.
Для расчета определения возможности размещения нужного количества обмоток:
1. Ширину окна намотки делим на диаметр наматываемого провода, получаем количество витков наматываемый
на один слой — N¹.
2. Рассчитываем сколько необходимо слоев для намотки первичной обмотки, для этого разделим W1 (количество витков первичной обмотки) на N¹.
3. Рассчитаем толщину намотки слоев первичной обмотки. Зная количество слоев для намотки первичной обмотки умножаем на диаметр наматываемого провода, учитываем толщину изоляции между слоями.
4. Подобным образом считаем и для всех вторичных обмоток.
5. После сложения толщин обмоток делаем вывод: сможем ли мы разместить нужное количество витков всех обмоток на каркасе трансформатора.

Еще один способ расчета мощности трансформатора по габаритам.
Ориентировочно посчитать мощность трансформатора можно используя формулу:
P=0.022*S*С*H*Bm*F*J*Кcu*КПД;
P — мощность трансформатора, В*А;
S — сечение сердечника, см²
L, W — размеры окна сердечника, см;
Bm — максимальная магнитная индукция в сердечнике, Тл;
F — частота, Гц;
Кcu — коэффициент заполнения окна сердечника медью;
КПД — коэффициент полезного действия трансформатора;
Имея в виду что для железа максимальная индукция составляет 1 Тл.
   Варианты значений для подсчета мощности трансформатора КПД = 0,9, f =50, B = 1 — магнитная индукция [T], j =2.5 — плотность тока в проводе обмоток [A/кв.мм] для непрерывной работы, KПД =0,45 — 0,33.

Если вы располагаете достаточно распространенным железом — трансформатор ОСМ-0,63 У3 и им подобным, можно его перемотать?
Расшифровка обозначений ОСМ: О — однофазный, С — сухой, М — многоцелевого назначения.
По техническим характеристикам он не подходит в для включения однофазную сеть 220 вольт т.к. рассчитан на напряжение первичной обмотки 380 вольт.
Что же в этом случае делать?
Имеется два пути решения.
1. Смотать все обмотки и намотать заново.
2. Смотать только вторичные обмотки и оставить первичную обмотку, но так как она рассчитана на 380В, то с нее необходимо смотать только часть обмотки оставив на напряжение 220в.
При сматывании первичной обмотки получается примерно 440 витков (380В) когда сердечник Ш-образной формы, а когда сердечник трансформатора ОСМ намотан на ШЛ данные другие — количество витков меньше.
Данные первичных обмоток на 220в трансформаторов ОСМ Минского электротехнического завода 1980 год.

• 0,063 — 998 витков, диаметр провода 0,33 мм
• 0,1 — 616 витков, диаметр провода 0,41 мм
• 0,16 — 490 витков, диаметр провода 0,59 мм
• 0,25 — 393 витка, диаметр провода 0,77 мм
• 0,4 — 316 витков, диаметр провода 1,04 мм
• 0,63 — 255 витков, диаметр провода 1,56 мм
• 1,0 — 160 витков, диаметр провода 1,88 мм

ОСМ 1,0 (мощность 1 кВт), вес 14,4кг. Сердечник 50х80мм. Iхх-300ма

Подключение обмоток трансформаторов ТПП

Рассмотрим на примере ТПП-312-127/220-50 броневой конструкции, параллельное включение вторичных обмоток.

В зависимости от напряжения в сети подавать напряжение на первичную обмотку можно на выводы 2-7, соединив между собой выводы 3-9, если повышенное — то на 1-7 (3-9 соединить) и т.д. На схеме подключение показано случае пониженного напряжение в сети.
Часто возникает необходимость применять унифицированные трансформаторы типа ТАН, ТН, ТА, ТПП на нужное напряжение и для получения необходимой нагрузочной способности, а простым языком нам надо подобрать, к примеру, трансформатор со вторичной обмоткой 36 вольт и чтобы он отдавал 4 ампера под нагрузкой, первичная конечно 220 вольт.
Как подобрать трансформатор?
С начало определяем необходимую мощность трансформатора, нам необходим трансформатор мощностью 150 Вт.
Входное напряжение однофазное 220 вольт, выходное напряжение 36 вольт.
После подбора по техническим данным определяем, что в данном случае нам больше всего подходит трансформатор марки ТПП-312-127/220-50 с габаритной мощностью 160 Вт (ближайшее значение в большую сторону ), трансформаторы марки ТН и ТАН в данном случае не подходят.
Вторичные обмотки ТПП-312 имеют по три раздельные обмотки напряжением 10,1в 20,2в и 5,05в, если соединить их последовательно 10,1+20,2+5,05=35,35 вольт, то получаем напряжение на выходе почти 36 вольт. Ток вторичных обмоток по паспорту составляет 2,29А, если соединить две одинаковые обмотки параллельно, то получим нагрузочную способность 4,58А (2,29+2,29).
После выбора нам только остается правильно соединить выходные обмотки параллельно и последовательно.
Последовательно соединяем обмотки для включения в сеть 220 вольт. Последовательно включаем вторичные обмотки, набирая нужное напряжение по 36В на обеих половинках трансформатора и соединяем их параллельно для получения удвоенного значения нагрузочной способности.
Самое важное, правильно соединить обмотки при параллельном и последовательном включении, как первичной так и вторичной обмоток.

Если неправильно включить обмотки трансформатора, то он будет гудеть и перегреваться, что потом приведет его к преждевременному выходу из строя.

По такому же принципу можно подобрать готовый трансформатор на практически любое напряжение и ток, на мощность до 200 Вт, конечно, если напряжение и ток имеют более или менее стандартные величины.
Разные вопросы и советы.
   1. Проверяем готовый трансформатор, а у него ток первичной обмотки оказывается завышенным, что делать? Чтобы не перематывать и не тратить лишнее время домотайте поверх еще одну обмотку, включив ее последовательно с первичной.
   2. При намотке первичной обмотки когда мы делаем большой запас, чтобы уменьшить ток холостого хода, то учитывайте, что соответственно уменьшается и КПД транса.
   3. Для качественной намотки, если применен провод диаметром от 0,6 и выше , то его обязательно надо выпрямить, чтоб он не имел малейшего изгиба и плотно ложился при намотке, зажмите один конец провода в тиски и протяните его с усилием через сухую тряпку, далее наматывайте с нужным усилием, постепенно наматывая слой за слоем. Если приходится делать перерыв, то предусмотрите фиксацию катушки и провода, иначе придется делать все заново. Порой подготовительные работы занимают много времени, но это того стоит для получения качественного результата.
   4. Для практического определения количества витков на вольт, для попавшегося железа в сарае, можно намотать на сердечник проводом обмотку. Для удобства лучше наматывать кратное 10, т.е. 10 витков, 20 витков или 30 витков, больше наматывать не имеет большого смысла. Далее от ЛАТРа постепенно подаем напряжение его увеличивая от 0 и пока не начнет гудеть испытываемый сердечник, вот это и является пределом. Далее делим полученное напряжение подаваемое от ЛАТРа на количество намотанных витков и получаем число витков на вольт, но это значение немного увеличиваем. На практике лучше домотать дополнительную обмотку с отводами для подбора напряжения и тока холостого хода.
   5. При разборке — сборке броневых сердечников обязательно помечайте половинки, как они прилегают друг к другу и собирайте их в обратном порядке, иначе гудение и дребезжание вам обеспечено. Иногда гудения избежать не удается даже при правильной сборке, поэтому рекомендуется собрать сердечник и скрепить чем либо (или собрать на столе, а сверху через кусок доски приложить тяжелый груз), подать напряжение и попробовать найти удачное положение половинок и только потом окончательно закрепить. Помогает и такой совет, поместить готовый собранный трансформатор в лак и потом хорошо просушить при температуре до полного высыхания (иногда используют эпоксидную смолу, склеивая торцы и просушка до полной полимеризации под тяжестью).

Соединение обмоток отдельных трансформаторов

Иногда необходимо получить напряжение нужной величины или ток большей величины, а в наличии имеются готовые отдельные унифицированные трансформаторы, но на меньшее напряжение чем нужно, встает вопрос: а можно ли отдельные трансформаторы включать вместе, чтобы получить нужный ток или величину напряжения?
Для того чтобы получить от двух трансформаторов постоянное напряжение, к примеру 600 вольт постоянного тока, то необходимо иметь два трансформатора которые бы после выпрямителя выдавали бы 300 вольт и после соединив их последовательно два источника постоянного напряжения получим на выходе 600 вольт.

6. Мера стабилизации трансформатора | 9. Трансформаторы | Часть2

6. Мера стабилизации трансформатора

Мера стабилизации трансформатора

Ранее, в нескольких SPICE анализах мы видели, как выходное напряжение трансформатора варьируется в зависимости от изменения нагрузочных сопротивлений, даже при постоянном входном напряжении. На степень изменения выходного напряжения влияют индуктивность первичной и вторичной обмоток, сопротивление обмоток и значение взаимной индукции (магнитная связь) между первичной и вторичной обмотками. В устройствах, в которых трансформатор воспринимается нагрузкой как источник постоянного напряжения (в идеале), лучше всего применять такие трансформаторы, вторичное напряжение которых имеет как можно меньшее значение (для обеспечения широкого диапазона изменений тока нагрузки).

Мера того, насколько хорошо силовой трансформатор поддерживает постоянное вторичное напряжение в заданном диапазоне нагрузочных токов, называется мерой стабилизации трансформатора. Рассчитать ее можно по следующей формуле:

 

«Полная нагрузка» означает точку, в которой трансформатор будет работать при максимально допустимом вторичном токе.  Эта рабочая точка будет определяться главным образом сечением провода обмотки (допустимым током) и методом охлаждения трансформатора. В качестве примера давайте рассмотрим наш первый SPICE анализ трансформатора, в котором сравним выходные напряжения при нагрузке 1 кОм и при нагрузке 200 Ом (при условии, что нагрузка 200 Ом будет «полной нагрузкой»). Как помните, в качестве первичного напряжения у нас использовалось переменное напряжение величиной 10 вольт:

 

freq          v(3,5)      i(vi1)      
6.000E+01     9.962E+00   9.962E-03    Output with 1k ohm load

freq          v(3,5)      i(vi1)      
6.000E+01     9.348E+00   4.674E-02    Output with 200 ohm load

 

Обратите внимание на то, как уменьшается выходное напряжение по мере «утяжеления» нагрузки (увеличения тока). Теперь давайте возьмем эту же схему трансформатора и разместим во вторичной обмотке нагрузку с очень высокой величиной сопротивления (для имитации условия «без нагрузки»):

 

transformer    
v1 1 0 ac 10 sin
rbogus1 1 2 1e-12       
rbogus2 5 0 9e12
l1 2 0 100      
l2 3 5 100      
k l1 l2 0.999   
vi1 3 4 ac 0    
rload 4 5 9e12  
.ac lin 1 60 60 
.print ac v(2,0) i(v1)  
.print ac v(3,5) i(vi1) 
.end    

freq          v(2)        i(v1)       
6.000E+01     1.000E+01   2.653E-04

freq          v(3,5)      i(vi1)      
6.000E+01     9.990E+00   1.110E-12   Output with (almost) no load

 

Таким образом, мы видим, что наше выходное (вторичное) напряжение составляет 9.990 вольт без нагрузки и 9.348 вольт в точке, которую мы решили назвать «полной нагрузкой». Теперь можно рассчитать меру стабилизации рассмотренного нами трансформатора:

 

 

Такое значение стабилизации, кстати, считается довольно плохим для силового трансформатора. При использовании простой резистивной нагрузки хороший силовой трансформатор должен иметь процент стабилизации менее 3%. Индуктивные нагрузки, как правило, создают условие для ухудшения меры стабилизации, поэтому данный анализ с чисто резистивными нагрузками является «наилучшим» для рассмотренного трансформатора.

Однако существуют устройства, для которых плохая стабилизация является нормой. К таким устройствам относятся разрядные лампы, в которых повышающий трансформатор необходим для создания начального высокого напряжения (чтобы «зажечь» лампу), после чего это напряжение начинает снижаться (по мере роста потребления тока лампой). Выбор трансформатора с плохой стабилизацией для этих ламп обусловлен требованием к их напряжению, которое имеет тенденцию к значительному снижению после того, как потребляемый ток начинает расти по дуговой траектории.

Еще одним применением трансформаторов с плохой стабилизацией является контроль тока в сварочных аппаратах, которые являются ничем иным, как понижающими трансформаторами, обеспечивающими низкое напряжение и высокий ток сварочного процесса. Высокое напряжение необходимо только для создания дуги, а дальше, для поддержания дуги высокого напряжения не требуется. Таким образом, снижение вторичного напряжения при высоком токе нагрузки — это то что нужно сварочному аппарату.

Никакие разговоры о стабилизации трансформаторов не будут полными без упоминания необычного устройства, называемого феррорезонансным трансформатором. «Феррорезонанс» — явление, связанное с поведением железных сердечников при работе вблизи точки магнитного насыщения (где сердечник настолько сильно намагничивается, что дальнейшее увеличение тока обмотки приводит к незначительному или вообще не увеличивающемуся магнитному потоку).

Если говорить простым языком, не углубляясь в электромагнитную теорию, то можно сказать, что феррорезонансный трансформатор представляет собой силовой трансформатор, спроектированный для работы в состоянии непрерывного насыщения сердечника. То есть, железный сердечник такого трансформатора «практически полностью заполнен» линиями магнитного потока для большей части цикла переменного напряжения, в результате чего изменение напряжения питания (тока первичной обмотки) мало влияет на плотность магнитного потока сердечника. А это означает, что  несмотря на значительные изменения напряжения питания (первичной обмотки), вторичная обмотка выдает практически постоянное напряжение. Обычно насыщение сердечника в трансформаторе приводит к искажению синусоидальной формы сигнала, и феррорезонансный трансформатор здесь не является исключением. Для борьбы с этим побочным эффектом, феррорезонансные трансформаторы имеют вспомогательную вторичную обмотку с параллельно включенным конденсатором (или несколькими конденсаторами), которые образуют резонансную схему, настроенную на частоту источника питания. Этот «колебательный контур» служит фильтром для подавления гармоник, создаваемых насыщением сердечника, а также обеспечивает сохранение энергии в виде колебаний переменного тока, способных поддерживать выходное напряжение при кратковременной потере входного напряжения (хоть это и миллисекунды, но, конечно, лучше, чем ничего).

 

Феррорезонансный трансформатор обеспечивает стабилизацию напряжения на выходе.

 

Помимо гармоник, создаваемых насыщением сердечника, этот резонансный контур также «отфильтровывает» гармонические частоты, генерируемые нелинейными нагрузками во вторичной обмотке, а также любые гармоники, присутствующие в источнике напряжения, обеспечивая таким образом «чистое» напряжение на нагрузке.

Таким образом, феррорезонансные трансформаторы обладают несколькими полезными функциями: они обеспечивают постоянное выходное напряжение при существенных изменениях входного напряжения, они отфильтровывают гармоники между источником питания и нагрузкой, они способны «не замечать» кратковременные потери входного напряжения за счет сохраненного в колебательном контуре запаса энергии. Эти трансформаторы также обладают высокой толерантностью к чрезмерным нагрузкам и кратковременным скачкам напряжения.

К сожалению, этим устройствам присущи и некоторые недостатки: они теряют много энергии (из-за гистерезисных потерь в насыщенном сердечнике), выделяя при этом значительное количество тепла, они не переносят изменения частоты, из-за чего не очень хорошо работают с электрогенераторами, двигатели которых имеют плохую стабилизацию скорости вращения.   Напряжения, создаваемые в резонансной схеме (обмотка / конденсатор), очень высоки, что требует дорогостоящих конденсаторов и специалиста по обслуживанию таких трансформаторов, имеющего необходимый допуск. Несмотря на все это, в некоторых устройствах отдают приоритет преимуществам феррорезонансного трансформатора, не принимая во внимание его недостатки. Существуют полупроводниковые схемы, альтернативные феррорезонансным трансформаторам, но ни одна из них не может конкурировать с ними с точки зрения простоты.

Выпрямитель и простейший блок питания, как это сделать самому

Выпрямитель и простейший блок питания, как это сделать самому

Блок питания (БП) — устройство, предназначенное для формирования напряжения, необходимого системе, из напряжения электрической сети.

Выпрямитель — это устройство для преобразования переменного напряжения в постоянное. Это одна из самых часто встречающихся деталей в электроприборах, начиная от фена для волос, заканчивая всеми типами блоков питания с выходным напряжением постоянного тока. Есть разные схемы выпрямителей и каждая из них в определённой мере справляется со своей задачей. В этой статье мы расскажем о том, как сделать однофазный выпрямитель, и зачем он нужен.

Определение

Выпрямителем называется устройство, предназначенное для преобразования переменного тока в постоянный. Слово «постоянный» не совсем корректно, дело в том, что на выходе выпрямителя, в цепи синусоидального переменного напряжения, в любом случае окажется нестабилизированное пульсирующие напряжение. Простыми словами: постоянное по знаку, но изменяющееся по величине.

Различают два типа выпрямителей:

— Однополупериодный. Он выпрямляет только одну полуволну входного напряжения. Характерны сильные пульсации и пониженное относительно входного напряжение.

— Двухполупериодный. Соответственно, выпрямляется две полуволны. Пульсации ниже, напряжение выше чем на входе выпрямителя – это две основных характеристики.

Что значит стабилизированное и нестабилизированное напряжение?

Стабилизированным называется напряжение, которое не изменяется по величине независимо ни от нагрузки, ни от скачков входного напряжения. Для трансформаторных источников питания это особенно важно, потому что выходное напряжение зависит от входного и отличается от него на Ктрансформации раз.

Нестабилизированное напряжение – изменяется в зависимости от скачков в питающей сети и характеристик нагрузки. С таким блоком питания из-за просадок возможно неправильное функционирование подключенных приборов или их полная неработоспособность и выход из строя.

Выходное напряжение

Основные величины переменного напряжения — амплитудное и действующее значение. Когда говорят «в сети 220В переменки» имеют в виду действующее напряжение.

Если говорят об амплитудной величине, то имеют в виду, сколько вольт от нуля до верхней точки полуволны синусоиды.

Опустив теорию и ряд формул можно сказать, что действующее напряжение в 1. 41 раз меньше амплитудного. Или:

Uа=Uд*√2

Амплитудное напряжение в сети 220В равняется:

220*1.41=310

Схемы

Однополупериодный выпрямитель состоит из одного диода. Он просто не пропускает обратную полуволну. На выходе получается напряжение с сильными пульсациями от нуля до амплитудного значения входного напряжения.

Если говорить совсем простым языком, то в этой схеме к нагрузке поступает половина от входного напряжения. Но это не совсем корректно.

Двухполупериодные схемы пропускают к нагрузке обе полуволны от входного. Выше в статье упоминалось об амплитудном значении напряжения, так вот напряжение на выходе выпрямителя то же ниже по величине, чем действующее переменное на входе.

Но, если сгладить пульсации с помощью конденсатора, то, чем меньшими будут пульсации, тем ближе напряжение будет к амплитудному.

О сглаживания пульсаций мы поговорим позже. А сейчас рассмотрим схемы диодных мостов.

Их две:

1. Выпрямитель по схеме Гретца или диодный мост;

2. Выпрямитель со средней точкой.

Первая схема более распространена. Состоит из диодного моста – четыре диода соединены между собой «квадратом», а в его плечи подключена нагрузка. Выпрямитель типа «мост» собирается по схеме приведенной ниже:

Её можно подключить напрямую к сети 220В, так сделано в современных импульсных блоках питания, или на вторичные обмотки сетевого (50 Гц) трансформатора. Диодные мосты по этой схеме можно собирать из дискретных (отдельных) диодов или использовать готовую сборку диодного моста в едином корпусе.

Вторая схема – выпрямитель со средней точкой не может быть подключена напрямую к сети. Её смысл заключается в использовании трансформатора с отводом от середины.

По своей сути – это два однополупериодных выпрямителя, подключенные к концам вторичной обмотки, нагрузка одним контактом подключается к точке соединения диодов, а вторым – к отводу от середины обмоток.

Её преимуществом перед первой схемой является меньшее количество полупроводниковых диодов. А недостатком – использование трансформатора со средней точкой или, как еще называют, отводом от середины. Они менее распространены чем обычные трансформаторы со вторичной обмоткой без отводов.

Сглаживание пульсаций

Питание пульсирующим напряжением неприемлемо для ряда потребителей, например, источники света и аудиоаппаратура. Тем более, что допустимые пульсации света регламентируются в государственных и отраслевых нормативных документах.

Для сглаживания пульсаций используют фильтры – параллельно установленный конденсатор, LC-фильтр, разнообразные П- и Г-фильтры…

Но самый распространенный и простой вариант – это конденсатор, установленный параллельно нагрузке. Его недостатком является то, что для снижения пульсаций на очень мощной нагрузке придется устанавливать конденсаторы очень большой емкости – десятки тысяч микрофарад.

Его принцип работы заключается в том, что конденсатор заряжается, его напряжение достигает амплитуды, питающее напряжение после точки максимальной амплитуды начинает снижаться, с этого момента нагрузка питается от конденсатора. Конденсатор разряжается в зависимости от сопротивления нагрузки (или её эквивалентного сопротивления, если она не резистивная). Чем больше емкость конденсатора – тем меньшие будут пульсации, если сравнивать с конденсатором с меньшей емкостью, подключенного к этой же нагрузке.

Простым словами: чем медленнее разряжается конденсатор – тем меньше пульсации.

Скорости разряда конденсатора зависит от потребляемого нагрузкой тока. Её можно определить по формуле постоянной времени:

t=RC,

где R – сопротивление нагрузки, а C – емкость сглаживающего конденсатора.

Таким образом, с полностью заряженного состояния до полностью разряженного конденсатор разрядится за 3-5 t. Заряжается с той же скоростью, если заряд происходит через резистор, поэтому в нашем случае это неважно.

Отсюда следует – чтобы добиться приемлемого уровня пульсаций (он определяется требованиями нагрузки к источнику питания) нужна емкость, которая разрядится за время в разы превышающее t. Так как сопротивления большинства нагрузок сравнительно малы, нужна большая емкость, поэтому в целях сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя применяют электролитические конденсаторы, их еще называют полярными или поляризованными.

Обратите внимание, что путать полярность электролитического конденсатора крайне не рекомендуется, потому что это чревато его выходом из строя и даже взрывом. Современные конденсаторы защищены от взрыва – у них на верхней крышке есть выштамповка в виде креста, по которой корпус просто треснут. Но из конденсатора выйдет струя дыма, будет плохо, если она попадет вам в глаза.

Расчет емкости ведется исходя из того какой коэффициент пульсаций нужно обеспечить. Если выражаться простым языком, то коэффициентом пульсаций показывает, на какой процент проседает напряжение (пульсирует).

Чтобы посчитать емкость сглаживающего конденсатора можно использовать приближенную формулу:

C=3200*Iн/Uн*Kп,

Где Iн – ток нагрузки, Uн – напряжение нагрузки, Kн – коэффициент пульсаций.

Для большинства типов аппаратуры коэффициент пульсаций берется 0.01-0.001. Дополнительно желательно установить керамический конденсатор как можно большей емкости, для фильтрации от высокочастотных помех.

Как сделать блок питания своими руками?

Простейший блок питания постоянного тока состоит из трёх элементов:

1. Трансформатор;

2. Диодный мост;

3. Конденсатор.

Если нужно получить высокое напряжение, и вы пренебрегаете гальванической развязкой то можно исключить трансформатор из списка, тогда вы получите постоянное напряжение вплоть до 300-310В. Такая схема стоит на входе импульсных блоков питания, например, такого как у вас на компьютере.

Это нестабилизированный блок питания постоянного тока со сглаживающим конденсатором. Напряжение на его выходе больше чем переменное напряжение вторичной обмотке. Это значит, что если у вас трансформатор 220/12 (первичная на 220В, а вторичная на 12В), то на выходе вы получите 15-17В постоянки. Эта величина зависит от емкости сглаживающего конденсатора. Эту схему можно использовать для питания любой нагрузки, если для нее неважно, то, что напряжение может «плавать» при изменениях напряжения питающей сети.

Важно:

У конденсатора две основных характеристики – емкость и напряжение. Как подбирать емкость мы разобрались, а с подбором напряжения – нет. Напряжение конденсатора должно превышать амплитудное напряжение на выходе выпрямителя хотя бы в половину. Если фактическое напряжение на обкладках конденсатора превысит номинальное – велика вероятность его выхода из строя.

Старые советские конденсаторы делались с хорошим запасом по напряжению, но сейчас все используют дешевые электролиты из Китая, где в лучшем случае есть малый запас, а в худшем – и указанного номинального напряжения не выдержит. Поэтому не экономьте на надежности.

Стабилизированный блок питания отличается от предыдущего всего лишь наличием стабилизатора напряжения (или тока). Простейший вариант – использовать L78xx или другие линейные стабилизаторы, типа отечественного КРЕН.

Так вы можете получить любое напряжение, единственное условие при использовании подобных стабилизаторов, это то, напряжение до стабилизатора должно превышать стабилизированную (выходную) величину хотя бы на 1. 5В. Рассмотрим, что написано в даташите 12В стабилизатора L7812:

Входное напряжение не должно превышать 35В, для стабилизаторов от 5 до 12В, и 40В для стабилизаторов на 20-24В.

Входное напряжение должно превышать выходное на 2-2.5В.

Полная версия даташита https://www.jameco.com/Jameco/Products/ProdDS/889305.pdf

Т.е. для стабилизированного БП на 12В со стабилизатором серии L7812 нужно, чтобы выпрямленное напряжение лежало в пределах 14.5-35В, чтобы избежать просадок, будет идеальным решением применять трансформатора с вторичной обмоткой на 12В.

Но выходной ток достаточно скромный – всего 1.5А, его можно усилить с помощью проходного транзистора. Если у вас есть PNP-транзисторы, можно использовать эту схему:

На ней изображено только подключение линейного стабилизатора «левая» часть схемы с трансформатором и выпрямителем опущена.

Если у вас есть NPN-транзисторы типа КТ803/КТ805/КТ808, то подойдет эта:

Стоит отметить, что во второй схеме выходное напряжение будет меньше напряжения стабилизации на 0. 6В – это падение на переходе эмиттер база. Для компенсации этого падения в цепь был введен диод D1.

Можно и в параллель установить два линейных стабилизатора, но не нужно! Из-за возможных отклонений при изготовлении нагрузка будет распределяться неравномерно и один из них может из-за этого сгореть.

Установите и транзистор, и линейный стабилизатор на радиатор, желательно на разные радиаторы. Они сильно греются.

Регулируемые блоки питания

Простейший регулируемый блок питания можно сделать с регулируемым линейным стабилизатором LM317, её ток тоже до 1.5 А, вы можете усилить схему проходным транзистором, как было описано выше.

Вот более наглядная схема для сборки регулируемого блока питания.

Чтобы получить больший ток можно и использовать более мощный регулируемый стабилизатор LM350.

В последних двух схемах есть индикация включения, которая показывает наличие напряжения на выходе диодного моста, выключатель 220В, предохранитель первичной обмотки.

Вот пример регулируемого зарядного устройства для аккумулятора с тиристорным регулятором в первичной обмотке, по сути такой же регулируемый блок питания.

Кстати похожей схемой регулируют и сварочный ток:

Заключение

Выпрямитель используется в источниках питания для получения постоянного тока из переменного. Без его участия не получится запитать нагрузку постоянного тока, например светодиодную ленту или радиоприемник.

Также используются в разнообразных зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов, есть ряд схем с использованием трансформатора с группой отводов от первичной обмотки, которые переключаются галетным переключателем, а во вторичной обмотке установлен только диодный мост. Переключатель устанавливают со стороны высокого напряжения, так как, там в разы ниже ток и его контакты не будут пригорать от этого.

По схемам из статьи вы можете собрать простейший блок питания как для постоянной работы с каким-то устройством, так и для тестирования своих электронных самоделок.

Схемы не отличаются высоким КПД, но выдают стабилизированное напряжение без особых пульсаций, следует проверить емкости конденсаторов и рассчитать под конкретную нагрузку. Они отлично подойдут для работы маломощных аудиоусилителей, и не создадут дополнительного фона. Регулируемый блок питания станет полезным автолюбителями и автоэлектрикам для проверки реле регулятора напряжения генератора.

Регулируемый блок питания используется во всех областях электроники, а если его улучшить защитой от КЗ или стабилизатором тока на двух транзисторах, то вы получите почти полноценный лабораторный блок питания.

Ранее ЭлектроВести писали, что компании Nissan Energy и OPUS Campers представили любопытную новинку — концептуальный автомобиль-кемпер Nissan x OPUS. Главная идея Nissan x OPUS заключается в том, чтобы обеспечить путешественников электроэнергией вдали от цивилизации. Для этого предлагается использовать отработанные аккумуляторные батареи электромобилей.

По материалам: electrik. info.

Тульский завод трансформаторов

В конечном счете, мощность трансформатора определяется его допустимым нагревом. Нагрев трансформатора вызван нагревом его магнитопровода (сердечника) и нагревом проводов обмоток. Нагрев сердечника определяется свойствами электротехнической стали (так называемыми удельными потерями, которые зависят от величины электромагнитной индукции) и не зависит от величины нагрузки, подключенной к трансформатору. Нагрев проводов обмоток определяется величиной тока, протекающего через обмотки, и удельного сопротивления материала обмоток (как правило, используются медные провода, реже — алюминиевые). Мощность нагрева обмоток пропорциональна квадрату силы тока и омическому (активному) сопротивлению обмотки. Таким образом, минимальный нагрев трансформатора будет иметь место в режиме холостого хода, когда нагрев обмоток минимален — через первичную обмотку протекает только ток холостого хода, а через вторичную обмотку ток совсем не протекает.

Большинством производителей проектируют трансформаторы таким образом, чтобы при полной нагрузке перегрев трансформатора (то есть превышение его температуры над температурой окружающей среды) не превышал 50…70 °. Если нагрузка трансформатора превысит номинальную, то температура перегрева превысит расчетную величину. Это приведет к ускоренному старению материалов трансформатора и к уменьшению срока его службы. При дальнейшем увеличении температуры перегрева трансформатор выйдет из строя. Однако температура перегрева может быть снижена применением принудительного охлаждения трансформатора — например, с помощью воздушного охлаждения (обдув вентилятором) или водяного охлаждения (прокачка холодной воды через специальную систему охлаждения, совмещенную с магнитопроводом или обмотками трансформатора). Следовательно, применение дополнительного охлаждения позволяет увеличить мощность, которую трансформатор способен отдать в нагрузку.

Можно также снизить нагрев применением проводов большего сечения. Однако для их размещения потребуется магнитопровод больших размеров (габаритов), и в результате получится трансформатор большей габаритной (номинальной) мощности. Поэтому увеличение номинальной мощности трансформатора сопряжено с увеличением его размеров (при сохранении температуры перегрева в допустимых пределах). Следует также заметить, что увеличение размеров трансформатора приводит к увеличению площади поверхности теплоотдачи и дает возможность рассеиванию большей тепловой мощности потерь в окружающую среду.

Нет, не зависит. Мощность, отдаваемая в нагрузку (номинальная мощность трансформатора) определяется только током и напряжением нагрузки (или вторичной обмотки, что одно и то же). Поскольку мощность трансформатора, как было показано выше (в ответе на вопрос 1) определяется допустимым нагревом обмоток, который, в свою очередь, пропорционален квадрату тока, для работы трансформатора не имеет значения, какая доля тока является активной, а какая реактивной. Как известно, соотношение активной и реактивной составляющей тока (а также напряжения или мощности) количественно определяется косинусом ФИ (Cosφ). При выборе трансформатора имеет значение только полная мощность, которую потребляет нагрузка и которая измеряется в ВА (вольт-амперы) и не имеет значения величина Cosφ.

В режиме холостого хода нагрев трансформатора определяется потерями мощности в стали магнитопровода. Нагрев провода катушек на холостом ходу отсутствует, поскольку ток в цепи вторичной обмотки не протекает, а через первичную обмотку протекает незначительный ток холостого хода, который практически не нагревает обмотку. В режиме холостого хода перегрев трансформатора составляет от 5 ° до 15 °, если трансформатор рассчитан правильно, а напряжение сети соответствует номинальному. Если же напряжение сети превышает номинальное, то нагрев увеличится, поскольку увеличатся потери в стали сердечника за счет увеличения величины индукции. При значительном (более 10…15 %) увеличении питающего напряжения возникнет насыщение стали магнитопровода. При этом, помимо резкого увеличения мощности потерь в сердечнике, резко увеличится также и ток холостого хода, что вызовет существенный нагрев обмоток. При длительном воздействии повышенного напряжения трансформатор выйдет из строя из-за перегрева.

Нет, нельзя. Мощность потерь на холостом ходу равна произведению напряжения и активной составляющей тока холостого хода. Ток холостого хода равен векторной сумме активной и реактивной составляющих, и без применения специальных измерительных приборов эти токи определить невозможно. Приблизительно можно руководствоваться следующей информацией: для тороидальных трансформаторов активная составляющая тока составляет 40…60 % от величины полного тока холостого хода; для трансформаторов с магнитопроводом из пластин активная составляющая тока равна 5…20 % от общего тока холостого хода.

Увеличение числа витков первичной обмотки трансформатора при заданном магнитопроводе и заданном питающем напряжении приведет к снижению величины индукции и, следовательно, — к уменьшению величины тока холостого хода. Однако увеличение числа витков увеличит сопротивление обмоток трансформатора, что увеличит потери мощности в обмотках. Поскольку мощность потерь в обмотках нагруженного трансформатора в несколько раз больше мощности потерь в магнитопроводе, при увеличении числа витков КПД трансформатора уменьшится.

Иногда для подбора выходного напряжения трансформатора прибегают к уменьшению или увеличению числа витков первичной обмотки. При этом следует знать следующее. Уменьшение числа витков приведет к увеличению величины индукции в стали магнитопровода и может привести к насыщению магнитопровода, следствием чего может быть перегрев трансформатора и выход его из строя (см. также ответ на вопрос 3). Увеличение числа витков приведет к увеличению нагрева трансформатора под нагрузкой, однако при этом будет повышена устойчивость трансформатора при возможных повышениях питающего напряжения — трансформатор в этом случае не войдет в насыщение. Кроме того, увеличение числа витков уменьшает пусковой ток включения трансформатора. Однако увеличение числа витков приводит к увеличению массы и стоимости трансформатора.

Известно, что расчетная плотность тока уменьшается с увеличением габаритной мощности трансформатора. Так для трансформаторов мощностью 5…25 ВА плотность тока может составлять 5…10 А/мм2, а для трансформаторов мощностью 4…5 кВА она не превышает 1…2 А/мм2. Плотность тока выбирается из условий обеспечения требуемой температуры перегрева и зависит от множества факторов: соотношения размеров магнитопровода, условий охлаждения трансформатора, расчетной величины индукции и др. Поэтому она может быть определена путем решения сложной системы уравнений, описывающих работу трансформатора. Величины плотности тока применительно к трансформаторам на конкретных сердечниках приведены в книге Котенева С.В., Евсеева А.Н. «Расчет и оптимизация тороидальных трансформаторов и дросселей» (М.: Горячая линия — Телеком, 2013).

Можно. Но при этом надо помнить, что при включении в питающую сеть наименьшего числа витков первичной обмотки (что соответствует наибольшему напряжению вторичной обмотки) трансформатор не должен входить в насыщение. Трансформатор должен быть рассчитан так, чтобы при подключении к питающей сети секции первичной обмотки с наименьшим числом витков величина индукции не превышала бы номинальную. Тогда при подключении к сети всей обмотки индукция будет иметь значение меньше номинального. При этом свойства электротехнической стали будут использоваться не в полном объеме, а трансформатор будет иметь избыточность (увеличенное число витков первичной обмотки). Вследствие этого — увеличенная масса, большая стоимость. К такому способу прибегают в тех случаях, когда сделать отводы во вторичной обмотке затруднительно по технологическим соображениям, а также для более точной подгонки выходного напряжения.

Практически не зависит. Для заданного магнитопровода величина индукции зависит от числа витков и величины ЭДС (электродвижущей силы), действующей в обмотке. При работе трансформатора на нагрузку величина ЭДС несколько уменьшается, поскольку ток первичной обмотки вызывает падение напряжения на омическом сопротивлении этой обмотки. Величина этого падения составляет 1…5 %, примерно на такую же величину уменьшается и индукция в магнитопроводе трансформатора.

Да, может работать. При увеличении частоты, например, в два раза величина индукции также снижается в два раза. Это следует из формулы (2.25) названной выше книги. Однако увеличение частоты магнитного потока приводит к увеличению потерь в стали магнитопровода (это следует из формулы (2.27) книги). Потери растут пропорционально степени 3/2 частоты и степени 2 (квадрату) индукции, поэтому при повышении частоты потери в магнитопроводе будут уменьшаться. Разумеется, все написанное верно при неизменном питающем напряжении. Часто возникает вопрос о возможности работы трансформаторов, рассчитанных на 50 Гц в сети с частотой 60 Гц (в ряде стран в сети именно такая частота). Из сказанного выше следует, что увеличение частоты сети с 50 Гц до 60 Гц никак не повлияет на работоспособность трансформатора.

В тех случаях, когда мощности одного трансформатора недостаточно для питания потребителей, можно прибегнуть к параллельному или последовательному соединению обмоток трансформаторов. В зависимости от способа соединения первичной и вторичной обмоток возможны четыре различных варианта соединения трансформаторов. Варианты соединения сведены в таблицу.

Способы соединения первичных и вторичных обмоток
Первичные обмотки соединены:	Вторичные обмотки соединены:
	Последовательно	Параллельно
Последовательно	Одинаковость обмоток не требуется	Допустимо. Мощность нагрузки между трансформаторами распределяется пропорционально напряжением вторичных обмоток; если вторичные обмотки одинаковы, то мощности их равны
Параллельно	Допустимо во всех случаях. Мощность нагрузки между трансформаторами распределяется пропорционально напряжениям вторичных обмоток; если вторичные обмотки одинаковы, то мощности их равны	Допустимо при одинаковости первичных и вторичных обмоток

Действительно, иногда возникает ситуация, когда необходимо запитать однофазных потребителей от стандартной промышленной трехфазной сети. Задача преобразования трех фаз в одну довольно часто встречается, например, на различных производствах с мощными однофазными станками. В частном секторе также часто возникают проблемы невозможности равномерного распределения бытовых и профессиональных потребителей по трем фазам питающей сети частного дома.

Казалось бы, можно однофазную нагрузку подключить к любой фазе сети. Но при этом, если потребитель достаточно мощный, а нагрузка по двум остальным фазам небольшая, может возникнуть так называемый перекос фаз: уменьшение напряжения на той фазе, к которой подключена нагрузка, и увеличение напряжения на двух других фазах. Чтобы этого не происходило, следует применять специальные трансформаторы, преобразующие трехфазное напряжение в однофазное. Такие трансформаторы решают проблему перекоса фаз, а также обеспечивают гальваническую развязку потребителей от питающей сети.

Последовательное и параллельное соединение дросселей позволяет увеличить суммарную индуктивность и суммарный рабочий ток. Формулы для вычисления индуктивности и тока приведены в таблице. В таблице приняты следующие обозначения: L₁, L₂ и i₁, i₂ — соответственно номинальные значения индуктивности и тока первого и второго дросселей; L и I — суммарные значения индуктивности и тока двух дросселей, соединенных последовательно или параллельно.

Вид соединения	Формулы для вычисления
	Индуктивности	Тока
последовательное	L = L1 + L2	i = i1 = i2
параллельное		i = i1 + i2

Пропитка трансформаторов и дросселей электротехническим лаком (Тульский завод трансформаторов использует лак марки МЛ-92) преследует несколько целей. Во-первых, пленка лака после высыхания обладает очень высокой электрической прочностью (то есть способностью без электрического пробоя выдерживать высокое напряжение) — для данного лака 40…65 кВ/мм. Во-вторых, лаковое покрытие обеспечивает определенную влагозащиту трансформатора от воздействия окружающей среды. В-третьих, пропитка лаком уменьшает подвижность витков магнитопровода и провода обмоток и несколько снижает уровень шума трансформатора или дросселя.

