Elektromagnetické statické zariadenia sa používajú na vytváranie a aplikáciu magnetického poľa. Existuje veľa prípadov, prečo je potrebný transformátor v elektronike, elektrických obvodoch a rádiotechnike. Zariadenie je vybavené indukčnými vinutiami prepojenými na magnetickom jadre. Sieť prispieva k vzniku striedavého poľa a transformátor pomocou elektromagnetickej indukcie dáva aktuálne konštantné hodnoty bez zmeny frekvencie.
Obsah
Definícia a účel
Na napájanie zariadení sú potrebné napätia rôznych charakteristík. Transformátor je konštrukcia na využitie indukčnej práce magnetického poľa. Páskové alebo drôtené cievky spojené spoločným tokom znižujú alebo zvyšujú napätie. Televízor používa 5 V na prevádzku tranzistorov a mikroobvodov, výkon kineskopu vyžaduje niekoľko kilovoltov pri použití kaskádového generátora.
Izolované vinutia sú umiestnené na jadre zo spontánne magnetizovaného materiálu s určitou hodnotou napätia. Staršie jednotky využívali existujúcu sieťovú frekvenciu okolo 60 Hz. V moderných napájacích obvodoch pre elektrické spotrebiče sa používajú impulzné transformátory s vysokou frekvenciou. Striedavé napätie je usmernené a prevedené pomocou generátora na hodnotu s určenými parametrami.
Napätie je stabilizované vďaka riadiacej jednotke s pulzno-šírkovou moduláciou. Vysokofrekvenčné impulzy sa prenášajú do transformátora, na výstupe sa získa stabilný výkon. Masívnosť a ťažkosť zariadení minulých rokov je nahradená ľahkosťou a malými rozmermi. Lineárne indikátory jednotky sú úmerné výkonu v pomere 1: 4, na zmenšenie rozmerov zariadenia sa frekvencia prúdu zvyšuje.
Masívne zariadenia sa používajú v napájacích obvodoch, ak je potrebné vytvoriť minimálnu úroveň rozptylu vysokofrekvenčného rušenia, napríklad pri poskytovaní vysokokvalitného zvuku.
Zariadenie a princíp činnosti
Výrobca volí základné pravidlá pre prevádzku jednotky, ale to nemá vplyv na spoľahlivosť prevádzky. Koncepty sa líšia vo výrobnom procese. Princíp činnosti transformátora je založený na dvoch ustanoveniach:
- meniaci sa pohyb smerových nosičov náboja vytvára striedavé magnetické silové pole;
- vplyv na tok energie prenášaný cez cievku vytvára elektromotorickú silu a indukciu.
Zariadenie sa skladá z nasledujúcich častí:
- magnetický obvod (jadro);
- cievka alebo vinutie;
- základ pre umiestnenie zákrut;
- izolačný materiál;
- chladiaci systém;
- ďalšie prvky upevnenia, prístupu, ochrany.
Prevádzka transformátora sa vykonáva podľa typu konštrukcie a kombinácie jadra a vinutia.V tyčovom type je vodič uzavretý vo vinutí, je ťažké ho vidieť. Viditeľné sú cievky špirály, vidno vrch a spodok jadra, os je zvislá. Materiál, z ktorého cievka pozostáva, musí dobre viesť elektrický prúd.
V obrnených výrobkoch tyč skrýva väčšinu otáčok, je umiestnená horizontálne alebo vertikálne. Toroidný dizajn transformátorov umožňuje umiestnenie dvoch nezávislých vinutí na magnetickom obvode bez elektrického spojenia medzi nimi.
Magnetický systém
Je vyrobený z legovanej transformátorovej ocele, feritu, permalloy pri zachovaní geometrického tvaru na vytvorenie magnetického poľa jednotky. Vodič je konštruovaný z dosiek, stúh, podkov, je vyrobený na lise. Časť, na ktorej je umiestnené vinutie, sa nazýva tyč. Jarmo je prvok bez zákrut, ktorý dopĺňa obvod.
