Dispozitivele electromagnetice statice sunt folosite pentru a crea și aplica un câmp magnetic. Există multe cazuri în care este nevoie de un transformator în circuite electronice, electrice și radio. Dispozitivul este echipat cu înfășurări inductive interconectate pe un miez magnetic. Rețeaua contribuie la apariția unui câmp alternativ, iar transformatorul, folosind inducția electromagnetică, dă valori constante ale curentului fără a modifica frecvența.
Conţinut
Definiție și scop
Pentru alimentarea dispozitivelor, sunt necesare tensiuni de diferite caracteristici. Un transformator este un proiect pentru utilizarea lucrului inductiv al unui câmp magnetic. Bobinele de bandă sau sârmă, unite printr-un flux comun, scad sau măresc tensiunea. Televizorul folosește 5 V pentru a opera tranzistori și microcircuite, puterea cinescopului necesită câțiva kilovolți atunci când se utilizează un generator în cascadă.
Înfășurările izolate sunt amplasate pe un miez din material magnetizat spontan cu o anumită valoare a tensiunii. Unitățile mai vechi foloseau frecvența de rețea existentă, în jur de 60 Hz. În circuitele moderne de alimentare pentru aparate electrice, se folosesc transformatoare de impulsuri cu o frecvență înaltă. Tensiunea alternativă este redresată și convertită cu ajutorul unui generator într-o valoare cu parametri specificați.
Tensiunea este stabilizată datorită unității de control cu modulație pe lățime a impulsurilor. Explorările de înaltă frecvență sunt transmise la transformator, se obține performanță stabilă la ieșire. Masivul și greutatea dispozitivelor din anii trecuți este înlocuită de ușurință și dimensiuni reduse. Indicatorii liniari ai unității sunt proporționale cu puterea într-un raport de 1: 4; pentru a reduce dimensiunile dispozitivului, frecvența curentului crește.
Dispozitivele masive sunt utilizate în circuitele de alimentare dacă este necesar pentru a crea un nivel minim de dispersie a interferențelor de înaltă frecvență, de exemplu, atunci când se oferă sunet de înaltă calitate.
Dispozitiv și principiu de funcționare
Producătorul alege regulile de bază pentru funcționarea unității, dar acest lucru nu afectează fiabilitatea funcționării. Conceptele diferă în procesul de fabricație. Principiul de funcționare al transformatorului se bazează pe două prevederi:
- mișcarea în schimbare a purtătorilor de sarcină direcționale creează un câmp de forță magnetic alternant;
- efectul asupra fluxului de putere transmis prin bobină produce forță electromotoare și inducție.
Dispozitivul este format din următoarele părți:
- circuit magnetic (miez);
- bobină sau înfășurare;
- baza pentru amplasarea virajelor;
- material izolant;
- sistem de răcire;
- alte elemente de prindere, acces, protectie.
Funcționarea transformatorului se realizează în funcție de tipul de construcție și combinația dintre miez și înfășurări.La tipul de tijă, conductorul este închis în înfășurări, este greu de văzut. Bobinele spiralei sunt vizibile, partea superioară și inferioară a miezului sunt vizibile, axa este verticală. Materialul din care constă bobina trebuie să conducă bine electricitatea.
În produsele blindate, tija ascunde majoritatea spirelor; este plasată orizontal sau vertical. Designul toroidal al transformatoarelor prevede amplasarea a două înfășurări independente pe circuitul magnetic fără conexiune electrică între ele.
Sistem magnetic
Este realizat din oțel transformator aliat, ferită, permalloy, menținând în același timp forma geometrică pentru a produce câmpul magnetic al unității. Conductorul este construit din plăci, panglici, potcoave, se face pe presă. Partea pe care se află înfășurarea se numește tijă. Un jug este un element fără ture care completează circuitul.