На Тульском заводе трансформаторов пропитке подвергаются все дроссели и трансформаторы мощностью более 0,1 кВА.

Как известно, в нашей стране питающая трехфазная сеть 380/220 В обязательно заземляется, то есть имеет, как говорят, гальваническую связь с землей. Поэтому в электрической бытовой розетке два провода неравнозначны: связанный с землей провод называется нулевым (или нейтральным) проводом, а второй провод называется фазным проводом. При касании фазного провода индикаторной отверткой индикатор светится, а при касании нулевого провода — нет. Если человек прикоснется рукой или другой частью тела к фазному проводу, через его тело будет протекать переменный ток. Величина этого тока будет зависеть от сопротивления тела человека и переходного сопротивления между телом и землей. Уменьшению переходного сопротивления способствует влажность обуви, пола, одежды. Человек начинает чувствовать ток величиной от 0,1…0,3 мА, а ток более 100 мА считается смертельным.

Применение разделительного трансформатора позволяет значительно снизить риск поражения электрическим током, поскольку вторичная обмотка такого трансформатора не имеет гальванической связи с землей. Применение разделительного трансформатора необходимо также для обеспечения нормальной работы некоторых типов газовых котлов.

Иногда в наличии оказывается трансформатор, рассчитанный на более высокое напряжение, чем напряжение питающей сети. Например, трансформатор рассчитан на напряжение 380 В, а его требуется подключить к сети 220 В, при этом напряжение вторичной обмотки оказывается достаточным для питания нагрузки. В таком случае следует иметь в виду, что трансформатор не сможет отдать в нагрузку номинальную мощность. Это связано с тем, что мощность равна произведению напряжения и тока; при уменьшении напряжения для сохранения мощности неизменной следует увеличить ток. Однако при увеличении тока через обмотки трансформатора будет увеличиваться нагрев обмоток, поскольку мощность потерь в обмотках будет возрастать пропорционально квадрату силы тока. Следовательно, при питании трансформатора пониженным напряжением необходимо так рассчитать режим работы, чтобы токи в обмотках не превышали номинальных величин. При этом мощность нагрузки снизится, то есть трансформатор не сможет отдать номинальную мощность.

Два наиболее распространённых примера питания нагрузки током несинусоидальной формы: регулирование мощности в нагрузке с помощью тиристорного регулятора с фазоимпульсным управлением и зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. В первом случае форма напряжения представляет собой резаную вертикальной линией синусоиду, поскольку тиристор открывается с задержкой относительно нуля напряжения. Во втором случае форма тока представляет собой набор узких импульсов, поскольку ток заряда течёт только в те моменты времени, когда мгновенное значение напряжения на выходе зарядного устройства превышает напряжение заряжаемого аккумулятора.

При питании трансформатора напряжением, форма которого отличается от синусоидального, в общем случае нагрев трансформатора увеличится. Во-первых, увеличатся потери в стали магнитопровода. Это связано с тем, что в спектре несинусоидального напряжения имеются гармонические составляющие частот, кратных частоте основной гармоники 50 Гц. Как было показано в ответе на вопрос 10, увеличение частоты магнитного потока приводит к росту потерь в стали.

Во-вторых, возрастут потери в проводах обмоток при том же среднем значении тока, что и для сигнала синусоидальной формы. Количественно это характеризуется коэффициентом формы напряжения или тока. Попросту говоря, ток синусоидальной формы способен перенести большее количество энергии, чем ток такой же величины, но несинусоидальной формы. Это следует учитывать при выборе номинальной мощности трансформатора.

Удельное сопротивление алюминия в полтора раза больше, чем удельное сопротивление меди. Поэтому, для сохранения температуры перегрева трансформатора неизменной, сечение алюминиевого провода должно быть в полтора раза больше, чем сечение медного провода. Для укладки алюминиевого провода в общем случае необходим магнитопровод большего размера, чем для размещения медного провода. Следует также учитывать, что плотность (удельная масса) алюминия в три раза меньше аналогичного параметра меди; обмотки из алюминиевого провода при прочих равных условиях будут иметь массу примерно вдвое меньшую, чем обмотки из медного провода. Однако необходимость применения магнитопровода большего размера может привести к увеличению массы трансформатора. Кроме того, паять алюминий гораздо сложнее, чем медь, необходимо применять специальные флюсы и припои. В то же время трансформатор с обмотками из алюминиевого провода будет несколько дешевле, нежели его аналог с медными проводами.

Исходя из возможностей намоточного оборудования, разные производители для трансформаторов одной и той же мощности могут применять магнитопроводы с разным соотношением высоты к диаметру. Это первая причина различия в размерах трансформаторов одинаковой номинальной мощности. Другая причина — разные производители могут задавать разные температуры перегрева трансформатора. Выше, в ответе на вопрос 1, было показано, что увеличение температуры перегрева трансформатора приводит к снижению его размеров и массы. Поэтому, если имеются два трансформатора одинаковой номинальной мощности, но разных размеров, можно с уверенностью утверждать: меньший трансформатор будет сильнее нагреваться во время работы.

Если не рассматривать заведомо неверно рассчитанный и неправильно изготовленный трансформатор, то есть две главные группы причин выхода из строя трансформаторов: 1) неосторожное обращение при транспортировке и монтаже и 2) неправильная эксплуатация трансформатора. Трансформаторы боятся ударов, поскольку при ударе деформируются провода обмоток, а эмалевая изоляция повреждается; это может вызвать замыкание соседних витков обмоток, что приводит к локальным коротким замыканиям и резкому повышению температуры в местах таких замыканий. При этом величина выходного напряжения трансформатора будет отличаться от своего номинального значения. При монтаже трансформаторов следует помнить, что вся поверхность тороидального трансформатора образована витками проводов обмоток, и производить затяжку крепежных элементов (чашек) следует крайне осторожно. На Тульском заводе трансформаторов для трансформаторов мощностью 1,6 кВА и выше (а по желанию заказчика — и на меньшую мощность) применяются методы крепления, полностью исключающие механическое воздействие на витки обмоток.

При эксплуатации трансформаторов мощность подключённой нагрузки не должна превышать номинальную мощность трансформатора. Температура окружающей среды должна быть такой, чтобы температура трансформатора не превысила 120 °С (предельная температура нагрева эмальпровода). Чем меньше температура, тем медленнее происходит старение проводов обмоток. Одной из наиболее частых причин выхода из строя трансформаторов является их длительный перегрев по причине короткого замыкания в цепи нагрузки или подключения нагрузки с мощностью, превышающей номинальную мощность трансформатора. При таком перегреве происходит осыпание эмалевой изоляции проводов обмоток, что приводит к замыканию витков, ещё большему нагреву и, в конечном итоге, к расплавлению провода обмотки. Предохранитель в таких случаях срабатывает не всегда, поскольку перегрев может происходить при незначительном, но длительном превышении номинального тока.

Нет, нельзя. В основе работы трансформатора лежит закон электромагнитной индукции, который предусматривает изменение магнитного потока по величине и направлению. Это можно обеспечить подачей только переменного напряжения на первичную обмотку трансформатора. Напряжение автомобильного аккумулятора (равно как и любого другого химического источника электроэнергии) является постоянным (по величине и направлению). Для преобразования постоянного напряжения в переменное, пригодное для подачи на трансформатор, следует применять специальные коммутаторы на механических или электронных элементах. Устройство, включающее в себя коммутатор и трансформатор и предназначенное для преобразования постоянного напряжения в переменное, называется инвертором.

Такой вопрос иногда возникает, и он не так банален, как может показаться на первый взгляд. Возникает он обычно потому, что первичная обмотка трансформатора напоминает обмотку дросселя. Можно ли обмотку трансформатора использовать в качестве дросселя?

Вначале — о различиях. Главная функция трансформатора — изменять величину напряжения, подводимого к первичной обмотке. Главная функция дросселя — обеспечивать определённую (и постоянную) величину индуктивности в диапазоне токов от нуля до некоторого номинального значения. Невозможность дросселя выполнить функцию трансформатора обусловлена отсутствием в дросселе вторичной обмотки. В то же время, первичная обмотка трансформатора в некоторых условиях может выполнять функцию дросселя, но индуктивность такого «дросселя» будет существенно зависеть от величины протекающего тока. Чтобы исключить такую нежелательную зависимость, дроссели на сердечниках из трансформаторной стали обязательно имеют немагнитный зазор, который уменьшает относительную магнитную проницаемость, но позволяет обеспечить неизменность величины индуктивности во всём диапазоне рабочих токов дросселя. Кстати, существуют устройства, имеющие свойства и трансформаторов, и дросселей. Их называют трансреакторами. Реактор — одно из названий дросселя. Трансреакторы выполняются на магнитопроводах с немагнитным зазором и имеют первичную и вторичную обмотки. Подробно о трансреакторах написано в разделе «Информация».

Что нужно знать о понижающем трансформаторе напряжения. Статьи компании «БудСтрой

Трансформаторы напряжения – это электромагнитные устройства, имеющие две или более электрических обмоток, связанных единым магнитопроводом, выполненным из магнитомягкого материала. От соотношения числа витков первичной и вторичной обмотки прямо пропорционально зависит выходное напряжение, при этом частота на выходе точно соответствует частоте на входе устройства.

Что такое понижающий трансформатор

Понижающие трансформаторы представляют собой отдельный класс устройств, число витков во вторичной обмотке которых, и, соответственно, напряжение на контактах меньше, чем количество витков и напряжение на контактах первичной обмотки. Такое оборудование бывает необходимо в случае, когда электрические приборы, используемые потребителем, рассчитаны на меньшее напряжение. Самый распространенный вариант – блок питания практически любого бытового электронного прибора, компоненты которого работают при напряжении меньшем, чем сетевое.

Основные параметры и различия модификаций

Хотя коэффициент полезного действия трансформаторов достигает 99 процентов – при работе мощных устройств может выделяться очень много тепловой энергии, для отвода которой используется специальное диэлектрическое трансформаторное масло. Обычно весь трансформатор помещается в бак с теплоносителем, который циркулирует через систему радиаторов. Кроме того, стоит учесть, что даже без нагрузки любой трансформатор потребляет электрический ток и его значение может достигать довольно больших величин.

Но подавляющее большинство устройств имеет сравнительно небольшую мощность и для отведения тепла не приходится предпринимать дополнительных мер. Оно само отбирается элементами конструкции и рассеивается в окружающее пространство за счет излучения и за счет обдува естественно образующимся потоком воздуха. Такие трансформаторы еще называют «сухими», так как в их конструкции не предусмотрено использование масляного теплоносителя.

Важный параметр, оказывающий заметное влияние на общие характеристики устройства – материал, из которого сделаны обмотки. Почти всегда, за редким исключением их изготавливают из меди или алюминия, причем при прочих равных условиях, алюминиевые катушки имеют более высокое сопротивление и греются сильнее. Но если мощность устройства взята с запасом, и в первую очередь интересует цена изделия или его вес, то понижающий трансформатор с катушками из алюминиевого провода прекрасно справится с поставленной задачей.

Еще одной особенностью трансформаторов является рабочая частота, которая для государств бывшего СССР была принята величиной 50 Герц. Во многих других странах электроприборы работают на частоте 60 Гц, но есть еще и так называемый «военный стандарт», согласно которому применялась частота 400 Гц. Особняком стоят импульсные преобразователи, в которых трансформаторы работают на частотах в десятки, а то и сотни тысяч Герц. Соответственно частоте меняется и материал сердечника – в высокочастотных трансформаторах они изготавливаются из феррита или распыленного железа, а для устройств, работающих на частоте 50, 60 и 400 Гц выполняются из железных пластин, и чем выше частота, тем тоньше пластины.

Области применения

Понижающий трансформатор является устройством, незаменимым во многих случаях. Один из таких популярных преобразователей напряжения – трехфазный трансформатор, преобразующий 380 вольт в 220. Не меньшую популярность приобрели устройства, на вход которых подается еще более высокое напряжение, например 6 или 10 тысяч вольт. Эти изделия используются для снижения напряжения электрического тока, получаемого от линий электропередач.

Очень востребованы понижающие трансформаторы на строительных площадках. К примеру, их применяют при электросварке, для обеспечения стабильной работы электрического оборудования и освещения, в том числе на пониженном напряжении. Снизив его до безопасного уровня, можно уменьшить риск поражения электрическим током при выходе из строя электроинструмента, а также в результате попадания в него воды или раствора. Особая ответственность надежной работы устройства предъявляет к нему и целый ряд требований – он должен соответствовать всем современным стандартам.

От чего зависит выходное напряжение и ток трансформатора? — Реабилитацияrobotics.net

От чего зависит выходное напряжение и ток трансформатора?

В трансформаторе с большим количеством витков на первичной обмотке, чем на вторичной обмотке, напряжение на трансформаторе уменьшается, а ток увеличивается. Это показывает, что в трансформаторе выходное напряжение и ток определяются количеством витков в первичной и вторичной обмотке.

Какая связь между напряжением и количеством витков трансформатора?

Другими словами, одна катушка включает вторичную, а другая — первичную.Если выходное вторичное напряжение должно быть больше или выше, чем входное напряжение (повышающий трансформатор), то на вторичной обмотке должно быть больше витков, обеспечивающих соотношение витков 1: N (1-к-N), где N представляет число передаточных чисел.

Как рассчитать количество витков трансформатора?

Обмотки и провод Теперь вам нужно определить количество витков, которое потребуется для каждой вторичной обмотки. Первый шаг — использовать формулу 3 (N (s) = V (s) / V (p) x N (p)), чтобы определить количество витков для идеального трансформатора.Затем это число необходимо увеличить, чтобы учесть потери в катушках.

Что такое коэффициент трансформации трансформатора?

Коэффициент трансформации трансформатора описывает количество витков на входе по сравнению с количеством витков на выходе. Трансформатор 1: 1 будет иметь одинаковое количество витков на каждой катушке, а трансформатор 1: 2 будет иметь в два раза больше витков на вторичной обмотке.

У какого типа трансформатора больше витков в первичной обмотке, чем во вторичной?

повышающий трансформатор

Как определить первичное и вторичное напряжение трансформатора?

Все, что вам нужно сделать, это разделить напряжение первичной обмотки на количество витков первичной обмотки: 120 ÷ 75 = 1.6. Поскольку вам известно количество витков вторичной обмотки, теперь вы должны умножить 150 витков вторичной обмотки на ток первичной обмотки 1,6: 150 × 1,6 = 240. Теперь вы определили, что вторичное напряжение составляет 240 В.

Как определить первичную обмотку трансформатора?

Согласно закону Фарадея, вы можете рассчитать напряжение, индуцированное в первичной или вторичной обмотке трансформатора, вычислив N x dΦ / dt. Это также объясняет, почему соотношение витков трансформатора напряжения одной части трансформатора относительно другой равно количеству витков одной части трансформатора по отношению к другой.

Какая формула для трансформатора?

Vp = −NpΔΦΔt V p = — N p Δ Φ Δ t. Это известно как уравнение трансформатора, и оно просто утверждает, что отношение вторичного напряжения к первичному в трансформаторе равно отношению количества петель в их катушках.

Простыми словами, что такое закон Фарадея?

Закон индукции Фарадея — это физический закон, предложенный английским физиком Майклом Фарадеем в 1831 году. Это один из основных законов электромагнетизма.Закон индукции Фарадея гласит, что когда магнитное поле изменяется, оно вызывает напряжение, разность электрических потенциалов, которая может заставить течь электрический ток.

В чем разница между вихревым током и индуцированным током?

Индуцированный ток — это ток, который образует проводник из-за движущегося магнитного поля. Вихревой ток — это когда индуцированный электрический ток генерирует собственные магнитные моменты в проводящем сердечнике. Эти магнитные моменты противостоят магнитному полю источника.

Что такое J в законе Ампера?

Протекающий электрический ток (Дж) вызывает магнитное поле, которое вращает ток. Изменяющаяся во времени плотность электрического потока (D) порождает магнитное поле, которое окружает поле D. Закон Ампера с участием Максвелла закрепил основу электромагнетизма в том смысле, в котором мы его сейчас понимаем.

Какое первое уравнение Максвелла?

Уравнение электромагнитного поля Максвелла № 1. Первое уравнение Максвелла основано на законе электростатики Гаусса, опубликованном в 1832 году, в котором Гаусс установил связь между статическими электрическими зарядами и сопровождающими их статическими полями.

Что такое уравнение Максвелла в свободном пространстве?

Уравнения Максвелла объясняют, как эти волны могут физически распространяться в пространстве. Изменяющееся магнитное поле создает изменяющееся электрическое поле в соответствии с законом Фарадея. В свою очередь, это электрическое поле создает изменяющееся магнитное поле благодаря добавлению Максвелла к закону Ампера.

Что такое второе уравнение Максвелла?

Следовательно, чистый поток из замкнутого объема равен нулю, второе уравнение Максвелла: ∫ → B⋅d → A = 0.Первые два уравнения Максвелла, приведенные выше, предназначены для интегралов электрического и магнитного полей по замкнутым поверхностям.

Что такое третье уравнение Максвелла?

Третье уравнение Максвелла получено из законов электромагнитной индукции Фарадея. В нем говорится, что «всякий раз, когда есть n витков проводящей катушки на замкнутом пути, который помещен в изменяющееся во времени магнитное поле, переменная электродвижущая сила индуцируется в каждой катушке». Это предусмотрено законом Ленца.

Какой закон не формирует уравнение Максвелла?

Пояснение: Уравнение Максвелла представляет собой систему из четырех уравнений, с помощью которых можно решить и понять любую концепцию уравнения Максвелла.Пояснение: Закон Гаусса в магнитостатике гласит, что поверхностная интеграция магнитного поля над замкнутой поверхностью равна нулю.

Что такое теория Максвелла?

Электромагнитная теория описывается уравнениями Максвелла. Первый намек на то, что свет — это электромагнитное излучение, пришел из электромагнитных экспериментов, не связанных с видимым светом. При анализе эксперимента появилась константа, которая имела значение скорости света.

Какое уравнение будет верным, если средой будет воздух?

Какое уравнение будет верным, если средой будет воздух? Пояснение: Согласно закону Гаусса для магнитного поля, расходимость плотности магнитного потока равна нулю.Также B = μH. Таким образом, дивергенция H также равна нулю, т. Е. Div (H) = 0 истинно.

Какие четыре уравнения Максвелла выводят все уравнения Максвелла в дифференциальной форме?

Уравнения Максвелла — это набор из четырех дифференциальных уравнений, которые составляют теоретическую основу для описания классического электромагнетизма: Закон Гаусса: электрические заряды создают электрическое поле. Магнитный поток на замкнутой поверхности равен нулю. Закон Фарадея: изменяющиеся во времени магнитные поля создают электрическое поле.

Как рассчитать выходное напряжение? — Mvorganizing.org

Как рассчитать выходное напряжение?

Ток, вытекающий из источника питания, представляет собой просто напряжение (5 вольт), деленное на общее сопротивление, I = V / R, поэтому:

1. I = 5R + RLED.
2. 2 = ИК = 5RR + RLED.
3. VR = VRR + RLED.

Как найти вход и выход трансформатора?

Определите входы и выходы трансформатора. Это его электрический вход.Вторая цепь, получающая питание от трансформатора, подключена к вторичной обмотке трансформатора или к его выходу. Напряжение, подаваемое на первичную обмотку, должно быть указано как на трансформаторе, так и на схеме.

Как проверить выход трансформатора?

При тестировании выходного трансформатора вы используете настройку вольтметра для проверки выходного напряжения, когда трансформатор подключен к источнику питания. При проверке целостности трансформатора вы отключаете трансформатор от питания и проверяете сопротивление на входной и выходной катушках с помощью функции омметра.

Трансформаторы выдают переменный или постоянный ток?

Трансформаторы не пропускают постоянный ток (DC) и могут использоваться для снятия постоянного напряжения (постоянного напряжения) из сигнала, сохраняя при этом изменяющуюся часть (напряжение переменного тока). Трансформаторы в электрической сети являются ключом к изменению напряжения, чтобы уменьшить потери энергии при передаче электроэнергии.

Какие бывают 3 типа блоков питания?

Существует три подгруппы регулируемых источников питания: линейные, переключаемые и аккумуляторные.Из трех основных конструкций регулируемых источников питания линейная является наименее сложной системой, но переключаемое и аккумуляторное питание имеет свои преимущества.

Какой выход трансформатора?

Например, источник напряжения, который передает 240 вольт через трансформатор с 500 первичными обмотками и 100 вторичными обмотками, будет иметь выходное напряжение 240 * (100/500) = 48 вольт.

Что такое вход и выход трансформатора?

Поскольку входное напряжение переменного тока, изменяющийся во времени магнитный поток направляется во вторичную обмотку, вызывая ее выходное переменное напряжение.Рис. 3. Типичная конструкция простого трансформатора имеет две катушки, намотанные на ферромагнитный сердечник, который состоит из пластин для минимизации вихревых токов.

Что такое уравнение ЭДС трансформатора?

Следовательно, среднеквадратичное значение ЭДС на оборот = 1,11 x 4f Φm = 4,44f Φm. Это называется уравнением ЭДС трансформатора, которое показывает, что ЭДС / число витков одинаковы как для первичной, так и для вторичной обмотки.

Что такое входное и выходное напряжение?

эл. Ввод 19 апреля 2019г.Входное напряжение: — напряжение, подаваемое на схему, входное напряжение — это напряжение питания в системе, входное напряжение — это напряжение, необходимое для подачи в систему. Выходное напряжение: — часть приемника, вырабатывающая напряжение.

Что такое выход напряжения?

Выходное напряжение — это напряжение, выдаваемое устройством, например, регулятором напряжения или генератором. Регуляторы напряжения поддерживают постоянный уровень напряжения. По проводнику выходное напряжение передается по разным адресам, например, в дома и на предприятия.

Что такое выходное напряжение смещения?

Напряжение постоянного тока между двумя выходными клеммами (или выходной клеммой и землей для цепей с одним выходом), когда входная клемма (и) заземлены.

Какое выходное напряжение цепи?

Vout V o u t = Выходное напряжение. Это уменьшенное напряжение. Vin V i n = входное напряжение. R1 и R2 = номиналы резистора.

Как рассчитать напряжение в последовательной цепи?

Схемы простой серии

1. Ток: величина тока одинакова для любого компонента в последовательной цепи.
2. Сопротивление: Общее сопротивление любой последовательной цепи равно сумме отдельных сопротивлений.
3. Напряжение: напряжение питания в последовательной цепи равно сумме отдельных падений напряжения.

Как преобразовать 12В в 5В?

Преобразователь 12В в 5В с использованием делителя напряжения: вы можете подключить два светодиода последовательно через резистор R2, принимая вход от свинцово-кислотной батареи 12В или адаптера 12В в качестве входа. Необходимые компоненты: одна батарея 12 В, 1.Резистор 8к, резистор 1,3к, соединительные провода. Эта схема представляет собой схему делителя напряжения.

Какова формула напряжения в последовательной цепи?

Напряжение, приложенное к последовательной цепи, равно сумме отдельных падений напряжения ». Это просто означает, что падение напряжения должно быть в сумме с напряжением, поступающим от батареи или батарей. 6В + 6В = 12В.

Что такое формула падения напряжения?

Падение напряжения в проводниках цепи можно определить умножением силы тока цепи на общее сопротивление проводов цепи: VD = I x R.

Последовательное напряжение одинаковое?

В последовательной цепи ток, протекающий через каждый из компонентов, одинаков, а напряжение в цепи является суммой индивидуальных падений напряжения на каждом компоненте. Если каждая лампочка подключена к батарее в отдельной петле, говорят, что лампы параллельны.

Параллельно ли напряжение постоянно?

Ключевые моменты Каждый резистор, включенный параллельно, имеет то же напряжение, что и источник, приложенный к нему (напряжение в параллельной цепи постоянно).Не каждый параллельный резистор получает полный ток; они делят его (ток зависит от номинала каждого резистора и общего количества резисторов в цепи).

Почему ток в параллельной цепи отличается?

Общий ток в цепи должен оставаться постоянным (чтобы заряд не создавался / не терялся). Таким образом, сумма токов в параллельных ветвях всегда будет равна току до соединения. Если сопротивление в одной ветви уменьшится, ток будет увеличиваться вдоль этой ветви.

Почему параллельные напряжения одинаковы?

В параллельных цепях разность электрических потенциалов на каждом резисторе (ΔV) одинакова. В параллельной схеме падение напряжения на каждой из ветвей такое же, как и усиление напряжения в батарее. Таким образом, падение напряжения на каждом из этих резисторов одинаково.

Что произойдет, если два источника напряжения подключены параллельно?

Когда два источника напряжения разной величины подключены параллельно, заряд от источника более высокого напряжения перемещается в сторону источника более низкого напряжения до тех пор, пока оба источника напряжения не достигнут одинакового потенциала.

Как рассчитать параллельное напряжение?

Напряжение одинаково на всех компонентах параллельной цепи. Сумма токов по каждому пути равна общему току, протекающему от источника. Общее сопротивление в параллельной цепи можно найти по следующей формуле: 1 / Rt = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 +…

Повышенное напряжение последовательно или параллельно?

Батареи достигают желаемого рабочего напряжения путем последовательного соединения нескольких ячеек; каждая ячейка складывает свой потенциал напряжения, чтобы получить общее напряжение на клеммах.Параллельное соединение обеспечивает более высокую мощность за счет суммирования общего ампер-часа (Ач).

Как найти последовательное и параллельное напряжение?

Чтобы определить падение напряжения на параллельных ветвях, сначала необходимо определить падение напряжения на двух последовательно соединенных резисторах (R1 и R4). Уравнение закона Ома (ΔV = I • R) можно использовать для определения падения напряжения на каждом резисторе.

Почему напряжение в последовательной цепи различается?

В последовательных цепях наибольшее падение напряжения имеет резистор с наибольшим сопротивлением.Поскольку в последовательной цепи ток везде одинаковый, значение I ΔV = I • R одинаково на каждом из резисторов последовательной цепи. Таким образом, падение напряжения (ΔV) будет изменяться с изменением сопротивления.

Как рассчитать сопротивление?

Если вы знаете общий ток и напряжение во всей цепи, вы можете найти полное сопротивление, используя закон Ома: R = V / I. Например, параллельная цепь имеет напряжение 9 вольт и общий ток 3 ампера. Общее сопротивление RT = 9 вольт / 3 ампера = 3 Ом.