Princíp činnosti transformátora závisí od usporiadania stojanov, čo sa deje:
- ploché - osi strmeňov a jadier sú v rovnakej rovine;
- priestorové - pozdĺžne prvky sú usporiadané v rôznych povrchoch;
- symetrické - vodiče rovnakého tvaru, veľkosti a konštrukcie sú umiestnené ku všetkým jarmám podobne ako ostatné;
- asymetrické - jednotlivé regály sa líšia vzhľadom, rozmermi a sú umiestnené v rôznych polohách.
Ak sa predpokladá, že jednosmerný prúd preteká vinutím, ktoré sa nazýva primárne, potom sa magnetický drôt otvorí. V ostatných prípadoch je jadro uzavreté, slúži na uzavretie elektrického vedenia.
vinutia
Vyrábajú sa vo forme sady závitov usporiadaných na štvorcových vodičoch.Tvar sa používa na efektívnu prácu a zvýšenie faktora plnenia v okne magnetického obvodu. Ak je potrebné zväčšiť prierez jadra, potom je vyrobený vo forme dvoch paralelných prvkov, aby sa znížil výskyt vírivých prúdov. Každý takýto vodič sa nazýva obytný.
Tyč je zabalená v papieri, pokrytá emailovým lakom. Niekedy sú dve paralelne usporiadané žily uzavreté v spoločnej izolácii, súbor sa nazýva kábel. Vinutia sa rozlišujú podľa účelu:
- hlavné - je im dodávaný striedavý prúd, vychádza premenený elektrický prúd;
- regulačné - poskytujú odbočky na transformáciu napätia pri nízkej intenzite prúdu;
- pomocné - slúžia na napájanie ich siete výkonom menším ako je nominálna hodnota transformátora a predpätie obvodu jednosmerným prúdom.
Spôsoby balenia:
- bežné vinutie - zákruty sa robia v smere osi po celej dĺžke vodiča, následné závity sú navinuté tesne, bez medzier;
- skrutkové navíjanie - viacvrstvové balenie s medzerami medzi krúžkami alebo približovaním sa k susedným prvkom;
- navíjanie disku - špirálový rad sa vykonáva postupne, v kruhu, balenie sa vykonáva v radiálnom poradí vo vnútornom a vonkajšom smere;
- fóliová špirála je umiestnená z hliníkového a medeného širokého plechu, ktorého hrúbka sa pohybuje medzi 0,1-2 mm.
dohovorov
Na uľahčenie čítania schémy transformátora existujú špeciálne značky. Jadro je nakreslené hrubou čiarou, číslo 1 znázorňuje primárne vinutie, sekundárne závity sú označené číslami 2 a 3.
V niektorých schémach má línia jadra podobnú hrúbku ako línia baliacich polkruhov. Označenie materiálu tyče je odlišné:
- feritový magnetický obvod je nakreslený hrubou čiarou;
- oceľové jadro s magnetickou medzerou je nakreslené tenkou čiarou s medzerou v strede;
- os zmagnetizovaného dielektrika je naznačená tenkou bodkovanou čiarou;
- medená tyč má v diagrame vzhľad úzkej čiary so symbolom materiálu podľa periodickej tabuľky.
Tučné bodky slúžia na zvýraznenie výstupu cievky, označenie okamžitá indukcia je rovnaké. Používa sa na označenie medziľahlých jednotiek v kaskádových generátoroch na označenie protifázy. Ak chcete pri montáži nastaviť polaritu a smer vinutia, vložte bodky. Počet závitov v primárnom vinutí je určený podmienene, rovnako ako počet polkruhov nie je štandardizovaný, existuje proporcionalita, ale nie je prísne dodržaná.
Hlavné charakteristiky
Režim nečinnosti sa používa, keď je sekundárny obvod transformátora otvorený, nie je v ňom žiadne napätie. Prúd prechádza primárnym vinutím, dochádza k reaktívnej magnetizácii. Pomocou práce naprázdno sa zisťuje účinnosť, rýchlosť transformácie a strata v jadre.
Prevádzkou pod záťažou sa rozumie pripojenie zdroja energie k primárnemu okruhu, kde tečie celkový prevádzkový a voľnobeh. Záťaž je pripojená k sekundárnemu obvodu transformátora. Tento režim je bežný.
