Какой трансформатор называется понижающим: Какой трансформатор называют повышающим и понижающим?

Повышающий и понижающий трансформатор

В быту и на производстве используется огромное количество различных электронных устройств, приборов и оборудования. Довольно часто для их нормальной эксплуатации требуется повышающий и понижающий трансформатор. Каждый из них работает на основе самоиндукции, позволяющей изменять ток в ту или иную сторону. Само название трансформатора означает изменение или преобразование. Они применяются в основном совместно с электроникой зарубежного производства, рассчитанной на токи, отличающиеся от отечественных стандартов. Кроме того, трансформаторы обеспечивают защиту электрооборудования и оптимизируют его питание, делая работу максимально эффективной.

Содержание

Функции и работа трансформаторов

В электронике трансформаторы являются незаменимыми устройствами. Однако, для их наиболее эффективной работы, необходимо хорошо представлять себе, что понижает или повышает трансформатор. В зависимости от потребностей, они повышают или, наоборот, понижают величину потенциала в цепочках с переменным током.

С появлением отличающихся трансформаторных устройств стала возможной доставка электричества на значительные дистанции. Заметно снижаются потери на проводах ЛЭП, когда переменное напряжение повышается, а ток – понижается. Это происходит на всей протяженности проводников, соединяющих электростанцию с подключенными потребителями. На каждом конце таких линий напряжения снижаются до безопасного уровня, облегчая работу используемого оборудования.

Какой трансформатор называют повышающим, а какой понижающим, и какая между ними разница

Если отвечать коротко, то прибор выдающий более высокий потенциал, в сравнении со входом, считается повышающим. Если же происходит обратный процесс, и потенциал на выходе меньше, чем на входе, такое устройство будет понижающим. В первом случае вторичная обмотка обладает большим количеством витков, чем на первичная, а во втором, наоборот, в работе применяется вторичная обмотка с меньшим количеством витков. Этим они кардинально отличаются друг от друга.

Можно ли понижающий трансформатор использовать как повышающий

Да, можно. Поскольку для перемены функций достаточно изменить схему соединения обмоток с источником потенциала и нагрузкой. Соответственно, изменится и функциональность понижающего трансформатора.

На практике, с целью повышения эффективности устройства, индуктивность всех обмоток рассчитывается для точных рабочих значений тока и напряжения. Эти показатели должны обязательно сохраняться в исходном состоянии, когда повышающий и понижающий трансформатор изменяют свои функции на противоположные.

Как определить принадлежность той или иной обмотки

Конструктивно, трансформаторы выполнены по такому принципу, что невозможно сразу определить их различия, то есть, какие провода называется и фактически являются первичной, а которые из них – вторичной обмоткой. Поэтому, чтобы не запутаться, применяется маркировка. Для высоковольтной обмотки предусмотрен символ «Н», в понижающих устройствах она служит первичной, а в повышающих – вторичной обмоткой. Обмотка с низким вольтажом маркируется символом «Х».

Для того чтобы понять особенности, отличие и принцип действия каждого из этих устройств, их следует рассмотреть более подробно.

Общее устройство и функционирование трансформаторов понижающего типа

Трансформаторы выполняют преобразование более высокого входящего напряжения в низкую характеристику напряжения на выходе, то есть позволяют понизить большие токи до требуемых значений. При необходимости такой прибор может использоваться как повышающий.

Принцип действия этих приборов определяется законом электромагнитной индукции. Стандартная конструкция состоит из двух обмоток и сердечника. Первичная обмотка соединяется с источником питания, после чего вокруг сердечника происходит генерация магнитного поля. Под его воздействием во вторичной обмотке возникает электрический ток с определенными заданными параметрами напряжения.

Выходная мощность определяется по количественному соотношению витков в каждой катушке. Изменяя этот показатель можно управлять характеристиками выходного напряжения и получать требуемый ток для бытового и промышленного оборудования.

С помощью лишь одних трансформаторов невозможно изменить частоту электрического тока. Для этого конструкция понижающего аппарата дополняется выпрямителем, изменяющим частоту тока в диапазоне требуемых значений. Современные приборы дополняются полупроводниками и интегральными схемами с конденсаторами, резисторами, микросхемами и другими компонентами. В результате, получается устройство с незначительными размерами и массой, но достаточно высоким уровнем КПД, работающее на понижение напряжения.

Такие трансформаторы функционируют очень тихо и не подвержены сильному нагреву. Мощность выходного тока может выставляться путем регулировок и отличаться в каждом случае. Все устройства нового типа оборудованы защитой от коротких замыканий.

Понижающий трансформатор отличается простой и надежной схемой, широко применяются на подстанциях между отрезками линий электропередачи. Они выполняют понижение сетевого тока с 380 до 220 вольт. Подобные устройства относятся к промышленным. Используемые в быту, отличаются более низкими мощностями. Принимая на первичную обмотку входа 220 В, они затем выдают пониженное напряжение от 12 до 42 вольт в соответствии с подключенными потребителями. Коэффициент трансформации понижающих устройств всегда ниже единицы. Для того чтобы его определить, нужно знать соотношение между количеством витков в первичной и вторичной обмотке.

Особенности повышающего трансформатора

Повышающие трансформаторные устройства, как их называют специалисты, также используются в быту и на производстве. В основном их назначение – работа по своему профилю на проходных электростанциях. Они должны повысить ток в соответствии с нормативными показателями, поскольку в процессе транспортировки происходит постепенное снижение высокого напряжения в ЛЭП. В конце пути следования электростанция с помощью повышающего трансформатора напряжение поднимается до нормативных 220 В и поставляется в бытовые сети, а 380 В – в промышленные.

Работа трансформатора повышающего типа осуществляется по следующей схеме, включающей в себя несколько этапов:

• Вначале на электростанции производится электрический ток напряжением 12 киловольт (кВ).
• Далее по ЛЭП оно поступает на повышающую подстанцию и попадает в повышающий трансформатор, преобразующий это напряжение до 400 кВ. Отсюда ток поступает в высоковольтную ЛЭП и уже по ней приходит на понижающую подстанцию, где его напряжение вновь становится 12 кВ.
• На последнем этапе ток оказывается в низковольтной линии, в конце которой установлен еще один трансформатор понижающего действия. Здесь напряжение окончательно принимает рабочее значение 220 или 380 В и в таком виде поступает в бытовую или промышленную сеть.

Принцип работы повышающего трансформатора также основан на электромагнитной индукции. Основная конструкция состоит их двух катушек с разным количеством витков и изолированного сердечника.

Низкое переменное напряжение поступает в первичную обмотку и вызывает появление магнитного поля, возрастающего при оптимально подобранном соотношении обмоток. Под его влиянием во вторичной обмотке образуется электрический ток с повышенными показателями – 220 В и более. В случае необходимости изменения частоты, в цепочку дополнительно устанавливается преобразователь, способный выдавать постоянный ток для определенных видов оборудования.

Понижающий трансформатор. Как работает, для чего нужен, схема,

Сетевые трансформаторыСетевые трансформаторы, Устройство трансформаторов4 комментария к записи Как работает понижающий трансформатор

Содержание:

Понижающий трансформатор — это обычный трансформатор который работает по тем же принципам и только нужен для преобразования определенное переменного напряжения с большого значения в меньшее.

То есть если определенному устройству необходимо напряжение 12 Вольт, а с розетки подается стандартно 220 Вольт, нужно использовать понижающий трансформатор.

назначение понижающего тр-ра

Используется понижающий трансформатор так же в различных отраслях энергетики, электротехники.

схема понижающего трансформатора с 220 В на 12 В

ТН включается параллельно нагрузке.

Как определить поинжающий трансформатор

Задача понижающего трансформатора состоит в изменении входного напряжения с заданным коэффициентом.