Principiul de funcționare al transformatorului depinde de aspectul rafturilor, ceea ce se întâmplă:
- plat - axele jugurilor și miezurilor sunt în același plan;
- spațial - elementele longitudinale sunt dispuse pe diferite suprafețe;
- simetric - conductorii de aceeași formă, dimensiune și design sunt amplasați la toate jugurile în mod similar cu alții;
- asimetric - rafturile individuale diferă ca aspect, dimensiuni și sunt plasate în poziții diferite.
Dacă se presupune că prin înfășurare trece un curent continuu, care se numește primar, atunci firul magnetic este deschis. În alte cazuri, miezul este închis; servește la închiderea liniilor electrice.
înfăşurări
Sunt realizate sub forma unui set de spire dispuse pe conductori patrati.Forma este folosită pentru a funcționa eficient și pentru a crește factorul de umplere în fereastra circuitului magnetic. Dacă este necesară creșterea secțiunii transversale a miezului, atunci acesta este realizat sub formă de două elemente paralele pentru a reduce apariția curenților turbionari. Fiecare astfel de conductor se numește rezidențial.
Tija este învelită în hârtie, acoperită cu lac emailat. Uneori, două miezuri dispuse în paralel sunt închise într-o izolație comună, setul se numește cablu. Înfășurările se disting după scop:
- cele principale - le este furnizat un curent alternativ, iese un curent electric convertit;
- reglare - asigură robinete pentru transformarea tensiunii la o putere scăzută a curentului;
- auxiliar - servesc la alimentarea rețelei lor cu o putere mai mică decât valoarea nominală a transformatorului și polarizează circuitul cu curent continuu.
Metode de ambalare:
- înfășurare obișnuită - spirele se fac în direcția axei pe toată lungimea conductorului, spirele ulterioare sunt înfășurate strâns, fără goluri;
- înfășurare cu șurub - înfășurare multistrat cu goluri între inele sau apropieri de elemente adiacente;
- înfășurarea discului - se efectuează secvențial un rând spiralat, într-un cerc, înfășurarea se realizează în ordine radială în direcțiile interioare și exterioare;
- spirala foliei este asezata dintr-o tabla lata de aluminiu si cupru, a carei grosime variaza intre 0,1-2 mm.
Convenții
Pentru a facilita citirea diagramei transformatorului, există semne speciale. Miezul este desenat cu o linie groasă, numărul 1 arată înfășurarea primară, spirele secundare sunt indicate prin numerele 2 și 3.
În unele scheme, linia de miez este similară ca grosime cu linia semicercurilor de înfășurare. Denumirea materialului tijei este diferită:
- se trasează un circuit magnetic de ferită cu o linie groasă;
- un miez de oțel cu un spațiu magnetic este desenat cu o linie subțire cu un spațiu în mijloc;
- axa dielectricului magnetizat este indicată printr-o linie punctată subțire;
- tija de cupru are aspectul unei linii înguste în diagramă cu simbolul materialului conform tabelului periodic.
Punctele aldine sunt folosite pentru a evidenția ieșirea bobinei, denumirea inducției instantanee este aceeași. Folosit pentru a indica unitățile intermediare din generatoarele în cascadă pentru a indica antifază. Puneți puncte dacă doriți să setați polaritatea în timpul asamblarii și direcția înfășurărilor. Numărul de spire în înfășurarea primară este determinat condiționat, la fel cum numărul de semicercuri nu este standardizat, există proporționalitate, dar nu este respectat cu strictețe.
Principalele caracteristici
Modul inactiv este utilizat atunci când circuitul secundar al transformatorului este deschis, nu există tensiune în el. Curentul trece prin înfășurarea primară, are loc magnetizarea reactivă. Cu ajutorul muncii inactiv se determină eficiența, rata de transformare și pierderea în miez.
Funcționarea sub sarcină înseamnă conectarea sursei de alimentare la circuitul primar, unde curge curentul total de funcționare și ralanti. Sarcina este conectată la circuitul secundar al transformatorului. Acest mod este comun.