Fáza skratu nastáva, ak je odpor sekundárnej cievky jedinou záťažou. V tomto režime sa zisťujú tepelné straty špirály v okruhu.Parametre transformátora sa berú do úvahy v systéme náhrady zariadenia nastavením odporu.
Pomer spotrebovaného a výstupného výkonu určuje účinnosť transformátora.
Oblasť použitia
Domáce spotrebiče majú kontakt so zemou cez neutrálny vodič. Súčasný kontakt prúdového spotrebiteľa fázy a neutrálneho obvodu vedie k uzavretiu obvodu a zraneniu. Pripojenie cez oddeľovací transformátor umožňuje chrániť osobu, pretože sekundárne vinutie neprichádza do kontaktu so zemou.
Pulzné jednotky sa používajú pri prenose pravouhlého tlaku a transformácii krátkych signálov pri zaťažení. Na výstupe sa mení polarita a amplitúda prúdu, ale napätie zostáva nezmenené.
Jednosmerné meracie zariadenie je magnetický zosilňovač. Smerový pohyb elektrónov s nízkym výkonom pomáha meniť striedavé napätie. Usmerňovač dodáva konštantnú energiu a závisí od hodnôt vstupnej elektriny.
Pohonné jednotky sú široko používané v generátoroch malého prúdu, výkon, ukazovatele v dieselových motoroch sú priemerné. Transformátory sú namontované v sérii so záťažou, zariadenie je pripojené k zdroju primárnym vinutím, sekundárny okruh vyrába premenenú energiu. Hodnota výstupného prúdu je priamo úmerná zaťaženiu. Zariadenie s 3 magnetickými tyčami sa používa, ak je generátor trojfázový.
Invertujúce jednotky majú tranzistory s rovnakou vodivosťou a zosilňujú len časť signálu na výstupe. Pre úplnú konverziu napätia sa na oba tranzistory aplikuje impulz.
Zodpovedajúce zariadenie sa používa na pripojenie elektronických zariadení s vysokým odporom na vstupe a výstupe záťaže s nízkou rýchlosťou prenosu elektriny. Jednotky sú užitočné vo vysokofrekvenčných vedeniach, kde rozdiel vo veľkosti vedie k stratám energie.
Typy transformátorov
Klasifikácia transformátorov závisí od menovitej hodnoty prúdu v primárnom a sekundárnom okruhu. U bežných druhov je indikátor v rozmedzí 1-5 A.
Oddeľovacia jednotka neumožňuje spojenie oboch špirál. Zariadenie zabezpečuje galvanické oddelenie, t.j. prenos impulzu bezkontaktným spôsobom. Bez neho je prúd tečúci medzi obvodmi obmedzený len odporom, ktorý sa kvôli malej hodnote neberie do úvahy.
Prispôsobovací transformátor zaisťuje, že rôzne hodnoty odporu sú prispôsobené, aby sa minimalizovalo skreslenie výstupného tvaru vlny. Slúži na organizáciu galvanického oddelenia.
Predtým, ako zistia, čo sú výkonové transformátory, poznamenávajú, že sa vyrábajú na prácu s vysokovýkonnými sieťami. Zariadenia na striedavý prúd menia energetickú náročnosť v prijímacích inštaláciách a pracujú na miestach s veľkou kapacitou a rýchlosťou zmeny elektriny.
Rotačný transformátor by sa nemal zamieňať s rotačným zariadením, strojom na premenu uhla natočenia na obvodové napätie, kde účinnosť závisí od rýchlosti otáčania. Zariadenie vysiela elektrický impulz do pohyblivých častí zariadenia, napríklad do hlavy videorekordéra. Dvojité jadro so samostatnými vinutiami, z ktorých jedno sa otáča okolo druhého.
Olejová jednotka využíva chladenie cievky špeciálnym transformátorovým olejom.Majú uzavretý okruh. Na rozdiel od druhov vzduchu môžu interagovať s vysokovýkonnými sieťami.
Zváracie transformátory na optimalizáciu výkonu zariadenia, zníženie napätia a generovanie vysokofrekvenčného prúdu. Je to spôsobené zmenou indukčnej reaktancie alebo voľnobehu. Kroková regulácia sa vykonáva usporiadaním elektrického vinutia na vodičoch.