Как упростить схему?

Стратегия упрощения резисторной сети

1. Начинайте как можно дальше от рассматриваемого участка цепи.
2. Замените последовательные или параллельные резисторы эквивалентными резисторами.
3. Продолжайте, двигаясь влево, пока один эквивалентный резистор не представит всю сеть резисторов.

ТРАНСФОРМАТОРЫ

ТРАНСФОРМАТОРЫ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Трансформатор изменяет электрическую энергию заданного напряжения в электрическую энергию на другом уровне напряжения.Он состоит из двух катушки, которые электрически не связаны, но которые расположены в таких способ, которым магнитное поле, окружающее одну катушку, прорезает другую катушка. Когда на одну катушку подается переменное напряжение, изменяющееся магнитное поле вокруг этой катушки создает переменное напряжение в другой катушке за счет взаимной индукции. Трансформатор также можно использовать с пульсирующий постоянный ток, но нельзя использовать чистое постоянное напряжение, так как напряжение создает переменное магнитное поле, которое является основой взаимного индукционный процесс. Трансформатор состоит из трех основных частей, как показано на рисунке 8-197. Это железный сердечник, который обеспечивает цепь с низким сопротивлением для магнитного поля. силовые линии, первичная обмотка, которая получает электрическую энергию от источника приложенного напряжения и вторичной обмотки, которая получает электрическая энергия за счет индукции от первичной катушки.

Первичная и вторичная обмотки этого трансформатора с закрытым сердечником намотаны. на замкнутом сердечнике для получения максимального индуктивного эффекта между двумя катушками.

Существует два класса трансформаторов: (1) Используемые трансформаторы напряжения. для повышения или понижения напряжения и (2) трансформаторы тока используется в схемах приборов.

В трансформаторах напряжения первичные обмотки соединены параллельно. через напряжение питания, как показано в A на рисунке 8-198. Первичные обмотки трансформаторов тока соединены последовательно в первичной цепи (B на рисунке 8-198). Из двух типов напряжение трансформатор является более распространенным.

Существует много типов трансформаторов напряжения. Большинство из них либо повышающие или понижающие трансформаторы. Фактор, определяющий, трансформатор — это повышающий или понижающий тип — это коэффициент «витков». В Коэффициент витков — это отношение количества витков в первичной обмотке. к количеству витков вторичной обмотки. Например, повороты передаточное отношение понижающего трансформатора, показанного на А рисунка 8-199 — это 5 к 1, так как в первичной обмотке в пять раз больше витков. как во вторичном.Повышающий трансформатор, показанный на рисунке B 8-199 имеет передаточное число от 1 до 4 витков.

Отношение входного напряжения трансформатора к выходному напряжению равно то же, что и коэффициент трансформации, если трансформатор имеет 100-процентный КПД. Таким образом, когда на первичную обмотку трансформатора подается 10 вольт, в A на рисунке 8-199 индуцируются два вольта в вторичный. Если на первичную обмотку трансформатора подано 10 вольт в B на рисунке 8-199 выходное напряжение на клеммах вторичной обмотки. будет 40 вольт.

Невозможно построить трансформатор со 100-процентным КПД, хотя Трансформаторы с железным сердечником могут приблизиться к этой цифре. Это потому, что все магнитные силовые линии, установленные в первичной обмотке, не пересекают витки вторичной обмотки. Определенное количество магнитного потока, называемое утечкой. магнитный поток выходит из магнитной цепи. Мера того, насколько хорошо флюс первичной обмотки, соединенной с вторичной, называется «коэффициент сцепления.»Например, если предполагается, что первичная обмотка трансформатора развивает 10 000 силовых линий и только 9 000 пересекает второстепенные, коэффициент связи будет 0,9 или, другими словами, трансформатор будет на 90 процентов эффективнее.

Когда переменное напряжение подается на первичные выводы трансформатора, будет течь переменный ток и самовосстанавливать напряжение в первичной обмотке. катушка, которая находится напротив и почти равна приложенному напряжению.Различия между этими двумя напряжениями позволяет току в первичной обмотке, достаточном для намагнитите его ядро. Это называется возбуждающим или намагничивающим током. Магнитное поле, вызванное этим возбуждающим током, проходит через вторичную обмотку. катушка и индуцирует напряжение за счет взаимной индукции. Если нагрузка подключена через вторичную обмотку ток нагрузки протекает через вторичную обмотку. катушка будет создавать магнитное поле, которое будет стремиться нейтрализовать магнитное поле. поле, создаваемое первичным током.Это уменьшит самоиндуцированное (противодействие) напряжение в первичной катушке и допускает больший первичный ток течь. Первичный ток увеличивается по мере увеличения вторичного тока нагрузки, и уменьшается при уменьшении тока вторичной нагрузки. Когда вторичный снимается нагрузка, первичный ток снова снижается до малого возбуждающего тока, достаточного только для намагничивания железного сердечника трансформатора.

Если трансформатор увеличивает напряжение, он понижает ток в таком же соотношении.Это должно быть очевидно, если принять во внимание формулу мощности, для мощности (I x E) выходной (вторичной) электрической энергии такая же, как входная (первичная) мощность за вычетом потерь энергии при преобразовании процесс. Таким образом, если в сети используются 10 В и 4 А (мощность 40 Вт) в первую очередь для создания магнитного поля, будет развиваться мощность 40 Вт. во вторичном (без учета потерь). Если у трансформатора есть ступенька 4: 1, напряжение на вторичной обмотке будет 40 вольт и ток будет 1 ампер.Напряжение в 4 раза больше, а ток составляет одну четвертую от значения первичной цепи, но мощность (значение I x E) составляет такой же.

Когда известны коэффициент трансформации и входное напряжение, выходное напряжение можно определить следующим образом:

Где E — напряжение первичной обмотки, E2 — выходное напряжение первичной обмотки. вторичный, а N1 и N2 — количество витков первичной и вторичной обмоток, соответственно.

Транспонирование уравнения для определения выходного напряжения дает: Чаще всего используются следующие типы трансформаторов напряжения: (1) Силовые трансформаторы используются для повышения или понижения напряжения и ток во многих типах блоков питания.Они варьируются по размеру от маленьких силовой трансформатор, показанный на рисунке 8-200, используемый в радиоприемнике для большие трансформаторы, используемые для понижения напряжения высоковольтной линии до 110 — Уровень 120 вольт, используемый в домах.

На рисунке 8-201 схематический символ трансформатора с железным сердечником. Показано. В этом случае вторичная обмотка состоит из трех отдельных обмоток. Каждая обмотка питает разные цепи с определенным напряжением, которое экономит вес, место и стоимость трех отдельных трансформаторов.Каждый вторичный имеет соединение средней точки, называемое «центральным отводом», которое обеспечивает выбор половины напряжения по всей обмотке. Ведет от различные обмотки имеют цветовую маркировку производителя, как указано на рисунок 8-201. Это стандартный цветовой код, но другие коды или числа может быть использовано. (2) Звуковые трансформаторы напоминают силовые трансформаторы. У них только один вторичные и предназначены для работы в диапазоне звуковых частот (От 20 до 20 000 с / с). (3) ВЧ трансформаторы предназначены для работы в оборудовании, которое функционирует в радиодиапазоне частот. Обозначение ВЧ трансформатора: то же, что и для дроссельной катушки RF. Он имеет воздушный сердечник, как показано на рисунке. 8-202.

(4) Автотрансформаторы обычно используются в силовых цепях; однако они может быть разработан для других целей. Два разных символа для автотрансформаторов используемые в силовых или звуковых цепях, показаны на рисунке 8-203.Если используется в Радиочастотная связь или навигационная схема (B на рисунке 8-203), это то же самое, за исключением того, что здесь нет символа железного сердечника. Автотрансформатор использует часть обмотки в качестве первичной; и, в зависимости от от того, идет ли он вверх или вниз, он использует все или часть одного и того же обмотка как вторичная. Например, автотрансформатор, показанный в А из На рисунке 8-203 можно использовать следующие возможные варианты для первичных и вторичных клемм.

Трансформаторы тока

Трансформаторы тока используются в системах питания переменного тока для определения генератора. линейный ток и чтобы обеспечить ток, пропорциональный линейному току, для устройств защиты и управления цепями.

Трансформатор тока представляет собой трансформатор кольцевого типа, использующий токопроводящий провод питания в качестве первичного (провод питания или заземляющий провод генератор переменного тока). Ток в первичной обмотке вызывает ток во вторичной обмотке. магнитной индукцией.

Стороны всех трансформаторов тока обозначены на корпусе обозначениями «h2» и «h3». единица базы. Трансформаторы необходимо устанавливать стороной «h2» в сторону генератор в цепи, чтобы обеспечить правильную полярность.Вторичный трансформатора никогда не следует оставлять открытым во время работы системы. эксплуатируется; это может вызвать опасно высокое напряжение и привести к перегреву. трансформатор. Следовательно, выходные соединения трансформатора всегда должны быть соединенным перемычкой, когда трансформатор не используется, но осталось в системе.

Потери трансформатора

Помимо потерь мощности, вызванных несовершенным соединением, трансформаторы подвержены «медным» и «железным» потерям.Потеря меди вызвана сопротивление проводника, содержащего витки катушки. Железо потери бывают двух типов, называемых гистерезисными потерями и потерями на вихревые токи. Гистерезис потеря — это электрическая энергия, необходимая для намагничивания сердечника трансформатора, сначала в одном направлении, а затем в другом, одновременно с нанесенным переменное напряжение. Потери на вихревые токи вызваны электрическими токами (вихревые токи), индуцированные в сердечнике трансформатора переменными магнитными полями.Для уменьшения потерь на вихревые токи сердечники изготовлены из пластин, покрытых изоляция, уменьшающая циркуляцию наведенных токов.

Мощность в трансформаторах

Поскольку трансформатор не добавляет электричества в цепь, а просто изменяет или преобразует электричество, которое уже существует в цепь от одного напряжения к другому, общее количество энергии в цепи должен оставаться таким же. Если бы можно было построить идеальный трансформатор, в нем не было бы потери силы; власть будет передана в неизменном виде от одного напряжения к другому.

Поскольку мощность — произведение вольт на ампер, увеличение напряжения трансформатором должно приводить к уменьшению тока и наоборот. Во вторичной обмотке трансформатора не может быть больше мощности, чем есть в первичном. Произведение ампер на вольт остается тем же.

Передача энергии на большие расстояния осуществляется с помощью трансформаторы. На источнике питания повышается напряжение, чтобы уменьшить потери в линии при передаче.В момент использования, напряжение понижается, так как невозможно использовать высокое напряжение для управления двигателями, осветительными приборами или другими электрическими приборами.

Подключение трансформаторов в цепях переменного тока

Прежде чем изучать различные способы подключения трансформаторов в цепях переменного тока, различия между однофазными и трехфазными цепями должны быть четко обозначены. понял. В однофазной цепи напряжение генерируется одним генератором переменного тока. катушка.Это однофазное напряжение может быть снято с однофазного генератора переменного тока. или от одной фазы трехфазного генератора переменного тока, как объяснено далее в исследование генераторов переменного тока.

В трехфазной цепи три напряжения генерируются генератором переменного тока. с тремя катушками, расположенными внутри генератора так, что три напряжения сгенерированные равны, но достигают своих максимальных значений в разное время. В каждой фазе 400-тактного трехфазного генератора цикл генерируется каждые 1/400 секунды.

При вращении магнитный полюс проходит одну катушку и генерирует максимум Напряжение; через одну треть цикла (1/1200 секунды) этот же полюс проходит другой катушка и вырабатывает в ней максимальное напряжение; и следующий цикл 1/3 позже он проходит еще одну катушку и генерирует максимальное напряжение в Это. Это приводит к тому, что максимальное напряжение, генерируемое в трех катушках, всегда быть на расстоянии одной трети цикла (1/1200 секунды).

Первые трехфазные генераторы были подключены к их нагрузки с шестью проводами и всеми шестью выводами в цепи пропускают ток.Позже эксперименты показали, что генератор будет давать столько же энергии, сколько и с катушками, соединенными так, что для всех трех потребовалось всего три провода. фазы, как показано на рисунке 8-204. Использование трех проводов стандартно для передача трехфазного питания сегодня. Обратный ток от любого одна катушка генератора всегда течет обратно через два других провода в трехфазная цепь. Трехфазные двигатели и другие трехфазные нагрузки соединены с их катушки или элементы нагрузки расположены так, что требуются три линии передачи для доставки мощности.Трансформаторы, которые используются для повышения напряжения вверх или вниз в трехфазной цепи электрически соединены так, чтобы мощность передается на первичный и снимается со вторичного по стандарту трехпроводная система.

Однако однофазные трансформаторы и однофазные лампы и двигатели может быть подключен к любой одной фазе трехфазной цепи, как показано на рисунке 8-205.Когда однофазные нагрузки подключены к трехфазным цепям, нагрузки распределяются поровну между тремя фазами, чтобы сбалансировать нагрузки на три катушки генератора. Другое применение трансформатора однофазный трансформатор с несколькими отводами во вторичной обмотке. С участием этот тип трансформатора, напряжение может быть понижено, чтобы обеспечить несколько рабочие напряжения, как показано на рисунке 8-206.

