Skirtingi transformatorių tipai ir jų pritaikymas

Transformatorius yra plačiai naudojamas prietaisas elektros ir elektronikos srityje. Tai elektromagnetinis įtaisas, kuris vadovaujasi pagrindiniu Michaelo Faraday atrastu elektromagnetizmo principu. Apie transformatorių konstrukciją ir veikimą išsamiai aptarėme ankstesnėje pamokoje. Čia apimsime skirtingus transformatorių tipus, naudojamus skirtingose programose. Visų tipų transformatoriai laikosi tų pačių principų, tačiau jų konstrukcijos metodas skiriasi. Truputį pasistengę, jūs taip pat galite sukurti savo transformatorių, tačiau statant transformatorių, visada reikia laikytis transformatorių apsaugos būdų.

Transformatorių tipai pagal įtampos lygį

Transformatorius gali būti kelių tipų. Transformatorius neturi elektros jungties iš vienos pusės į kitą; vis tiek dvi elektriškai nepriklausomos ritės gali praleisti elektrą elektromagnetiniu srautu. Transformatorius gali turėti keletą ritinių arba apvijų pirminėje, taip pat antrinėje pusėje. Keliais atvejais kelios pagrindinės pusės, kai dvi ritės yra sujungtos nuosekliai, dažnai vadinamos centruojamomis. Ši sąlyga, paspaudus centrą, taip pat gali būti matoma antrinėje pusėje.

Transformatoriai gali būti sukonstruoti taip, kad galėtų paversti pirminės pusės įtampos lygį antrine puse. Priklausomai nuo įtampos lygio, transformatorius turi tris kategorijas. Žingsnis žemyn, žingsnis aukštyn ir izoliacijos transformatorius. Izoliacinio transformatoriaus įtampos lygis abiejose pusėse yra vienodas.

1. Transformatorius žemyn

„Trans down“ transformatorius naudojamas tiek elektronikos, tiek elektros srityse. Pakopinis transformatorius pirminio įtampos lygį paverčia mažesne įtampa per antrinę išvestį. Tai pasiekiama pirminių ir antrinių apvijų santykiu. Žemesniame transformatoriuje apvijų skaičius yra didesnis visoje pirminėje pusėje nei antrinėje pusėje. Todėl bendras pirminės ir antrinės apvijų santykis visada išlieka didesnis nei 1.

Elektronikoje daugelis programų veikia 5 V, 6 V, 9 V, 12 V, 24 V arba kai kuriais atvejais 48 V įtampos. Norint konvertuoti vienos fazės maitinimo lizdo įtampą 230V AC į norimą žemos įtampos lygį, reikalingi „Step Down“ transformatoriai. Prietaisuose, kaip ir daugelyje elektrinių tipų, „Power-down“ transformatorius yra pagrindinis „Power“ skyriaus reikalavimas. Jie taip pat naudojami maitinimo adapteriuose ir mobiliųjų telefonų įkroviklių grandinėse.

Be elektros, žingsnis žemyn transformatorius yra naudojami elektros paskirstymo sistemą, kuri dirba labai aukštos įtampos užtikrinti mažą nuostolį ir rentabilus sprendimas tolimojo galia pristatymo reikalavimus. Norėdami konvertuoti aukštą įtampą į žemos įtampos maitinimo liniją, naudojamas „Down down“ transformatorius.

2. Pakeliamas transformatorius

„Step Up“ transformatorius yra visiškai priešingas „down-down“ transformatoriui. Pakelkite transformatorių padidinkite žemą pirminę įtampą iki aukštos antrinės įtampos. Vėlgi, tai pasiekiama pirminės ir antrinės apvijos santykio santykiu. „Step Up“ transformatoriui pirminės apvijos ir antrinės apvijos santykis išlieka mažesnis nei 1. Tai reiškia, kad antrinės apvijos posūkių skaičius yra didesnis nei pirminės apvijos.

Elektronikoje pakelkite transformatorius, dažnai naudojamus stabilizatoriuose, inverteriuose ir pan., Kai žema įtampa paverčiama daug didesne.

Elektros paskirstyme taip pat naudojamas pakopinis transformatorius. Aukštos įtampos reikia naudoti su energijos paskirstymu. Tinkle naudojamas pakeliamasis transformatorius, siekiant padidinti įtampos lygį prieš paskirstymą.

