A transzformátor egy olyan eszköz, amely feszültséget alakít át váltakozó áram(növekedés vagy csökkenés). A transzformátor több tekercsből áll (két vagy több), amelyek egy közös ferromágneses magra vannak feltekerve. Ha a transzformátor csak egy tekercsből áll, akkor azt autotranszformátornak nevezik. A modern áramváltók: rúd, páncél vagy toroid. Mindhárom típusú transzformátor hasonló tulajdonságokkal és megbízhatósággal rendelkezik, de gyártási módjukban különböznek egymástól.

A rúd típusú transzformátoroknál a tekercselés a magra van feltekerve, a rúd típusú transzformátoroknál pedig a tekercselés a magban található. A rúd típusú transzformátorban a tekercsek jól láthatóak, és csak az alsó és a felső rész látható a magból. A páncélozott transzformátor magja szinte a teljes tekercset rejti. A rúd típusú transzformátor tekercsei vízszintesen vannak elhelyezve, míg a páncélozott transzformátorban ez az elrendezés lehet függőleges vagy vízszintes.

A transzformátor típusától függetlenül a következő három funkcionális részből áll: a transzformátor mágneses rendszere (mágneses mag), a tekercsek és a hűtőrendszer.

A transzformátor működési elve

A transzformátorban szokás megkülönböztetni a primer és a szekunder tekercset. A primer tekercset feszültséggel látják el, és a feszültséget eltávolítják a szekunder tekercsből. A transzformátor működése Faraday törvényén (az elektromágneses indukció törvényén) alapul: az időben változó mágneses fluxus egy áramkör által határolt területen keresztül elektromotoros erőt hoz létre. Ennek fordítva is igaz: a változó elektromos áram változó mágneses teret indukál.

A transzformátorban két tekercs van: primer és szekunder. A primer tekercs külső forrásból kap áramot, és a szekunder tekercsről eltávolítják a feszültséget. A primer tekercsben lévő váltakozó áram váltakozó mágneses mezőt hoz létre a mágneses áramkörben, amely viszont áramot hoz létre a szekunder tekercsben.

Transzformátor üzemmódok

A transzformátornak három üzemmódja van: alapjárat, rövidzárlat, munkamód. A transzformátor "üresjáratban" van, amikor a szekunder tekercsek kimenetei nincsenek sehova csatlakoztatva. Ha a transzformátor magja lágy mágneses anyagból készül, akkor az üresjárati áram azt mutatja meg, hogy a transzformátorban milyen veszteségek keletkeznek a mag újramágnesezése és az örvényáramok miatt.

Rövidzárlati üzemmódban a szekunder tekercs kimenetei rövidre vannak zárva, és a primer tekercsre kis feszültség kerül, így a rövidzárlati áram megegyezik a transzformátor névleges áramával. A veszteségek (teljesítmény) értéke kiszámítható, ha a szekunder tekercsben lévő feszültséget megszorozzuk a zárlati árammal. Egy ilyen transzformátor mód műszaki alkalmazását a műszertranszformátorokban találja meg.

Ha terhelés csatlakozik a szekunder tekercshez, akkor áram keletkezik benne, és az elsődleges tekercsben lévő mágneses fluxussal ellentétes irányban mágneses fluxust indukál. Most a primer tekercsben a tápegység EMF-je és a tápindukció EMF-je nem egyenlő, így az elsődleges tekercsben lévő áram addig nő, amíg a mágneses fluxus el nem éri az előző értékét.

Aktív terhelésű transzformátor esetén az egyenlőség igaz:
U_2/U_1=N_2/N_1, ahol U2, U1 a pillanatnyi feszültség a szekunder és primer tekercs végén, N1, N2 pedig a primer és szekunder tekercs meneteinek száma. Ha U2 > U1, akkor a transzformátort emelőnek nevezzük, ellenkező esetben lecsökkentő transzformátorunk van. Bármely transzformátort általában k számmal jellemeznek, ahol k a transzformációs arány.

A transzformátorok típusai

Alkalmazásuktól és jellemzőiktől függően többféle transzformátor létezik. Például a települések, ipari vállalkozások elektromos hálózataiban erőátviteli transzformátorokat használnak, amelyek fő feladata a hálózat feszültségének csökkentése az általánosan elfogadott - 220 V -ra.

Ha a transzformátort áramszabályozásra tervezték, akkor azt áramtranszformátornak nevezik, és ha a készülék feszültséget szabályoz, akkor feszültségváltónak. A hagyományos hálózatokban egyfázisú transzformátorokat használnak, három vezetékes hálózatokban (fázis, nulla, föld) háromfázisú transzformátorra van szükség.

Háztartási transzformátor, 220V védelemre szolgál Háztartási gépek feszültségingadozásoktól.

A hegesztő transzformátor a hegesztő- és az erősáramú hálózat szétválasztására, a hálózat feszültségének a hegesztéshez szükséges értékre való csökkentésére szolgál.

Az olajtranszformátort 6000 Volt feletti feszültségű hálózatokban való használatra tervezték. A transzformátor kialakítása magában foglalja: mágneses áramkört, tekercseket, tartályt, valamint bemenetekkel ellátott burkolatokat. A mágneses áramkör 2 db elektromos acél lapból áll, melyek egymástól szigetelve vannak, a tekercsek általában alumíniumból vagy rézhuzalból készülnek. A feszültségszabályozás a kapcsolóhoz csatlakoztatott ágon keresztül történik.

Az ágkapcsolásnak két típusa van: terhelés alatti kapcsolás - OLTC (terhelés alatti szabályozás), valamint terhelés nélkül, a transzformátor külső hálózatról való leválasztása után (PBV, vagy gerjesztés nélküli kapcsolás). A feszültségszabályozás második módja egyre elterjedtebbé vált.

Ha a transzformátorok típusairól beszélünk, lehetetlen nem beszélni az elektronikus transzformátorról. Elektronikus transzformátor egy speciális áramforrás, amely a 220 V-os feszültség 12 (24) V-ra történő átalakítására szolgál nagy teljesítmény mellett. Az elektronikus transzformátor sokkal kisebb, mint a hagyományos, azonos terhelési paraméterekkel.

Ideális transzformátor egyenletek

A transzformátorok fő jellemzőinek kiszámításához egyszerű egyenleteket kell használni, amelyeket minden modern diák ismer. Ehhez használja az ideális transzformátor fogalmát. Ideális transzformátor az olyan transzformátor, amelyben nincs energiaveszteség a tekercsek és az örvényáramok fűtéséhez. Egy ideális transzformátorban a primer áramkör energiája teljesen átalakul a mágneses tér energiájává, majd a szekunder tekercs energiájává. Ezért írhatjuk:
P1=I1*U1=P2=I2*U2,
ahol P1, P2 az elektromos áram teljesítménye az elsődleges és a szekunder tekercsben.

Transzformátor mag

A mágneses áramkör egy elektromos acéllemez, amely a transzformátor mágneses terét koncentrálja. A transzformátor magját egy teljesen összeszerelt rendszer alkotja, amely a transzformátort összefogó részekkel rendelkezik. A mágneses áramkör azon részét, amelyre a tekercseket rögzítik, a transzformátor magjának nevezzük. A mágneses áramkörnek azt a részét, amely nem hordozza a tekercset, és lezárja a mágneses áramkört, járomnak nevezzük.

A transzformátorban a rudak különböző módon helyezhetők el, ezért négyféle mágneses áramkör (mágneses rendszer) létezik: lapos mágneses rendszer, térbeli mágneses rendszer, szimmetrikus mágneses rendszer és aszimmetrikus mágneses rendszer.

Transzformátor tekercselés

Most beszéljünk a transzformátor tekercséről. A tekercs fő része egy tekercs, amely egyszer körbetekered a mágneses áramkört, és amelyben mágneses tér indukálódik. A tekercs alatt értse a fordulatok összegét, a teljes tekercs EMF-je minden körben egyenlő az EMF összegével.

Az erősáramú transzformátorokban a tekercs általában négyzet alakú vezetőkből áll. Az ilyen vezetőt más módon lakosságinak is nevezik. A négyzetes vezető a mag belsejében lévő tér hatékonyabb kihasználására szolgál. Az egyes magok szigeteléseként papír vagy zománclakk használható. Két mag összekapcsolható, és egy szigeteléssel rendelkezik - ezt a kialakítást kábelnek nevezik.