Как определить этот коэффициент?

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

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

Обратите внимание!

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

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

Определение коэффициента трансформации производится по формуле:

N=U1/U2.

Как уже говорилось, коэффициент трансформации определяется отношением количества витков. Это справедливо только для режимов холостого хода, когда сопротивления проводов обмоток не вносят потерь. Ток, который протекает в обмотках, создает на их сопротивлении падение напряжения, которое вычитается из ЭДС ненагруженного преобразователя.

Таким образом, при увеличении нагрузки коэффициент трансформации падает. Аналогичная ситуация возникает для обмоток, выполненных проводами различного сечения.

Например.

Имеем понижающий трансформатор с коэффициентом трансформации, равным 10, на двух вторичных обмотках, но одна из которых выполнена проводом, сечением в два раза меньше.

При одинаковых нагрузках напряжение на той обмотке, где использовался более тонкий провод, будет ниже на величину падения напряжения на сопротивлении обмоточного провода.

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

У трансформатора может быть и одна обмотка.

В таком случае он называется автотрансформатором. Обмотка в таком случае имеет как минимум три вывода. К одной из пары выводов подключается входное напряжение.

Выходное напряжение снимается с одного из входных и оставшегося свободным.

Автотрансформатор также может быть повышающим и понижающим.

автотрансформатор

В чем основное различие между повышающим и понижающим трансформатором

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

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

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

Понижающими называются трансформаторы, преобразующие ток с больших значений на меньшие – например, с 220 до 110 В.

Повышающими трансформаторами называют устройства с обратным эффектом: протекающий по ним ток за счет индукции в катушках изменяется с меньших на большие значения.

Например, повысить напряжение с 35 кВольт на 110 кВ для передачи электроэнергии на большие расстояния.

Таким образом, становится понятно, какой трансформатор нужно выбирать для тех или иных целей. Отдельно можно рассматривать регулируемые модели, в которых доступна функция быстрого переключения с повышения на повышение вольтажа. Универсальные трансформирующие приборы несколько дороже по цене, но и удобнее.

Понижающий трансформаторы часто применяют трехфазные трансформаторы для снабжения электроэнергией промышленные предприятия и жилые дома.

Маркировка понижающих трансформаторов зависит от его свойств

Основными свойствами понижающих трансформаторов являются:

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

Частота тока для разных моделей трансформаторов будет одинаковой, в отличие от других перечисленных характеристик.

Габаритные размеры и масса будут больше при повышении мощности модели. Максимальная величина мощности у промышленных образцов понижающих трансформаторов, так же как габаритные размеры и масса.

Напряжение на выходе вторичных обмоток может быть различным, и зависит от назначения прибора.

Модели трансформаторов для бытовых нужд имеют малые габариты и вес.

Их легко устанавливать и перевозить.

Например понижающий трансформатор ТАН

ТАН понижающий трансформатор

Обмотки трансформатора

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

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

Для намотки катушек применяют изолированные провода, с изоляцией каждого слоя кабельной бумагой

Проводники бывают различных форм сечения:

• Круглая.
• Прямоугольная (шина).

По способу намотки обмотки делят:

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

Применение понижающих трансформаторов заключается в их достоинствах:

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

Недостатки

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

Трансформатора 220 на 12 вольт

Без этого электротехнического устройства потребители электроэнергии не смогли бы заряжать автомобильные аккумуляторы, подключать энергосберегающие источники света.

Электротехническое изделие понижает стационарное напряжение до требуемого уровня. Прибор изготовлен на базе электромагнитной индукции.

Понижающий трансформатор с 220 на 12 вольт покупают водители, дачники, владельцы загородных домов, коттеджей для устройства внутридомовой низковольтной осветительной сети.

Продается в специализированных стационарных торговых предприятиях, интернет-магазинах.

Как подключить понижающий трансформатор

Как выбрать понижающие трансформаторы

При выборе конкретного устройства, рекомендуется воспользоваться следующими критериями выбора:

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

Видео: Понижающий трансформатор 220-110В 1500Вт . Как выбрать понижающий трансформатор

Эксплуатация и ремонт

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

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

Заземление для понижающего трансформатора является обязательным условием.

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

Чаще всего обслуживание включает в себя следующие работы:

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

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

В основном трансформаторы применяются в блоках питания.

Диагностика начинается с визуального осмотра. Первоначальная диагностика включает в себя осмотр выводов трансформатора, его катушек на предмет обугливаний, целостность магнитопровода.

Намотка и изготовление самого трансформатора с нуля — сложная задача и под силу не каждому. Поэтому за основу берется уже готовый и модернизируется путем изменения количества витков вторичной обмотки.

Основные неисправности трансформатора:

1. Обрыв выводов.
2. Повреждение магнитопровода.
3. Нарушение изоляции.
4. Сгорание при КЗ.

Найти такие трансформаторы их можно практически во всех блоках питания, которые понижают входящее напряжение с 220 Вольт до выходящего в 5-30 Вольт.

Первым делом проверяется первичная обмотка, на которую подается напряжение в 220 Вольт. Признаки неисправности первичной обмотки:

1. малейшая видимость дыма;
2. запах гари;
3. треск.

В этом случае следует сразу прекращать эксперимент.

Если же все нормально, можно переходить к измерению на вторичных обмотках. Прикасаться к ним можно только контактами тестера (щупами). Если полученные результаты меньше контрольных минимум на 20%, значит обмотка неисправна.

К сожалению, протестировать такой токовый блок можно только в тех случаях, если имеется полностью аналогичный и гарантированно рабочий блок, так как именно с него и будут собираться контрольные данные.

Можно сравнить сопротиволение обмоток известного трансформатора с справочными данными на нашем сайте — transformator220.ru.

Также следует помнить, что при работе с показателями порядка 10 Ом некоторые тестеры могут искажать результаты.

Короткое замыкание (КЗ) обмоток трансформатра

При пробитой изоляции происходит контакт между витками обмоток или на корпус. Определить эту неисправность достаточно сложно. Для этого необходимо произвести следующие действия:

1. Включить прибор в режим измерения сопротивления.
2. Один щуп должен быть на корпусе, а другой нужно присоединить к каждому выводу трансформатора поочередно.
3. Прибор должен во всех случаях прозвонок показывать бесконечность, что свидетельствует об отсутствии КЗ на корпус.
4. При любых показаниях прибора пробой на корпус существует, и нужно полностью разбирать трансформатор и даже разматывать его обмотки для выяснения причины.

Рекомендуемое Вам:

• Как проверить импульсный трансформатор тестером-мультимеитром

Что такое понижающий трансформатор?

Загрузите эту статью в формате PDF.

Трансформаторы представляют собой статические электрические устройства без движущихся частей, преобразующие электрическую мощность от одного значения напряжения и тока к другому. Частота электрического тока остается постоянной.

Трансформаторы классифицируются по их функции: повышающей или понижающей. Повышающие трансформаторы увеличивают напряжение входящего тока, а понижающие трансформаторы уменьшают напряжение входящего тока. Входящее напряжение называется первичным напряжением, а исходящий поток — вторичным.

Как правило, повышающие трансформаторы располагаются на электростанциях и повышают напряжение, поступающее от электростанции к магистральным распределительным сетям. С другой стороны, понижающие трансформаторы снижают напряжение потоков электроэнергии, поступающих на местный уровень распределения. Дальний поток сначала понижается до уровня, приемлемого для локальной раздачи, а затем снова понижается в каждом узле-потребителе (жилые дома и офисы).

Необходимость трансформаторов

При передаче электроэнергии как на большие, так и на короткие расстояния в системе возникают неотъемлемые потери. Эти потери имеют большую величину, когда ток выше (при более низком напряжении), чем при низком токе. По этой причине для передачи на большие расстояния необходимо, чтобы электричество имело высокое напряжение и малую силу тока. Однако высокое напряжение небезопасно для потребителей и не подходит для большинства электроприборов. Бытовые электроприборы обычно рассчитаны на напряжение 220 В.

Трансформаторы преобразуют электроэнергию между высоковольтным слаботоком, необходимым для распределения на большие расстояния, и низковольтным сильнотоком, необходимым для бытового использования.

Кроме того, линии электропередачи обычно изготавливаются из меди, чтобы минимизировать потери, связанные с передачей. Медь имеет самое низкое электрическое сопротивление среди всех проводящих материалов.

Применение понижающего трансформатора

Электростанции производят электроэнергию напряжением 20 кВ, которое затем повышается до 440 кВ для распределения на большие расстояния. При поступлении на местную распределительную станцию ​​напряжение снижается до 11 кВ с помощью понижающего трансформатора. Отсюда для распределения к отдельным потребителям еще один понижающий трансформатор снижает напряжение до стандартных 220 В, пригодных для использования потребителями.

Бытовое напряжение в большинстве районов составляет 220 В. Однако бытовые розетки работают при напряжении 110 или 120 В в США и соседних странах. Подключение устройства на 220 В к розетке на 110 В может повредить устройство. К счастью, недорогие переходники (рис. 1) вполне доступны для полного решения проблемы. Они продаются менее чем за 20 долларов в большинстве магазинов электроники. На многих из этих устройств европейского производства прямо указано, что их можно использовать в Соединенных Штатах.

Работа трансформатора

Трансформаторы работают по принципу взаимной индукции. Изменяющееся магнитное поле в одном витке провода индуцирует электродвижущую силу (ЭДС) в соседнем витке провода, индуктивно связанном с первым. Проще говоря, трансформатор состоит из двух катушек провода с высокой взаимной индуктивностью. Эти катушки электрически разделены, но имеют общую магнитную цепь (рис. 2).

У понижающего трансформатора вторая катушка имеет меньше витков, чем первая, что позволяет снизить напряжение в выходящем электрическом потоке.

Первичная обмотка, представляющая собой первый набор катушек, подключается к источнику переменного тока или к источнику первичного напряжения. Вторичная обмотка подключается к нагрузке или отводу вторичного напряжения, распределяя электроэнергию от трансформатора.

Переменный ток, протекающий при первичном напряжении, создает переменный магнитный поток. Это индуцирует аналогичный ток во вторичной катушке, создавая вторичное напряжение. Здесь уменьшенное количество витков во вторичной катушке эффективно снижает результирующее напряжение, следовательно, «снижает» напряжение до более низкого значения при сохранении постоянной частоты.

Обратите внимание, что при уменьшении напряжения ток увеличивается, чтобы частота оставалась постоянной. По этой причине вторичная обмотка понижающих трансформаторов обычно имеет провод для вторичной обмотки большего сечения, чем для первичной обмотки. Поскольку ток первичного напряжения мал, проводка первичной катушки не требует слишком толстого провода. И наоборот, увеличение тока, протекающего через вторичную обмотку, требует увеличения толщины провода. Если провод во вторичной обмотке слишком тонкий, он расплавится из-за накопления резистивного тепла, что приведет к катастрофическому отказу.

Изменение направления потока

Можно использовать как повышающий, так и понижающий трансформаторы в обратном направлении. Путем переключения притока и оттока направление электрического потока меняется на противоположное. Таким образом, повышающий трансформатор может выполнять функцию понижающего трансформатора и наоборот.

Вопросы производства

Трансформаторы являются дорогостоящим, но важным элементом цепочки поставок электроэнергии. Для приобретения трансформаторов необходимы большие капитальные затраты, и ожидается, что их хватит на весь прогнозируемый срок службы. Однако в действительности эти трансформаторы обычно выходят из строя примерно на полпути ожидаемого срока службы. Обмотки, переключатели ответвлений и втулки в плохом состоянии часто являются основной причиной.