3. Izoliacijos transformatorius

Izoliacinis transformatorius nekonvertuoja jokių įtampos lygių. Izoliacinio transformatoriaus pirminė ir antrinė įtampa visada išlieka ta pati. Taip yra todėl, kad pirminės ir antrinės apvijos santykis visada yra lygus 1. Tai reiškia, kad pirminio ir antrinio apvijos posūkių skaičius yra vienodas izoliuojančiame transformatoriuje.

Izoliacinis transformatorius naudojamas pirminiam ir antriniam izoliuoti. Kaip jau buvo aptarta anksčiau, transformatorius neturi jokių elektros jungčių tarp pirminio ir antrinio, jis taip pat naudojamas kaip izoliacinis barjeras, kai laidumas vyksta tik su magnetiniu srautu. Jis naudojamas saugos tikslais ir panaikinti triukšmo perkėlimą iš pirminio į antrinį ar atvirkščiai.

Transformatorių tipai, pagrįsti pagrindine medžiaga

Transformatorius perduoda energiją, vykdydamas elektromagnetinį srautą per pagrindinę medžiagą. Skirtingos pagrindinės medžiagos sukuria skirtingą srauto tankį. Priklausomai nuo pagrindinių medžiagų, energijos ir elektronikos srityje naudojami keli transformatorių tipai.

1. Geležies šerdies transformatorius

Geležies šerdies transformatoriuje naudojamos kelios minkštos geležies plokštės kaip pagrindinė medžiaga. Dėl puikių geležies magnetinių savybių geležies šerdies transformatoriaus srauto ryšys yra labai didelis. Taigi geležies šerdies transformatoriaus efektyvumas taip pat yra didelis.

Minkštos geležies šerdies plokštės gali būti įvairių formų ir dydžių. Pagrindinės ir antrinės žaizdos ritės arba suvyniotos ant ritės formuotojo. Po to ritės formatorius montuojamas į minkštos geležies šerdies plokštes. Atsižvelgiant į šerdies dydį ir formas, rinkoje yra įvairių tipų šerdies plokščių. Nedaug įprastų formų yra E, I, U, L ir kt. Geležinės plokštės yra plonos, o kelios plokštės yra sujungtos, kad sudarytų tikrąją šerdį. Pavyzdžiui, E tipo šerdys yra pagamintos iš plonų plokščių su E raidės išvaizda.

Geležies šerdies transformatoriai yra plačiai naudojami ir paprastai yra sunkesni svorio ir formos.

2. Feritinio šerdies transformatorius

Ferito šerdies transformatorius naudoja ferito šerdį dėl didelio magnetinio pralaidumo. Šio tipo transformatoriai siūlo labai mažus nuostolius aukšto dažnio programose. Dėl to ferito šerdies transformatoriai naudojami aukšto dažnio programose, tokiose kaip jungiklio režimo maitinimas (SMPS), susijusios su radijo bangomis ir kt.

Feritiniai branduolių transformatoriai taip pat siūlo skirtingo tipo formas, dydžius, atsižvelgiant į taikymo reikalavimus. Jis daugiausia naudojamas elektronikoje, o ne elektrinėje programoje. Dažniausia ferito šerdies transformatoriaus forma yra E šerdis.

3. Toroidinis šerdies transformatorius

Toroidiniame šerdies transformatoriuje naudojama toroido formos šerdies medžiaga, tokia kaip geležies šerdis arba ferito šerdis. Toroidai yra žiedo arba spurgos formos šerdies medžiaga ir plačiai naudojami siekiant geresnių elektrinių savybių. Dėl žiedo formos nuotėkio induktyvumas yra labai mažas ir siūlo labai aukštus induktyvumo ir Q koeficientus. Apvijos yra gana trumpos, o svoris yra daug mažesnis nei tradicinių, tos pačios kategorijos transformatorių.

4. Oro šerdies transformatorius

Oro šerdies transformatorius nenaudoja jokios fizinės magnetinės šerdies kaip pagrindinės medžiagos. Oro šerdies transformatoriaus srauto sujungimas atliekamas tik naudojant orą.

Oro šerdies transformatoriuje pirminė ritė tiekiama kintama srove, kuri aplink ją sukuria elektromagnetinį lauką. Kai antrinė ritė dedama į magnetinio lauko vidų, kaip numatyta Faradėjaus indukcijos dėsnyje, antrinė ritė indukuojama magnetiniu lauku, kuris toliau naudojamas apkrovai.

