Однофазные трансформаторы – краткий обзор

рансформатором (в самом общем значении этого слова) называется специальное электротехническое устройство, посредством которого входное переменное напряжение определённой величины преобразовывается в напряжение, отличающееся от входного по амплитуде, но имеющее равную с ним частоту.

Простейшим примером такого изделия является многообмоточный трансформатор, имеющий одну первичную и одну или несколько вторичных обмоток и относящийся к категории так называемых однофазных устройств. Этим он отличается от трёхфазных электротехнических изделий, имеющих по три самостоятельных входных и выходных обмотки и использующихся обычно в промышленных силовых электрических сетях.

стержневой трансформатор однофазный Предметом нашего рассмотрения являются многообмоточные изделия, располагающие двумя или более обмотками, связанными между собой индуктивно, и предназначенные для преобразования параметров передаваемого сигнала (тока или напряжения). В большинстве случаев эти изделия используются в качестве источников питания.

Конструкция однофазного трансформатора

В зависимости от своих конструктивных особенностей, эти изделия могут иметь следующие исполнения:

  •  стержневого типа;
  •  с броневым сердечником;
  •  с Ш – образным сердечником.

В первом типе изделия обе катушки (как первичная, так и вторичная) располагаются на отдельных стержнях, концы которых объединены в замкнутую конструкцию при помощи специальных накладок, называемых ярмами. Два стержня и два ярма образуют при этом сплошное кольцо (сердечник), в котором и формируется при работе изделия замкнутый магнитный поток, объединяющий обе обмотки трансформатора.

В трансформаторах броневого типа обе обмотки (каждая из которых набрана из ряда плоских катушек) размещаются на сердечнике, образованном двумя стержневыми частями пары сплошных колец, изготавливаемых из специального электротехнического материала. При этом кольца такого сердечника полностью закрывают катушки, как бы пряча их целиком в броню – чем и объясняется название этого типа конструкции. Наборы первичных и вторичных обмоток однофазного трансформатора могут выполняться в самых различных видах и сочетаниях; при этом его рабочий режим чаще всего реализуется при помощи самой обычной цилиндрической обмотки.

Виды и область применения

Известные модели однофазных трансформаторов невысокой мощности по своему назначению делятся на следующие классы:

  • сварочные трансформаторы;
  • измерительные;
  • испытательные;
  • специального назначения;
  • бытовые трансформаторы.

Измерительные трансформаторы напряжения используются обычно для подключения различных регистрирующих приборов к высоковольтным цепям с целью измерения электрических характеристик действующего в них сигнала (силы тока, напряжения, мощности и т.п.). Испытательные трансформаторы необходимы для получения высоких напряжений, применяемых в ходе испытаний изоляции электротехнического оборудования и изделий.

Модели специального назначения используются в электронных устройствах связи, а также в системах автоматики и телемеханики. Такие устройства позволяют получать заданные напряжения или же выступают в качестве согласующих и разделительных элементов электрических цепей.
Бытовые трансформаторы служат для подключения устройств, эксплуатируемых в домашних условиях (осветительного и сигнального оборудования, специальной аппаратуры и т.п.), а также для работы в качестве стабилизаторов. Однофазные трансформаторы большой мощности (силовые) служат для преобразования электроэнергии трехфазного тока в питающие напряжения для различных установок производственного назначения.

Режимы работы

Однофазный трансформатор способен работать в одном из следующих режимов:

  1. Холостой режим;
  2. Работа под нагрузкой;
  3. Режим короткого замыкания.

Режим холостого хода – это такое состояние трансформатора, когда его вторичная обмотка не подключена к нагрузке, т.е. когда её нагрузочная цепь разомкнута. При этом потребляемый трансформатором ток минимален и представляет собой ток холостого хода. Образовавшийся при этом в первичной цепи магнитный поток также называется полем холостого хода. В этом режиме энергия от сети практически не потребляется.

Режим работы с нагрузкой является основным для любого изделия этого типа и реализуется путём подключения к его вторичной обмотке нагрузочных цепей. В режиме короткого замыкания (КЗ) сопротивление вторичной цепи устройства близко к нулю. При этом ток во вторичной цепи (как и магнитное поле в ней) будут иметь максимальную величину. Магнитное поле в первичной обмотке резко уменьшится, а её индуктивное сопротивление становится при этом минимальным.

При таком режиме ток в первичной обмотке резко возрастает (ток короткого замыкания), что представляет серьёзную угрозу для работоспособности трансформатора. Для того чтобы защитить преобразующее устройство от перегрузок, возникающих из-за КЗ, необходимо использовать специальные предохранители, устанавливаемые в его первичной или вторичной цепях. Так называемый коэффициент полезного действия или кпд трансформаторов свидетельствует об эффективности преобразования напряжения и учитывает величину потерь, которые неизбежны из-за расхода мощности на нагрев сердечника вихревыми токами, например, и т.п.

    Cтатьи из категории: Приборы и оборудование

  • Преобразование высокого напряжения для измерительных приборов

    Трансформаторы напряжения измерительные служат для преобразования высоких значений напряжения в подходящие для возможности подключения электроизмерительных приборов – вольтметров, счетчиков, ваттметров, фазометров, реле напряжения и других устройств.

  • Немного теории по асинхронным электродвигателям

    Более ста лет человечество пользуется изобретением русского инженера М. Долило-Добровольского, который, используя опыт Н.Теслы и Г.Ферариса, разработал самую популярную конструкцию электродвигателя. В 1891 г. изобретатель презентовал одновременно несколько моделей трехфазных […]

  • Обязательна ли установка УЗО в ванной

    Почему электропитание именно ванной комнаты должно осуществляться особенно тщательно? Ответ на вопрос очевиден – ванная ввиду своих небольших размеров и постоянной повышенной влажности является помещением, где поражение электрическим током более […]

  • Область применения измерительных трансформаторов тока

    Для осуществления гальванической развязки схем управления и высокого напряжения, а также возможности измерения больших величин токов и напряжений применяются измерительные трансформаторы – устройства, на одну из обмоток которых подается измеряемое […]

  • Самые надежные приемы соединения электропроводки

    Общеизвестно, что в соответствии с нормативными положениями «настольной книги электрика» (ПУЭ) допускаются следующие способы соединения электрических проводов: пайка; сварка; опрессовка; монтаж с помощью специальных зажимов.

  • Стабилизация сетевого напряжения для бытовых приборов

    К сожалению, качество услуг, поставляемых энергораспределяющими компаниями, на сегодняшний день оставляет желать лучшего, а в некоторых случаях заставляет сказать в их адрес целую тираду из слов ненормативной лексики.

  • Применение “галогенок” в быту

    Простейшая галогенная лампа относится к разряду типовых осветительных устройств и представляет собой обычную лампу накаливания, кварцевая колба которой наполнена инертным газом. В состав этого газа вводятся добавки галогенов (йода или […]

  • Многофункциональный пробник электрика

    В ходе проведения различных ремонтных и электромонтажных операций нередко возникают ситуации, связанные с необходимостью определения наличия напряжения на отдельных участках электрической цепи. Кроме того, нередки и такие случаи, когда нужно […]

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *