- •Самостійна робота з предмету «Електроживлення систем зв’язку»
- •Електричні машини. Правила безпечної експлуатації електроустановок
- •Трансформатори
- •Випрямлячі
- •Які бувають випрямлячі
- •Вентилі
- •Найпростіший випрямляч
- •Мостовий випрямляч
- •4. Стабілізатори напруги
- •Параметричні стабілізатори напруги
- •Компенсаційні стабілізатори напруги
- •Перетворювачі напруги Перетворювачі з незалежним збудженням
- •Пристрої гарантованого електроживлення
- •Електроживлення підприємств зв’язку з різними умовами електропостачання
- •Електроживлення міжміських та автоматичних телефонних станцій
Трансформатори
Трансформа́тор — пристрій для перетворення параметрів (амплітуд і фаз) напруг і струмів
Трансформатор — статичний електромагнітний пристрій, що має дві або більше індуктивно зв'язані обмотки і призначений для перетворення за допомогою електромагнітної індукції однієї або кількох систем (напруг) змінного струму в одну або декілька інших систем (напруг) змінного струму без зміни частоти системи (напруги) змінного струму[2].
Трансформатори широко застосовуються в лініях електропередач, в розподільних та побутових пристроях. При високій напрузі й малій силі струму передача електроенергії відбувається з меншими втратами. Тому, зазвичай лінії електропередач є високовольтними. Водночас побутові й промислові машини вимагають великої сили струму й малої напруги, тому перед споживанням електроенергія перетворюється в низьковольтну. Трансформатори знайшли застосування також у різних випрямних, підсилювальних, сигналізаційних та інших пристроях.
Коефіцієнт корисної дії сучасних трансформаторів, особливо підвищеної потужності, вельми високий і досягає значень 0,95…0,996.
Види трансформаторів:
Силовий трансформатор
Силовий трансформатор - трансформатор, який призначений для перетворення електричної енергії в електричних мережах та в установках, призначених для прийому і використання електричної енергії.
Автотрансформатор
Автотрансформа тор - варіант трансформатора, в якому первинна і вторинна обмотки сполучені безпосередньо, і мають за рахунок цього не тільки електромагнітний зв'язок, а й електричну. Обмотка автотрансформатора має кілька висновків (як мінімум 3), підключаючись до яких, можна отримувати різні напруги. Перевагою автотрансформатора є більш високий ККД, оскільки лише частина потужності піддається перетворенню - це особливо суттєво, коли вхідний і вихідний напруги відрізняються незначно. Недоліком є відсутність електричної ізоляції (гальванічної розв'язки) між первинною і вторинною ланцюгом. У промислових мережах, де наявність заземлення нульового проводу обов'язково, цей чинник ролі не грає. Натомість істотною є менша витрата стали для сердечника, міді для обмоток, меншу вагу і габарити, і в результаті - менша вартість. Особливо ефективний автотрансформатор у випадках, коли необхідно отримати вторинна напруга, не сильно відрізняється від первинного.
Трансформатор струму
Трансформа тор то ка - трансформатор, який живиться від джерела струму. Типове застосування - для зниження первинного струму до величини, яка використовується в ланцюгах вимірювання, захисту, управління і сигналізації. Номінальне значення струму вторинної обмотки 1А, 5А. Первинна обмотка трансформатора струму включається в ланцюг з вимірюваним змінним струмом, а у вторинну включаються вимірювальні прилади. Струм, що протікає по вторинній обмотці трансформатора струму, дорівнює струму первинної обмотки, поділене на коефіцієнт трансформації.
Трансформатор напруги
Трансформатор напруги - трансформатор, який живиться від джерела напруги. Типове застосування - перетворення високої напруги в низьке в ланцюгах, у вимірювальних ланцюгах і ланцюгах РЗіА. Застосування трансформатора напруги дозволяє ізолювати логічні ланцюги захисту і ланцюга вимірювання від ланцюга високої напруги.