Трансформатор с центральным ответвлением, питающий двигатель, требующий 220 вольт вместе с четырьмя лампами, требующими 110 вольт, показано на рисунке. 8-207.Двигатель подключен ко всему выходу трансформатора, и светильники подключаются от центрального ответвителя к одному концу трансформатора. При таком подключении используется только половина вторичного выхода. Этот тип трансформаторного подключения широко используется в самолетах. из-за комбинаций напряжений, которые можно снимать с одного трансформатора. На вторичной обмотке трансформатора можно снимать различные напряжения. вставляя метчики (во время производства) в различные точки вдоль вторичного обмотки. Различные значения напряжения получаются при подключении к любым двум ударов или до одного касания и либо в конец.

Трансформаторы для трехфазных цепей можно подключать к любому из несколько комбинаций соединений звезда (y) и треугольник (D). Связь используемый зависит от требований к трансформатору.

Когда соединение звездой используется в трехфазных трансформаторах, четвертый или нейтральный провод.Нейтральный провод соединяет однофазное оборудование. к трансформатору. Напряжение (115 В) между любой из трех фаз линии и нейтральный провод можно использовать для питания таких устройств, как фонари. или однофазные двигатели.

В комбинации все четыре провода могут обеспечивать питание 208 вольт, три фаза, для работы трехфазного оборудования, такого как трехфазные двигатели или выпрямители. Когда используется только трехфазное оборудование, заземляющий провод может быть опущен. Остается трехфазная трехпроводная система, как показано на рисунке. на рисунке 8-208.

На рисунке 8-209 показаны первичный и вторичный с дельта-соединением. При таком подключении трансформатор имеет такое же выходное напряжение, что и линейное напряжение. Между любыми двумя фазами напряжение 240 вольт. В этом типе подключения провода A, B и C могут предоставить 240 вольт, трехфазное питание для работы трехфазного оборудования. Тип соединения, используемого для первичных обмоток, может быть или не соответствовать такой же, как и тип подключения вторичных обмоток.Например, первичный может быть соединением треугольником, а вторичный — соединением звезды. Это называется трансформатором, соединенным треугольником. Другие комбинации дельта-дельта, звезда-дельта и звезда-звезда.

Устранение неисправностей трансформаторов Бывают случаи, когда трансформатор необходимо проверить на обрыв или шорт, и часто бывает необходимо определить, что трансформатор повышающий или понижающий трансформатор. Открытая обмотка трансформатора может можно определить путем подключения омметра, как показано на рисунке 8-210.Связаны как показано, омметр будет показывать бесконечность. Если бы не было открытых катушки, омметр покажет сопротивление провода в катушке. Оба таким же образом можно проверить первичный и вторичный.

Омметр также можно использовать для проверки короткого замыкания обмоток, как показано на рисунке. Однако на рис. 8-211 этот метод не всегда точен. Если, например, трансформатор имел 500 витков и сопротивление 2 Ом, а 5 витков были закороченное, сопротивление уменьшится примерно до 1.98 Ом, что не достаточно для того, чтобы считывать показания омметра. В этом случае, номинальное входное напряжение может быть приложено к первичной обмотке для измерения вторичного выходного напряжения. Если вторичное напряжение низкое, оно может Предположим, что у трансформатора есть закороченные обмотки, а трансформатор следует заменить. Если выходное напряжение в норме, исходный трансформатор можно считать неисправным.

С помощью омметра можно определить, является ли трансформатор ступенчатым. повышающий или понижающий трансформатор.В понижающем трансформаторе сопротивление вторичного будет меньше, чем у первичного, и наоборот будет верно в случае повышающего трансформатора. Еще один метод включает подачу напряжения на первичную обмотку и измерение вторичной обмотки. выход. Используемое напряжение не должно превышать номинальное входное напряжение Главная.

Если обмотка полностью закорочена, она обычно перегревается из-за высокого значения текущего расхода.Во многих случаях высокая температура тает воск в трансформаторе, и это можно определить по появившемуся запаху. Кроме того, показания вольтметра на вторичной обмотке будут нулевыми. Если схема содержит предохранитель, сильный ток может привести к его перегоранию до того, как трансформатор сильно поврежден.

На рисунке 8-212 одна точка на обмотке трансформатора показана подключенной. К земле, приземляться. Если внешняя цепь трансформаторной цепи заземлена, часть обмотки эффективно закорочена.Меггер, подключенный между одна сторона обмотки и корпус трансформатора (земля) будут проверять это состояние с низким или нулевым показанием. В таком случае трансформатор должен заменить.

Все трансформаторы, обсуждаемые в этом разделе, спроектированы с одной первичной обмоткой. обмотка. Они работают на одном источнике переменного тока. Трансформаторы, которые работают от трех напряжений от генератора переменного тока или генератора переменного тока называются тремя фазные или многофазные трансформаторы. Об этих трансформаторах и пойдет речь. в изучении генераторов и двигателей.

Вторичное напряжение — обзор

6.3.2 Промежуточные трансформаторы напряжения

Точность трансформатора напряжения — не единственный источник ошибок вторичного напряжения. Это также происходит из-за сопротивления проводов (см. Раздел 6.3.4 этой главы). Сумма этих двух ошибок во входящем и текущем питании не будет одинаковой на синхронизирующем оборудовании, особенно если длина соединительных кабелей и, следовательно, сопротивление проводов значительно различаются.Ясно, что для целей синхронизации важно, чтобы ошибки в измеренных напряжениях были как можно меньше. Однако есть еще одна причина, почему это важно, если два источника питания будут электрически соединены. Несмотря на то, что прямое соединение вторичных обмоток ТН не допускается, с профилактическими мерами, предпринимаемыми внутри и снаружи синхронизирующего оборудования, остается небольшой риск того, что это может произойти из-за неисправности или скрытой цепи. В этом случае трансформатор с более высоким из двух вторичных напряжений будет способствовать нагрузке трансформатора с более низким вторичным напряжением так же, как силовые трансформаторы разделяют нагрузку параллельно.Если разница напряжений мала, это состояние, вероятно, останется незамеченным при нормальной работе с предохранителем. Могут возникнуть сложности с защитой, измерением и т. Д., В которых могут быть задействованы и другие схемы.

Чтобы уменьшить погрешность напряжения во входящем и работающем источниках питания, промежуточный трансформатор напряжения (который также обеспечивает гальваническую развязку постоянного тока) устанавливается между вторичной обмоткой ТН и синхронизирующим оборудованием, как показано на рис. 12.22. Предусмотрены ответвления, чтобы облегчить определенную регулировку напряжения на месте.При номинальном системном напряжении каждое промежуточное ответвление ТН выбирается так, чтобы показывать 63,5 В ± 1% на синхронизирующем оборудовании с переключателем как в разомкнутом, так и в замкнутом состоянии. В схеме выбора напряжения это включает в себя каждый альтернативный источник питания.

РИС. 12.22. Упрощенное расположение промежуточных трансформаторов напряжения

Промежуточные трансформаторы напряжения имеют соотношение между первичной и вторичной обмотками 110 / 63,5 В (63,5 / 63,5 В при напряжении передачи) и имеют минимальную номинальную мощность 25 ВА с максимальным пределом 50 ВА, за исключением при напряжении передачи, когда оно снижается до 36 ВА.Однако предпочтительно, чтобы во всей схеме синхронизации использовался единый рейтинг по причинам взаимозаменяемости. Регулировка напряжения осуществляется с шагом 0,5 В в диапазоне от 0 до +5 В выше номинального вторичного напряжения. Отводы могут быть разделены между первичной и вторичной обмотками, если это удобно. Трансформаторы в целом соответствуют BS3941 [2] класс точности 1.0; т. е. процентная погрешность напряжения ± 1%, сдвиг фаз ± 40 минут, при любом напряжении от 80% до 120% номинального напряжения и с нагрузками от 25% до 100% от номинальной нагрузки при коэффициенте мощности 0.8 с запаздыванием, за исключением того, что диапазон погрешности напряжения составляет от 5% до 100% номинальной нагрузки при единице pf. Чтобы исключить насыщение в условиях перенапряжения, точка перегиба трансформатора не должна быть меньше трехкратного номинального напряжения. В качестве дополнительной меры безопасности между первичной и вторичной обмотками устанавливается заземленный электростатический экран.

Как правильно подобрать трансформатор

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

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

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

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

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

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

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

Трансформаторы

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

Вы домовладелец или владеете коммерческой недвижимостью? Посетите mybryantdealer.com/, чтобы найти ближайшего к вам дилера Bryant!

Понимание того, как работают трансформаторы

Как работают трансформаторы

Там Есть много размеров, форм и конфигураций трансформаторов от крошечных до гигантских, подобных тем используется в передаче энергии.Некоторые поставляются с заглушенными проводами, другие — с винтами или лопаточные клеммы, некоторые из которых предназначены для монтажа на печатных платах, другие — для привинчивания или прикручивания вниз.

Трансформаторы состоят из многослойного железного сердечника. с одной или несколькими обмотками провода. Их называют трансформаторами, потому что они трансформируют напряжение и ток с одного уровня на другой. Переменный ток, протекающий через одна катушка провода, первичная, индуцирует напряжение в одной или нескольких других катушках проволоки, вторичные катушки.Это изменяющееся напряжение переменного тока, которое вызывает напряжение в другие катушки через изменяющееся магнитное поле. Напряжение постоянного тока, например от аккумулятора или постоянного тока. блок питания не будет работать в трансформаторе. Только переменный ток заставляет трансформатор работать. Магнитное поле течет через железный сердечник. Чем быстрее изменяется напряжение, тем выше частота.

Чем ниже частота, тем больше железа требуется в ядро для эффективной передачи власти.В США частота сети 60 Герц при номинальном напряжении 110 вольт. В других странах используется 50 Гц, 220 вольт. Трансформаторы, рассчитанные на 50 Гц, должны быть немного тяжелее, чем трансформаторы, рассчитанные на 60 Гц, потому что у них должно быть больше железа в ядре. Напряжение в сети может немного отличаться и обычно работает от 110 до 120 вольт или от 220 до 240 вольт в зависимости от страны или мощности соединения. В дом в США поступает 220 вольт, но он разделен на две части. 110 В путем заземления центрального ответвителя (см. Раздел конфигурации ниже)

Отношение входного напряжения к выходному напряжению равно к отношению витков провода вокруг сердечника на стороне входа к стороне выхода.А катушка с проводом на входной стороне называется первичной, а на выходной стороне называется вторичный. Может быть несколько первичных и вторичных катушек. Коэффициент текущей ликвидности противоположно соотношению напряжений. Когда выходное напряжение ниже входного напряжение, выходной ток будет выше входного. Если есть 10 раз больше количества витков провода на первичной обмотке, чем на вторичной, и вы включаете 120 вольт первичный, вы получите 12 вольт на вторичном.Если вытащить 2 ампера из вторичный, вы будете использовать только 0,2 ампера или 200 миллиампер, идущих на первичный.

Трансформаторы могут быть построены так, чтобы у них было одинаковое количество обмоток на первичной и вторичной обмотках или разное количество обмоток на каждой. Если они одинаковы, входное и выходное напряжение одинаковы, и трансформатор используется только для изоляция, поэтому нет прямого электрического соединения (они подключаются только через общее магнитное поле).Если на первичной стороне больше обмоток, чем на вторичная сторона, то это понижающий трансформатор. Если на корпусе больше обмоток Вторая сторона, то это повышающий трансформатор.

Трансформатор можно использовать в обратном направлении и работать нормально. Например, если у вас есть повышающий трансформатор для преобразования 120 вольт до 240 вольт, также можно использовать его для понижающего трансформатора, поставив 240 вольт во вторичную сторону, и вы получите 120 вольт на первичной стороне.Фактически, вторичное становится первичным и наоборот.

Номинальная мощность трансформатора

Напряжение измеряется в вольтах, ток измеряется в амперы, а единица измерения мощности — ватты. Ватты равны вольтам, умноженным на усилители. В трансформаторе небольшая потеря мощности из-за комбинации сопротивление и реактивность. Реактивное сопротивление аналогично сопротивлению, за исключением того, что это сопротивление переменному току или, более технически, сопротивление изменению при изменении текущий из-за изменения созданного поля.Это тепло ограничивает количество ток или мощность, с которыми может справиться трансформатор. Чем выше ток, тем больше тепла произведено. Когда провода становятся слишком горячими, изоляция ломается и замыкается. соседние провода, что вызывает больше тепла, которое в конечном итоге плавит провода и разрушает трансформатор.

Базовый трансформатор не имеет дополнительных компонентов, поэтому ничто не защитит его от перегрузки. Если вы подключили два выходных провода непосредственно вместе, что приведет к короткому замыканию и вызовет слишком большой ток в течет как в первичной, так и в вторичной обмотке, и вы сожжете трансформатор.в таким же образом, если вы используете трансформатор для питания резака для пенопласта с горячей проволокой, и вы используете провод со слишком маленьким сопротивлением для вашего резака для пенопласта, вы сожжете трансформатор, если у вас нет его защищенного предохранителем или автоматическим выключателем надлежащего номинала. Ты должен убедиться что сопротивление провода, другими словами, калибр или диаметр и длина соответствуют ограничьте величину тока до номинала трансформатора.

Чем выше ток, тем больше должны быть провода. которые несут этот ток.Чем больше провода, тем меньше сопротивление, и поэтому меньше тепла. Мощность, которая преобразуется в тепло и теряется, может быть рассчитана как P = I ² R. Это означает, что если вы удвоите ток, мощность, теряемая на тепло, возрастет в четыре раза. Если трансформатор понижающий, то на выходе будет больше тока. и поэтому провод во вторичной обмотке будет тяжелее первичной. В обратное верно для повышающего трансформатора.

