Види трансформаторів
-
Зміст:
- Поняття та види трансформаторів
- Трансформатори напруги
- Трансформатори струму
- Силові трансформатори
- Трансформатори зварювальні
- Розрахунок трансформатора
Поняття та види трансформаторів
Трансформатор – це пристрій, який перетворює змінну напругу одного певного рівня на змінний струм напруги рівня іншого. Частота при цьому не змінюється, як не змінюється потужність. Трансформатор включає свій пристріймагнітопровід, виготовлений із застосуванням феромагнітного матеріалу, на який намотано кілька ізольованих обмоток з дроту (або одна у випадку автотрансформатора). Ці обмотки охоплені загальним магнітним потоком.
Розрізняють трансформатори :
- трансформатори напруги (перетворюють напругу, знижуючи її до потрібної величини);
- трансформатори струму (знижують первинний струм до рівня, необхідного в роботі пристрою);
- силові (перетворює електроенергію в електричних мережах у приладах, які її використовують; найпоширеніший вид трансформаторів);
- автотрансформатори (первинна та вторинна обмотки з'єднані і часто не ізольовані; відрізняє високе ККД; застосовують у випадках, коли перетворення електроенергії незначно);
- імпульсні трансформатори (перетворюють імпульсні сигнали, практично не спотворюють сигнали струму);
- роздільні трансформатори (обмотки не з'єднані і ніяк не пов'язані один з одним, що дозволяє забезпечувати безпеку у разі пошкодження ізоляції електромереж);
- пік-трансформатори (перетворюють напругу на напругу, яка змінює свою полярність кожну половину періоду).
Трансформаторинапруги
Трансформатори напруги призначені для трансформації та зниження напруги в нижчу. Зазвичай це необхідно для вимірювання напруги електроенергії, що йде з мережі. Трансформатори напруги допомагають ізолювати ланцюги вимірювання та захисту від самої електромережі з електроенергією високої напруги.
Трансформатори напруги бувають заземлюваними та незаземлюваними.Заземлюваний трансформатор може бути однофазним та трифазним.Однофазний має один заземлений кінець первинної обмотки, а втрифазному заземлена нейтраль обмотки першого рівня.
Унезаземлюваному трансформаторі напруги вся первинна обмотка ізольована і на землі.
Крім того,розрізняють трансформатори напруги каскадні та ємнісні. Укаскадних первинну обмотку поділяють на кілька секцій, послідовно з'єднаних один з одним. У цьому випадку потужність до вторинної обмотки передається за допомогою додаткових, що грають сполучну роль, обмоток. Уємнісному трансформаторі напруги є ємнісний дільник.
Також трансформатори напруги розрізняютьсяза кількістю обмоток. Удвохобмоточних є лише одна вторинна обмотка, утрьохобмотувальних крім основної вторинної обмотки присутня і друга. Залежно від цього, де необхідні трансформатори напруги, вибирають той чи інший тип пристроїв.
Трансформатори струму
Трансформатори струму застосовують, коли необхідно перетворити лише струм електроенергії, що йде від мережі, а також коли потрібно виміряти цю величину. У цьому випадку первинну обмотку включають у ланцюг зі змінним струмом, який вимірюватимуть, послідовно, а до другої підключають прилад для самого вимірювання.
Струм вихіднийпропорційний струму, отриманого в результаті перетворення. Таким чином вимірюють струм електрики, що йде від станції.
На трансформатори струму поширюються суворі вимоги щодо точності вимірювання, оскільки вони застосовуються переважно у приладах релейного захисту систем у сфері електроенергетики. Саме ці пристрої допомагають забезпечити безпеку вимірювання струму, оскільки вони ізолюють ланцюги для вимірювання від первинних ланцюгів, якими зазвичай проходить струм високої напруги (від 100 кВт).Висока точність і безпека трансформатора струму – ось головні вимоги до цих приладів, тому трансформатори струму виробляються з кількомагрупами вторинної обмотки.
Як мінімум, дві групи: до першої підключають захисні прилади, а до другої - вимірювальні пристрої, різні лічильники. Вторинну обмотку під час роботи трансформатора струму ніколи не розмикають.
Силові трансформатори
Силові трансформатори - це стаціонарні пристрої, які мають як мінімум дві обмотки, що використовуються для перетворення напруги і струму до необхідного в роботі рівня. Як правило, частота перетвореної електроенергії залишається незмінною. Силові трансформаторискладаються з клем, охолоджувачів та приладів для регулювання рівня вихідної напруги. Крім того, на такий трансформатор можна встановити газове реле, пристрої скидання тиску, захисту від перенапруг і різкого підвищення тиску. Також можливе встановлення на силові трансформатори поглиначів вологи та додаткових трансформаторів струму, витратомірів, індикаторів температури, тиску, рівня масла та горючих газів. Крім даних пристроїв, на силові трансформатори можна встановити полозья чи колеса, які зроблять їх транспортабельними.