Faza de scurtcircuit are loc dacă rezistența bobinei secundare este singura sarcină. În acest mod, se determină pierderile de încălzire ale bobinei din circuit.Parametrii transformatorului sunt luați în considerare în sistemul de înlocuire a dispozitivului prin setarea rezistenței.
Raportul dintre puterea consumată și puterea de ieșire determină eficiența transformatorului.
Zona de aplicare
Aparatele electrocasnice au contact cu pământul printr-un fir neutru. Contactul simultan al consumatorului de curent al fazei și al circuitului neutru duce la închiderea circuitului și la rănire. Conexiunea printr-un transformator de izolare vă permite să protejați o persoană, deoarece înfășurarea secundară nu intră în contact cu pământul.
Unitățile de impulsuri sunt utilizate în transmiterea unei împingeri dreptunghiulare și în transformarea semnalelor scurte sub sarcină. La ieșire, polaritatea și amplitudinea curentului se modifică, dar tensiunea rămâne neschimbată.
Echipamentul de măsurare DC este un amplificator magnetic. Mișcarea direcțională a electronilor de putere mică ajută la schimbarea tensiunii alternative. Redresorul furnizează energie constantă și depinde de valorile energiei electrice de intrare.
Unitățile de putere sunt utilizate pe scară largă în generatoarele de curent mici, puterea, indicatoarele din motoarele diesel sunt medii. Transformatoarele sunt montate în serie cu sarcina, dispozitivul este conectat la sursă prin înfășurarea primară, circuitul secundar produce energia convertită. Valoarea curentului de ieșire este direct proporțională cu sarcina. Echipamentul cu 3 bare magnetice este utilizat dacă generatorul este curent trifazat.
Unitățile inversoare au tranzistoare de aceeași conductivitate și amplifică doar o parte a semnalului la ieșire. Pentru conversia completă a tensiunii, se aplică un impuls ambelor tranzistoare.
Echipamentul de potrivire este utilizat pentru conectarea la dispozitive electronice cu rezistență ridicată la intrarea și ieșirea sarcinii cu o rată scăzută de transmitere a energiei electrice. Unitățile sunt utile în liniile de înaltă frecvență unde diferența de mărime duce la pierderi de energie.
Tipuri de transformatoare
Clasificarea transformatoarelor depinde de valoarea nominală a curentului din circuitele primar și secundar. La speciile comune, indicatorul este în intervalul 1-5 A.
Unitatea de separare nu asigură conectarea ambelor spirale. Echipamentul asigură izolarea galvanică, adică transmiterea unui impuls fără contact. Fără el, curentul care circulă între circuite este limitat doar de rezistență, care nu este luată în considerare din cauza valorii mici.
Transformatorul de potrivire asigură că diferitele valori ale rezistenței sunt potrivite pentru a minimiza distorsiunea formei de undă de ieșire. Servește la organizarea izolației galvanice.
Înainte de a afla ce sunt transformatoarele de putere, ei observă că sunt produse pentru a funcționa cu rețele de mare putere. Dispozitivele de curent alternativ modifică performanța energetică în instalațiile de recepție și funcționează în locuri cu o capacitate mare și o rată de schimbare a energiei electrice.
Un transformator rotativ nu trebuie confundat cu un echipament rotativ, o mașină pentru transformarea unghiului de rotație în tensiune de circuit, unde eficiența depinde de viteza de rotație. Dispozitivul transmite un impuls electric către părțile mobile ale echipamentului, de exemplu, către șeful unui VCR. Miez dublu cu înfășurări separate, dintre care una se rotește în jurul celeilalte.
Unitatea de ulei folosește răcirea bobinei cu ulei special pentru transformator.Au un circuit închis. Spre deosebire de speciile de aer, acestea pot interacționa cu rețele de mare putere.
Transformatoare de sudura pentru optimizarea performantelor echipamentelor, reducerea tensiunii si generarea de curent de inalta frecventa. Acest lucru se datorează unei schimbări în reactanța inductivă sau a performanței inactiv. Reglarea treptei se realizează prin dispunerea înfășurării electrice pe conductori.