Однако виноваты не только неадекватные планы обслуживания. Трансформаторы часто не соответствуют условиям их предполагаемого использования, что создает ненужную нагрузку на устройство после его использования. Несмотря на то, что трансформаторы полностью статичны и не имеют движущихся частей, сила тока, протекающего через проволочные катушки, вызывает износ самих катушек. То же самое относится к переключателям ответвлений и втулкам. Со временем целостность этих материалов нарушается либо незначительно, либо катастрофически.

Чтобы предотвратить этот преждевременный отказ, трансформаторы должны быть выбраны с осторожностью. После установки, ввод в эксплуатацию также должен быть выполнен с осторожностью. Условия эксплуатации должны тщательно контролироваться, а планы технического обслуживания должны выполняться регулярно и тщательно. При соблюдении этих условий трансформаторы, вероятно, будут обеспечивать оптимальную производительность в течение всего прогнозируемого срока службы.

Сердечник

Кроме того, будьте благоразумны при выборе марки материала, используемого для сердечника трансформатора. Хотя материал более высокого качества, как правило, дороже, он обычно обеспечивает более длительный ожидаемый срок службы. Подберите марку материала в соответствии с нормальными условиями использования и желаемым сроком службы трансформатора.

Обмотки

Тщательно выбирайте металл, используемый в обмотках трансформатора. Цель здесь состоит в том, чтобы свести к минимуму сопротивление в проводах при максимальной электрической проводимости. Медь, как правило, является лучшим выбором в этом случае, хотя обычно она дороже, чем алюминий, который является альтернативой.

В долгосрочной перспективе медь, как правило, является наиболее экономичным вариантом, поскольку она обеспечивает меньшее сопротивление электрическому току, чем альтернативные материалы. Это уменьшенное сопротивление приводит к меньшим потерям электроэнергии, повышая долгосрочную эффективность оборудования. Дополнительным преимуществом является снижение накопления тепла в системе, поскольку электрическое сопротивление генерирует тепло при использовании альтернативных материалов.

Важно понимать физическое расположение катушек. Такое расположение должно соответствовать ожидаемым условиям эксплуатации.

Изоляция

Изоляция имеет решающее значение для правильной работы трансформатора, а также для безопасности персонала на объекте. Сопоставьте это с ожидаемыми условиями эксплуатации, обеспечив оптимальный выбор изоляционного материала и конфигурации.

Заключение

Трансформаторы необходимы для эффективного функционирования национальной энергосистемы. Эти устройства позволяют преобразовывать электроэнергию с правильным соотношением напряжения к току как для передачи на большие расстояния, так и для местного распределения. Из-за их стоимости трансформатор следует выбирать с осторожностью. Правильная эксплуатация и надлежащее техническое обслуживание продлевают ожидаемый срок службы трансформаторного блока.

Киран Даваре — младший инженер-электрик в компании Nicore India Pvt. ООО

Понижающий трансформатор | Схема, работа, приложения, часто задаваемые вопросы

— Реклама —

Понижающий трансформатор — это электрическое устройство, которое снижает напряжение источника переменного тока (AC). Он состоит из первичной обмотки, вторичной обмотки и стального сердечника. Когда на первичную обмотку подается переменное напряжение, оно создает флуктуирующее магнитное поле в железном сердечнике. Затем это магнитное поле индуцирует напряжение во вторичной обмотке, но с более низким уровнем напряжения, чем в первичной обмотке.

Трансформатор работает по принципу взаимной индукции, также известному как закон электромагнитной индукции Фарадея, согласно которому величина напряжения прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока.

Чтобы получить более полное представление о характеристиках трансформатора, давайте разберемся в его основах.

Взаимная индукция

— Реклама —

Это означает, что ток индуцируется в катушке, когда она проходит вблизи катушки с током, имеющей переменный магнитный поток. Этот индуцированный ток прямо пропорционален скорости изменения тока. Узнайте больше о взаимной индукции.