Зазвичайсилові трансформаторизастосовують у разі потреби збільшити струм і знизити напругу електроенергії, що йде від основної електростанції, тому силові трансформатори використовуються в різних галузях промисловості. Тобто скрізь, де застосовують пристрої, що працюють на електроенергії, а також скрізь, де життєво необхідно регулювати параметри електрики, перетворюючи її в електрику потрібного струму та напруги та перешкоджаючи різким стрибкам цих параметрів.
Силові масляні трансформатори
Багато галузях народного господарства активно використовуються силові масляні трансформатори. Такий великий попит на них обумовлюється тим, що їх легко можна встановити як зовні, так і всередині приміщення. Обмотки силових масляних трансформаторів добре захищені від впливу навколишнього середовища, за рахунок чого помітно зростає і їх термін служби. Це робить їх також надійними і невибагливими в процесі експлуатації.
Є у силових масляних трансформаторів інедолік - він полягає в тому, що навколишнє середовище повинно мати мінімум пилу в повітрі. Крім того, вона має бути пасивною хімічно і абсолютно невибухонебезпечною. Цей недолік можна назвати єдиним, але при цьому досить істотний.
Силові масляні трансформатори, в яких встановлюється щемаслоуказатель МС, здатні витримувати дуже великі навантаження напруги. Використовувати трансформатори можна як у спекотному, так і холодному кліматі. Необхідні вони з метою зниження напруги в електричній мережі.
Трифазні та високовольтні трансформатори
Можуть бути трансформатори трифазними та високовольтними.
Трифазні трансформатори здатні перетворювати струм за різних температур повітря. Але за умов трясіння, вібрації чи ударів такі трансформатори використовувати заборонено.
Трансформатори зварювальні
Зварювальний трансформатор – пристрій для зварювальних приладів, який перетворює високу напругу в напругу низьку для вторинних електромереж рівня, необхідного в роботі.
Зварювальний трансформатор застосовують для зварювальних робіт під час виробництва конструкцій зі сталі. Крім того, трансформатори потрібні для зварювання кольорових металів. Застосовуються ці пристрої переважно у промисловому будівництві. Їх використовують під час монтажу технічних чи будівельних конструкцій з металу, виготовлення деталей та під час зварювання арматури, труб та вузлів.
Трансформатор зварювальний складається з сердечника, виготовленого зі спеціальної сталі, на якому є первинна і вторинна обмотка. Перша пропускає змінний струм і намагнічує магнітопровід, а другий змінний струм необхідного для зварювання рівня індуктується.
Існуєдва основних види зварювальних трансформаторів, один з яких відрізняється підвищеним магнітним розсіюванням, а другий має нормальне розсіювання та дросель.
Трансформатор зварювальний застосовується при створенні зварювальних швів будь-якого виду та призначення в будь-якому важкодоступному місці та розташування самого працівника. Використовуючи цей пристрій, ви зможете практично без заміни інструментів виконувати багато зварювальних робіт.
Розрахунок трансформатора
Розрахунок трансформатора здійснюють під час його виготовлення.для того, щоб отримати необхідні параметри напруги, частоти або струму електроенергії, яка виходить в результаті його застосування. Зазвичай розрахунок трансформатора роблять, коли пристрій підключають до мережі в 50Гц частотою, і якщо сам прилад важить мало.
Починають проводити розрахунок трансформатора звибору сердечника - з вибору його розмірів та конфігурації. Залежно від конструкції сердечники бувають прямокутної форми із загостреними чи закругленими краями та круглої форми, тобто. броньові пластинчасті, броньові стрічкові або кільцеві стрічкові відповідно. Так,броневі трансформатори застосовують для малих потужностей. Такі пристрої дуже прості у виробництві і складаються лише з одного каркаса.Кільцевий сердечник придатний для потужностей до 1000 Вт. Для того, щоб зробити подальший розрахунок трансформатора необхідно знати напругу первинної та вторинної обмотки (Ui та Uz), струм вторинної обмотки (l2) та її потужність (Рвих).
Розрахунок трансформатора проводять за рівнянням, в якому величина множення перерізу сталі в місці котушки на площу вікна сердечника дорівнює величині, отриманої в результаті арифметичних процесів. А саме, - розподілу величини потужності вторинної обмотки, помноженої на 0.901, на число, яке вийшло в результаті множення магнітної індукції, щільності струму, коефіцієнтів заповнення вікна та заповнення магнітопроводу сталлю.