Tačiau oro šerdies transformatorius sukuria mažą tarpusavio induktyvumą, palyginti su fizine šerdies medžiaga, tokia kaip geležis arba ferito šerdis.

Jis naudojamas nešiojamojoje elektronikoje, taip pat su radijo dažniu susijusiose programose. Dėl to, kad nėra fizinės pagrindinės medžiagos, ji yra labai lengva pagal svorį. Tinkamai sureguliuotas oro šerdies transformatorius taip pat naudojamas belaidžio įkrovimo sprendimuose, kai pirminės apvijos yra sukonstruotos įkroviklio viduje, o antrinės apvijos - tikslinio prietaiso viduje.

Transformatorių tipai, pagrįsti vyniojimo išdėstymu

Transformatorių galima klasifikuoti pagal apvijų užsakymus. Vienas iš populiariausių tipų yra automatiniai vyniojami transformatoriai.

Automatinis apvijos transformatorius

Iki šiol pirminė ir antrinė apvijos yra fiksuotos, tačiau esant automatiniam apvijos transformatoriui, pirminę ir antrinę ritę galima sujungti nuosekliai, o centrinis bakstelėtas mazgas yra judamas. Atsižvelgiant į centrinę bakstelėjimo padėtį, antrinė įtampa gali būti keičiama.

„Auto“ nėra trumpa „Automatic“ forma; greičiau tai pranešti apie save arba vieną ritę. Ši ritė sudaro santykį, kurį sudaro dvi dalys: pirminė ir antrinė. Centrinio čiaupo mazgo padėtis nustato pirminį ir antrinį santykį, tokiu būdu keičiant išėjimo įtampą.

Dažniausiai naudojamas „V ARIAC“ - instrumentas kintamajai kintamajai srovei gaminti iš pastovios kintamosios srovės įėjimo. Jis taip pat naudojamas su energijos perdavimu ir paskirstymu susijusiose programose, kur reikia dažnai keisti aukštos įtampos linijas.

Transformatorių tipai, pagrįsti naudojimu

Taip pat yra keletas transformatorių tipų, kurie veikia tam tikroje srityje. Tiek elektronikos, tiek elektros sektoriuose, keli dedikuoti transformatoriai naudojami kaip laipsniškas arba aukštesnis transformatorius, atsižvelgiant į taikymo sritį. Taigi, transformatoriai gali būti klasifikuojami žemiau, atsižvelgiant į naudojimą:

1. Galios domenas

Galios transformatorius
Matavimo transformatorius
Paskirstymo transformatorius

2. Elektronikos sritis

Impulsinis transformatorius
Garso išvesties transformatorius

1. Transformatoriai, naudojami „Power“ srityje

„Electric“ srityje „Power“ sritis susijusi su energijos gamyba, matavimais ir paskirstymu. Tačiau tai yra labai didelis laukas, kuriame transformatoriai yra esminė dalis norint užtikrinti saugų energijos keitimą ir sėkmingą energijos tiekimą pastotei ir galutiniams vartotojams.

Transformatoriai, naudojami energijos srityje, gali būti tiek lauke, tiek viduje, bet dažniausiai lauke.

a) galios transformatorius

Elektros transformatoriai yra didesnio dydžio ir naudojami energijai perduoti į pastotę ar viešąjį elektros tiekimą. Šis transformatorius veikia kaip tiltas tarp elektros generatoriaus ir pirminio paskirstymo tinklo. Priklausomai nuo galingumo ir specifikacijos, galios transformatorius galima toliau skirstyti į tris kategorijas: mažo galios transformatorių, vidutinės galios transformatorių ir didelių galios transformatorių. Reitingas gali būti didesnis nei 30KVA iki 500-700KVA, arba kai kuriais atvejais mažo vardinio galios transformatoriaus gali būti lygus 7000KVA arba didesnis. Vidutinės galios transformatorius gali būti iki 50-100 MVA, o dideli vardiniai galios transformatoriai gali valdyti daugiau nei 100MVA.

Dėl labai didelės elektros energijos gamybos galios transformatoriaus konstrukcija taip pat yra kritinė. Konstrukcija apima tvirtus izoliacinius periferinius įrenginius ir gerai subalansuotą aušinimo sistemą. Dažniausiai galios transformatoriai užpildomi alyvomis.