Трансформатор может иметь номинальные значения в амперах, вольт-амперах (ВА) или Ватты (Вт). Для небольших трансформаторов ВА и Ватты одинаковы для всех практических целей. В больших промышленных трансформаторах задействованы факторы мощности, и они могут будь другим. Если трансформатор рассчитан в амперах, обычно указывается X ампер при X вольт. и рассчитан на выходе или вторичной стороне. Трансформатор на 120 В с выходным напряжением 24 В, рассчитанный на 2 ампера означает, что вы можете безопасно вытащить только 2 ампера из вторичной обмотки.Вы можете Найдите номинальную мощность трансформатора, умножив номинальный ток на выходную мощность. напряжение так 2 X 24 = 48 Вт.

Если трансформатор рассчитан на ВА или ватты, вы можете рассчитать максимально допустимый выходной ток, разделив ВА или ватт на выходную мощность. Напряжение. Таким образом, если трансформатор рассчитан на 48 ВА с выходным напряжением 24 В, допустимое значение выходной ток 48/24 = 2 ампера.

Конфигурации трансформатора

А Трансформатор на 120 вольт с двумя входами и двумя выходами очень прост.Ты подключаешься два провода на первичной стороне, на стороне 120 В, к розетке и выходному напряжению находится на двух проводах, идущих от вторичной стороны.

Когда трансформатор показан в электронной схеме, это показано в виде диаграммы, как показано здесь. Параллельные линии представляют ламинированный железный сердечник, изогнутые линии представляют первичную и вторичную обмотки, круги представляют собой окончания, будь то клеммы или короткие провода.

Центральный кран

Обычная конфигурация — это центральный ответвитель или трансформатор тока. В вторичная сторона имеет три выхода. Средний провод на выходной стороне присоединен к вторичная обмотка, обычно посередине. Если передаточное число намотки 5: 1, то при Вход 120 В, вы получаете выход 24 В на двух внешних проводах, но если вы подключите внешний провод и центральный провод, вы получите 12 вольт, потому что вы используете только половину вторичная обмотка, обеспечивающая соотношение 10: 1.Если трансформатор номинальный при 2 амперах вы все равно можете использовать только 2 ампера, независимо от того, используете ли вы 12 вольт или 24 вольт. Часто центральный отвод заземляется, поэтому у вас есть два источника 12 В, которые можно использовать для после прохождения через преобразователь (выпрямитель и фильтр) сделать + и — 12В постоянного тока.

Двойной выход

В Конфигурация с двумя выходами аналогична центральному отводу, за исключением того, что вместо подключения провод к центру катушки, катушка разделена на две отдельные катушки с проводами с клеммами или проводами, выходящими с обоих концов обеих катушек, поэтому четыре провода выходят из вторичная сторона вместо трех.

Если трансформатор представляет собой вход 110 В с двумя входами 12 В выходы, вы можете соединить две вторичные катушки последовательно, чтобы получить 24 вольта, или вы можете подключите их параллельно, чтобы получить 12 В. Будьте осторожны, чтобы правильно подключить концы двух вторичных обмоток как в последовательном, так и в параллельном соединении. Если вы меняете соединения, вы получите 0 вольт, потому что два напряжения отменят друг друга.

Если трансформатор рассчитан на 48 ВА, то вы можете использовать до 2 ампер для 24-вольтового соединения, которое не отличается от центрального ответвителя или Конфигурация с одним выходом 24 В. Однако при параллельном подключении получается 12 вольт. но удвоить доступный выходной ток, чтобы вы могли получить на выходе 4 ампера. Вы получаете полный выход 48 ВА, тогда как с выходом 12 В для центрального ответвителя вы можете получить только половину номинального выход или 24ВА.Это преимущество ножниц для резки пенопласта с горячей проволокой, потому что они имеют более широкую диапазон диаметров и длин проводов в зависимости от того, подключаете ли вы выходы параллельно или сериал. Последовательные и параллельные соединения показаны ниже.

Двойной вход

В трансформатор с двойным входом часто используется, чтобы трансформатор мог использоваться в обоих страны с сетевым напряжением 120 В и сетевым напряжением 240 В.Первичный разделен на две отдельные обмотки с выводами на каждом конце обеих обмоток, поэтому имеется четыре провода или клеммы на первичной стороне.

Для использования с входом 110 В два основных обмотки подключены параллельно, как показано на левой схеме ниже. Необходимо соблюдать осторожность соедините правильные концы вместе. Если они поменяны местами, поля отменяют друг друга. out, потому что поля, генерируемые каждым разделом первичного элемента, противоположны. Обычно клеммы обозначаются цифрами или буквами, а схема представлена ​​на трансформатора или в прилагаемом техническом паспорте, показывающем, как должны быть выполнены соединения для 110В и 220В.

Если трансформатор должен быть подключен к сети 220 В, затем две катушки подключаются последовательно, и снова необходимо соблюдать осторожность, чтобы подключить правильные окончания вместе. Параллельные соединения для 110 В и последовательные соединения для 220В показано ниже.

Двойной вход и выход

И, конечно же, у вас может быть как двойной вход, так и двойной выход, поэтому у вас есть четыре провода на входе и четыре провода на выходе, что обеспечивает еще большую гибкость к использованию трансформатора.

Некоторые специализированные трансформаторы могут иметь несколько вторичные отводы или несколько вторичных обмоток для обеспечения разных напряжений, и в них нет необходимости быть четными числами.Трансформатор может иметь выходное напряжение 3 В, 5 В, 12 В и 24 В для пример.

Автотрансформаторы (Variac)

Автотрансформатор часто называют Variac. что на самом деле является торговой маркой одной компании для их автотрансформатора. Оно имеет постоянное выходное напряжение от нуля до немного выше входного значения. Работает аналогично к потенциометру или реостату, за исключением того, что изменение напряжения происходит из-за изменения поля а не сопротивление.Еще одно отличие состоит в том, что потенциометр или реостат очень неэффективен, потому что он преобразует ток, протекающий через него, в тепло (Ватты = Амперы X Вольт). Как и во всех трансформаторах, сопротивление низкое, поэтому количество выделяемого тепла намного меньше и намного эффективнее при преобразовании напряжения

Автотрансформатор имеет только одну обмотку, которая обслуживает как первичная, так и вторичная обмотка.Потому что обмотка одна, между входом и выходом нет гальванической развязки, но если изоляция не требуется, то он обеспечивает альтернативу многобмоточным трансформаторам в некоторых ситуации.

Входные провода этого трансформатора подключены к одному конец обмотки, а другой — немного дальше от другого конца. Вторичная подключил ту же точку, что и входная сторона, которая находится на конце.Другой вторичный подключение осуществляется с помощью стеклоочистителя, который перемещается по верхней части обмотки, где изоляция была снимается, чтобы стеклоочиститель мог контактировать с обмотками в любой точке на одной поверхности. Стеклоочиститель соединен с ручкой в ​​верхней части автотрансформатора, чтобы человек мог повернуть ручку, чтобы получить желаемое напряжение. Поскольку один первичный провод подключен на пути от конец обмотки, стеклоочиститель может пройти за эту точку и, таким образом, обеспечить более высокое напряжение чем вход, обычно выход 110 В может доходить до 130 В на вторичной стороне.

Поскольку автотрансформатор имеет только одну обмотку, существует только один размер провода, поэтому максимальный входной ток также является максимальным выходным Текущий. Если автотрансформатор на 110 В рассчитан на 10 ампер, то максимальная выходная мощность ток 10 ампер вне зависимости от напряжения. Если он указан в ваттах или ВА, то Ампер рассчитывается путем деления Ватт или ВА на номинальное входное напряжение.

Автотрансформатор — хорошая альтернатива ступени понижающий трансформатор, когда диапазон желаемых напряжений находится на верхнем конце или во всем диапазоне напряжение необходимо, но становится дороже, если диапазон находится на нижнем уровне, потому что вы имеют много неиспользуемых обмоток. Понижающий трансформатор экономичнее.

Для резки вспененной проволоки автотрансформатор дороже, чем понижающие трансформаторы в большинстве приложений.Если напряжение требуется более 24 вольт, тогда можно рассмотреть возможность использования автотрансформатора.

Фазы и соединение нескольких обмоток

Для простоты я не упомянул фазу, но при соединении двух и более обмоток очень важна фаза. AC ток представляет собой синусоидальную волну, а напряжение изменяется с положительного на отрицательное и обратно в синусоидальный ритм много раз в секунду.Как часто меняется напряжение называется частота и раньше называлась циклами в секунду, но теперь называется герцами (сокращенно Гц). Бытовой ток в США и некоторых других странах составляет 60 Гц, в других странах — 50 Гц. Когда мы говорим о двух волновых формах, таких как две обмотки, соотношение между две синусоидальные волны — это фаза. Если синусоидальные волны совпадают, они находятся в фазе, если положительный пик одной волны совпадает с отрицательным пиком другой волны, две волны 180 не совпадают по фазе.Фаза между одним концом катушки и другим также 180 не в фазе. Когда один конец находится на положительном пике, другой конец будет на положительном пике. противоположный пик. Так как должна быть разница в напряжении между двумя точками для тока, два конца обмотки должны иметь противоположное напряжение в любой момент времени.

Разность фаз между двумя обмотками зависит от направление обмоток и то, как они соединены, поэтому на электрических схемах точка на один конец обмотки указывает начало этой обмотки.Для простоты Я оставил точки на схемах в этой статье. Однако при соединении двух катушки вместе, очень важно правильно их соединить.

Для последовательного подключения необходимо подключить конец одна обмотка к началу другой обмотки (обмотки для нескольких катушек всегда наматываются в том же направлении). Если подключить начало одной обмотки к концу другая обмотка в последовательном соединении, поля будут отменены, и вы получите ноль выход.Это не повредит трансформатор, но вы не получите выходного напряжения.

Когда соединяя две обмотки параллельно, необходимо соединить начало одной обмотки с пуском другой обмотки и два конца обмоток вместе. Параллельно подключение, подключение проводов в обратном направлении приведет к сгоранию вашего трансформатора , если нет должным образом защищен (соответствующий номинальный ток) предохранителем или автоматическим выключателем.Be очень осторожно при соединении двух катушек вместе.

Дополнительная литература

Это был всего лишь обзор для непрофессионал. Хотя физически трансформатор представляет собой довольно простое устройство, состоящее из нескольких частей, как это работает на самом деле довольно сложно. Я рекомендую отличное качество Рода Эллиота. статей, если вы хотите их лучше понять:

Трансформаторы — Основы (Раздел 1), (Раздел 2), (Раздел 3)

У него также есть много других статей по электронике. включая блоки питания.

От вопросов и ответов

с TJ Byers

Номинальные характеристики трансформатора

Вопрос:

У меня есть силовой трансформатор со следующими характеристиками: 24VCT (12 — 0 — 12) 10A. Если клемма с центральным ответвлением не используется — а мы использовали ее как трансформатор на 24 В — то ее номинал останется на уровне 10 А или будет половиной этого значения (5 А)?

Б. Билль

Ответ:

Трансформаторы

указаны в вольт-амперах (ВА).Он определяет предел намагничивающего поля внутри трансформатора. Если этот предел превышен, трансформатор переходит в режим насыщения и перестает нормально работать. Это особенно важно, когда трансформатор имеет более одной вторичной обмотки. Сопротивление первичной и вторичной обмоток также влияет на величину тока, с которой будет работать трансформатор, поскольку повышенное сопротивление и более высокий ток создают тепло — тепло, которое необходимо рассеять. Ваш конкретный трансформатор имеет номинальную мощность 240 ВА, что означает, что он будет выдавать 10 ампер при 24 вольт.

Но я не думаю, что это тот ответ, который вы ищете, потому что я предполагаю, что вы хотите превратить этот переменный ток в постоянный ток. Выходной ток постоянного тока определяется конфигурацией схемы выпрямителя, которых три:

1. Полуволна (одиночный диод)
2. Двухполупериодный с центральным отводом (два диода)
3. Двухполупериодный мост (четыре диода)

Обратитесь к диаграмме для дальнейшего обсуждения. Преимущество полуволнового выпрямления в простоте — один диод и конденсатор.Как правило, они подходят только для источников питания мощностью половину ватта или меньше и требуют большей фильтрации, чем двухполупериодное выпрямление.

Двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением за один раз использует только половину вторичной обмотки трансформатора, что приводит к выходному напряжению, которое составляет половину (0,45, если быть точным) полного напряжения на вторичной обмотке, но использует все преимущества полной 10 ампер, которые может предложить ваш трансформатор. Двухполупериодный мостовой выпрямитель выдает напряжение, равное 0,9% напряжения трансформатора, но может использовать только 0.62 процента тока трансформатора. Для достижения желаемого постоянного тока нагрузки ток трансформатора должен быть в 1,6 раза выше. Например, чтобы получить 10 ампер постоянного тока, у выпрямителей должно быть 16 ампер.

Почему? Из-за импульсного тока, необходимого для фильтрующего конденсатора. Трансформаторы не идеальны и имеют внутренний импеданс или характеристику «регулирования». По мере увеличения нагрузки выходное напряжение уменьшается. Следовательно, тока трансформатора должно быть достаточно, чтобы преодолеть дополнительный ток, создаваемый зарядным конденсатором.Устранить это требование можно, вставив дроссель фильтра последовательно с линией к крышке фильтра. Это позволит вам использовать весь потенциал номинального тока трансформатора — за счет дополнительной катушки индуктивности и дополнительного пространства.

.