Закон Фарадея

Согласно закону Фарадея любое изменение магнитного поля вблизи катушки или проводника приводит к возникновению электродвижущей силы (ЭДС), которая индуцируется внутри катушки из-за изменения магнитного потока.

Конструкция трансформатора

Трансформатор состоит из следующих основных частей:

Сердечник

Катушки, намотанные на определенный материал, вместе образуют сердечник трансформатора. Эти сердечники изготовлены из материала с очень высокой проницаемостью, способного выдерживать флюс. Сердечник трансформатора действует как путь или канал для легкого прохождения магнитного потока. Эти сердечники изготовлены из ферромагнитных материалов с высокой проницаемостью, таких как железо.

В трансформаторах мы используем тонкие листы металлического железа вместо одного цельного сердечника, потому что один сплошной сердечник вызывает большее образование вихревых токов, что снижает эффективность трансформатора.

Обмотка

Трансформаторы напряжения намотаны проводами, называемыми катушками. Здесь мы используем провода с меньшим сопротивлением и хорошей проводимостью, что необходимо для получения хорошего КПД трансформатора. Как правило, медь используется в обмотке трансформатора, так как она имеет хорошую электропроводность и очень низкое сопротивление по сравнению с другими. Это также не дорого, как золото, серебро и платина.

Работа трансформатора

Работа трансформатора основана на принципе взаимной индукции. Таким образом, при изменении тока одной катушки электрический ток также индуцируется в другой катушке, находящейся рядом с ней.

Каждый трансформатор состоит из двух катушек или обмоток: первичной и вторичной. Первичная обмотка подключена к источнику переменного тока, а вторичная к нагрузке. При подаче переменного тока на первичную обмотку катушки возникает магнитный поток. Через сердечник трансформатора магнитное поле завершает свой путь. Когда вторичная обмотка соприкасается с этим магнитным потоком, на ней индуцируется ЭДС. Сила создаваемой ЭДС зависит от количества витков в обмотке вторичной катушки.

  N1>N2  

где, N1 = количество витков в 1-й катушке

N2 = количество витков во 2-й катушке

Соотношение между напряжением и количеством витков в катушке:

  Vp/Vs = Np/Ns  

, где Vp = напряжение в первичной обмотке

Vs = напряжение во вторичной обмотке

Np = количество витков в первичной обмотке

Ns = количество витков во вторичной обмотке

Понижающий трансформатор

Что такое понижающий трансформатор?

Трансформатор, имеющий большее число витков в первичной обмотке и меньшее во вторичной обмотке, называется понижающим трансформатором. Итак, как видно из предыдущего уравнения для связи между числом витков в обмотке и напряжением, если число витков в первичной обмотке больше, чем число витков во вторичной, то ЭДС, создаваемая во вторичной обмотке, меньше, чем первичный ввод.

Следовательно, мы получаем более низкое напряжение во вторичной обмотке понижающего трансформатора напряжения. Как следует из названия, понижающий трансформатор используется для преобразования мощности более высокого напряжения в мощность более низкого напряжения.

Формула понижающего трансформатора

Теперь давайте разберем описанный выше процесс на примере.

Предположим, у нас есть источник переменного тока, который может производить 210 В.

Если мы используем трансформатор, имеющий Np (число витков в первичной обмотке) = 20000,

И Ns (количество витков во вторичной обмотке) = 100,

Тогда Vs (напряжение на вторичной обмотке) определяется как-

  Vs = (Vp * Ns)/Np  

Поместите приведенные выше значения в это уравнение рассчитать напряжение на вторичной обмотке. Я оставил эту работу для вас. Укажите правильное значение в комментариях.

Типы понижающих трансформаторов

1. Однофазные понижающие трансформаторы
2. Понижающие трансформаторы центральной фазы
3. Понижающие трансформаторы с несколькими ответвлениями

Применение понижающего трансформатора

Понижающие трансформаторы используются в адаптерах питания и выпрямителях для эффективного снижения напряжения.