Імпульсний трансформатор
Імпульсний трансформатор - трансформатор, який призначений для перетворення імпульсних сигналів з тривалістю імпульсу до десятків мікросекунд з мінімальним спотворенням форми імпульсу. Основне застосування полягає в передачі прямокутного електричного імпульсу (максимально крутий фронт і зріз, відносно постійна амплітуда). Він служить для трансформації короткочасних відеоімпульсів напруги, зазвичай періодично повторюються з високою шпаруватістю. У більшості випадків основна вимога, що пред'являється до ІТ полягає в неспотвореній передачі форми трансформованих імпульсів напруги; при дії на вхід ІТ напруги тієї або іншої форми на виході бажано отримати імпульс напруги тієї ж самої форми, але, можливо, інший амплітуди або іншої полярності.
Розділовий трансформатор
Розділовий трансформатор - трансформатор, первинна обмотка якого електрично не пов'язана з вторинними обмотками. Силові розділові трансформатори призначені для підвищення безпеки електромереж, при випадкових одночасних торкань до землі і струмоведучих частин або неструмоведучих частин, які можуть опинитися під напругою у разі пошкодження ізоляції. Сигнальні розділові трансформатори забезпечують гальванічну розв'язку електричних ланцюгів.
Пік-трансформатор
Пік-трансформатор - трансформатор, що перетворює напругу синусоїдальної форми в імпульсна напруга з мінливих через кожні полперіода полярністю.
У практичною конструкції трансформатора виробник вибирає між двома різними базовими концепціями.
Будь-яка з цих концепцій не впливає на експлуатаційні характеристики або експлуатаційну надійність трансформатора, але є істотні відмінності у процесі їх виготовлення. Кожен виробник обирає концепцію, яку він вважає найбільш зручною з точки зору виготовлення, і прагне до застосування цієї концепції на всьому обсязі виробництва.
У той час як обмотки стрижневого типу містять в собі сердечник, сердечник броньового типу містить в собі обмотки. Якщо дивитися на активний компонент (тобто, сердечник з обмотками) стрижневого типу, обмотки добре видно, але вони приховують за собою стрижні магнітної системи сердечника. Видно тільки верхнє і нижнє ярмо сердечника. У конструкції броньового типу сердечник приховує в собі основну частину обмоток.
Ще одна відмінність полягає в тому, що вісь обмоток стрижневого типу, як правило, має вертикальне положення, в той час як у броньової конструкції вона може бути горизонтальної чи вертикальної.
Режим холостого ходу
Коли вторинні обмотки ні до чого не підключені (режим холостого ходу), ЕРС індукції в первинній обмотці практично повністю компенсує напруга джерела живлення, тому струм через первинну обмотку невеликий, і визначається в основному її індуктивним опором.Можливий варіант виконання трансформатора з приблизно рівними струмами холостого ходу і під навантаженням. Трансформатори, що не мають режиму холостого ходу, виходять менше і легше.
Режим з навантаженням
При підключенні навантаження до вторинної обмотки у вторинному ланцюзі виникає струм, що створює магнітний потік у муздрамтеатрі, спрямований протилежно магнітному потоку, створюваному первинної обмоткою. У результаті в первинної ланцюга порушується рівність ЕРС індукції і ЕРС джерела живлення, що призводить до збільшення струму в первинній обмотці до тих пір, поки магнітний потік не досягне практично колишнього значення.
Схематично, процес перетворення
можна зобразити наступним чином:
Миттєвий магнітний потік в муздрамтеатрі трансформатора визначається інтегралом за часом від миттєвого значення ЕРС у первинній обмотці, і в разі синусоїдальної напруги зрушать по фазі на 90 ° по відношенню до ЕРС. Наведена у вторинних обмотках ЕРС пропорційна першої похідної від магнітного потоку, і для будь-якої форми струму збігається за фазою і формі з ЕРС у первинній обмотці.