Pagrindinis galios transformatoriaus principas yra žemos įtampos aukštos srovės pavertimas aukštos įtampos maža srove. Tai reikalinga siekiant sumažinti energijos nuostolius energijos paskirstymo sistemoje.

Kitas svarbus maitinimo transformatoriaus parametras yra fazių prieinamumas. Paprastai maitinimo transformatoriai veikia trifazėje sistemoje, tačiau kai kuriais atvejais taip pat naudojami vienfaziai mažos galios transformatoriai. Trifaziai maitinimo transformatoriai yra brangiausi ir efektyviausi nei vienfaziai galios transformatoriai.

b) matavimo transformatorius

Matavimo transformatorius dažnai vadinamas prietaisų transformatoriumi. Tai dar viena dažnai naudojama matavimo priemonė galios srityje. Matavimo transformatorius naudojamas pagrindinei galiai izoliuoti ir srovei ir įtampai paversti mažesniu santykiu su jo antrine išvestimi. Matuojant išėjimą galima išmatuoti faktinės elektros linijos fazę, srovę ir įtampą.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta srovės transformatoriaus konstrukcija.

c) paskirstymo transformatorius

Tai naudojama paskutiniame energijos paskirstymo sistemos etape. Skirstomieji transformatoriai yra pakopinis transformatorius, kuris aukšto tinklo įtampą paverčia galutiniam vartotojui reikalinga 110 V arba 230 V įtampa. Tai taip pat gali būti vienos fazės arba trijų fazių.

Skirstomieji transformatoriai gali būti mažesnės formos, taip pat didesni, atsižvelgiant į konversijos pajėgumus ar įvertinimus.

Skirstomieji transformatoriai gali būti toliau skirstomi į kategorijas pagal izoliacijos tipą, kurį jis naudoja. Tai gali būti sausas arba panardintas į skystį. Jis pagamintas naudojant laminuotas plieno plokštes, dažniausiai pagamintas C formos, kaip pagrindinę medžiagą.

Paskirstymo transformatorius taip pat turi skirtingą klasifikaciją pagal vietą, kurioje jis naudojamas. Transformatorius gali būti sumontuotas ant komunalinio poliaus, jei taip, jis vadinamas stulpais sumontuotais paskirstymo transformatoriais. Jis gali būti dedamas į požeminės kameros vidų, sumontuotas ant betoninės trinkelės (ant kaladėlių sumontuoto paskirstymo transformatoriaus) arba uždaros plieninės dėžės viduje.

Paprastai paskirstymo transformatorių reitingas yra mažesnis nei 200kVA.

2. Transformatorius, naudojamas elektronikos srityje

Elektronikoje naudojami įvairūs maži miniatiūriniai transformatoriai, kurie gali būti montuojami ant plokštės arba tvirtinami mažo gaminio gaubte.

a) impulsinis transformatorius

Impulsiniai transformatoriai yra vienas iš dažniausiai naudojamų PCB montuojamų transformatorių, kurie gamina pastovios amplitudės impulsus. Jis naudojamas įvairiose skaitmeninėse grandinėse, kur reikia pulso generavimo izoliuotoje aplinkoje. Todėl impulsiniai transformatoriai išskiria pirminį ir antrinį ir paskirsto pirminius impulsus į antrinę grandinę, dažnai skaitmeninius loginius vartus ar tvarkykles.

Tinkamai sukonstruotiems impulsiniams transformatoriams reikia tinkamos galvaninės izoliacijos, taip pat nedidelio nuotėkio ir valymo talpos.

b) garso išvesties transformatorius

Garso transformatorius yra kitas dažnai naudojamas transformatorius elektronikos srityje. Jis specialiai naudojamas su garsu susijusiose programose, kur reikalinga impedanso suderinimas. Garso transformatorius subalansuoja stiprintuvo grandinę ir apkrovas, paprastai garsiakalbį. Garso transformatoriuje gali būti kelios pirminės ir antrinės ritės, atskirtos arba per vidurį.

Taigi mes apėmėme įvairius transformatorius, išskyrus tai, kad yra keletas kitų specialios paskirties transformatorių, tačiau jie nepatenka į šio straipsnio taikymo sritį.