Они также используются в электронных SMPS.

Другие области применения включают:

• Линии электропередач
• Сварочные аппараты
• Стабилизаторы и инверторы напряжения

Преимущества понижающих трансформаторов

• Понижающие трансформаторы очень эффективны и могут обеспечить требуемую мощность с КПД до 99 процентов.
• Мы можем легко получить желаемое выходное напряжение без больших потерь мощности.
• Они дешевле и надежнее.
• Их можно использовать для подачи больших токов и низких напряжений.

Некоторые общие вопросы о понижающем трансформаторе

Q1. Можно ли использовать понижающие трансформаторы для повышения напряжения?

Нет, понижающие трансформаторы предназначены для снижения напряжения сети переменного тока. Чтобы увеличить напряжение источника переменного тока, вам потребуется использовать повышающий трансформатор.

Q2. Как рассчитать выходное напряжение понижающего трансформатора?

Выходное напряжение понижающего трансформатора можно рассчитать по следующей формуле: V_выход = V_вход * (N_вторичный / N_первичный)

Где V_выход — выходное напряжение, V_вход — входное напряжение, N_вторичный — число витков во вторичной обмотке, а N_primary — число витков в первичной обмотке.

Q3. Как выбрать подходящий размер понижающего трансформатора?

Размер понижающего трансформатора, подходящего для конкретного применения, зависит от требований к напряжению и току нагрузки (т. е. устройства или устройств, которые будет питать трансформатор).

Вам необходимо знать номинальные значения напряжения и тока нагрузки и выбрать трансформатор с номинальным напряжением первичной обмотки, превышающим напряжение питания, и номинальным напряжением вторичной обмотки, равным или превышающим напряжение нагрузки.

Номинальный ток трансформатора должен быть равен или превышать ток нагрузки. Важно выбрать трансформатор подходящего размера, чтобы избежать перегрузки или повреждения трансформатора или нагрузки.

Q4. Как подключить понижающий трансформатор?

Понижающие трансформаторы обычно подключаются по схеме треугольник или звезда. В конфигурации треугольника первичная и вторичная обмотки соединены по треугольной схеме. В схеме «звезда» первичная и вторичная обмотки соединены Y-образно. Конкретный метод подключения будет зависеть от трансформатора и области применения. При подключении понижающего трансформатора важно следовать инструкциям производителя.

Q5. Как проверить понижающий трансформатор?

Существует несколько способов проверки понижающего трансформатора:

• Испытание на разомкнутую цепь: В этом испытании измеряется напряжение первичной обмотки при разомкнутой вторичной обмотке.
• Тест короткого замыкания: Этот тест измеряет ток первичной обмотки при коротком замыкании вторичной обмотки.
• Тест под нагрузкой: Этот тест измеряет напряжение и ток первичной и вторичной обмоток с нагрузкой, подключенной к вторичной обмотке.
• Испытание на повышение температуры: В этом испытании измеряется повышение температуры трансформатора в условиях нагрузки, чтобы убедиться, что он работает в безопасных пределах.

Q6. Какие факторы могут повлиять на работу понижающего трансформатора?

Некоторые факторы, которые могут повлиять на работу понижающего трансформатора, включают:

• Качество материалов, используемых в трансформаторе
• Конструкция трансформатора
• Нагрузка на трансформатор
• Частота и напряжение сети переменного тока
• Температура окружающей среды и влажность
• Наличие внешних электромагнитных помех (ЭМП)

Q7. Каковы некоторые распространенные проблемы с понижающими трансформаторами и как их можно решить?

Некоторые распространенные проблемы с понижающими трансформаторами включают:

• Перегрев: это может быть вызвано перегрузкой трансформатора, использованием его на частотах, превышающих номинальные, или эксплуатацией при высоких температурах окружающей среды.