A tekercsek a következő típusúak: fő-, szabályozó- és segédtekercsek. A fő tekercset hívják, amelyhez áramot vezetnek, vagy amelyből az áramot eltávolítják (primer és szekunder tekercs). A feszültség transzformációs arány szabályozására szolgáló vezetékekkel ellátott tekercset szabályozó tekercsnek nevezzük.

Transzformátorok alkalmazása

Az iskolai fizika kurzusból ismert, hogy a vezetékek teljesítményvesztesége egyenesen arányos az áramerősség négyzetével. Ezért az áram nagy távolságra történő átviteléhez a feszültséget növelik, és a fogyasztóhoz való eljuttatás előtt éppen ellenkezőleg, csökkentik. Az első esetben emelő transzformátorokra van szükség, a másodikban pedig leléptető transzformátorokra. Ez a transzformátorok fő alkalmazása.

A transzformátorokat háztartási készülékek áramköreiben is használják. Például a televíziók több tekercses transzformátort használnak (tápfeszültség áramkörökhöz, tranzisztorokhoz, kineszkóphoz stb.).

1. A transzformátor szigetelése mátrix nélküli vákuumimpregnáláson alapul, és magas páratartalmú környezetben és kémiailag agresszív atmoszférában működik.
2. Minimális égési energia felszabadulás (például 43 kg egy 1600 kVA-es transzformátornál a tömeg 1,1%-ának felel meg). A többi szigetelőanyag gyakorlatilag nem éghető, önkioltó és nem tartalmaz semmilyen mérgező adalékanyagot.
3. A transzformátor szennyeződésállósága az öntisztító konvekciós tekercstárcsák miatt.
4. Hosszú kúszás a tekercstárcsák felületén, amelyek szigetelő korlátok hatását keltik.
5. A transzformátor hősokkállóság még rendkívül alacsony hőmérsékleten is (-50°C).
6. Kerámia távtartó blokkok (nem gyúlékony) a tekercstárcsák között.
7. Vezetékek szigetelése üveg-selyem.
8. A transzformátor biztonságos működése a speciális tekercsszerkezetnek köszönhetően A feszültség hatása a szigetelésre soha nem haladja meg a szigetelési feszültséget (max. 10 V). A részleges kisülések a szigetelésben fizikailag lehetetlenek.
9. A transzformátor hűtését függőleges és vízszintes hűtőcsatornák biztosítják, a szigetelés minimális vastagsága pedig lehetővé teszi, hogy a transzformátort nagy rövid távú túlterhelésekkel, IP 45-ös védőburkolatban, kényszerhűtés nélkül üzemeltethessük.
10. A szigetelőhenger gyakorlatilag nem éghető és önkioltó anyagból készült, üvegszállal megerősítve.
11. Alacsony feszültségű tekercselés szabványos huzalból vagy fóliából; tekercsanyagként rezet használnak.
12. A transzformátor rövidzárlatokkal szembeni dinamikus ellenállását kerámia szigetelők biztosítják.

transzformátorok- elektromos energia elektromágneses statikus átalakítói.A transzformátorokat elektromágneses eszközöknek nevezzük, amelyek arra szolgálnak, hogy az egyik feszültségű váltakozó áramot egy másik feszültségű váltakozó árammá alakítsák át ugyanazon a frekvencián, és elektromágneses úton továbbítsák az elektromos energiát az egyik áramkörből a másikba.

A transzformátorok fő célja- változtassa meg az AC feszültséget. A transzformátorokat a fázisszám és a frekvencia átalakítására is használják.

Áramváltók Olyan eszközöknek nevezik, amelyek bármilyen értékű áramot normál eszközökkel mérhető árammá alakítanak, valamint különféle relék és elektromágnesek tekercseinek táplálására szolgálnak. Az áramváltó szekunder tekercsének fordulatszáma w2 > w1.

Az áramváltók sajátossága, hogy rövidzárhoz közeli üzemmódban működnek, mivel a szekunder tekercselés mindig kis ellenállásra van zárva.

Feszültség transzformátorok olyan eszközöknek nevezik, amelyek a nagyfeszültségű váltóáramot kisfeszültségű váltóárammá alakítják és párhuzamos tekercseket táplálnak mérőműszerekés relé. A feszültségtranszformátorok működési elve és berendezése hasonló a teljesítménytranszformátorok működési elvéhez. A szekunder tekercs meneteinek száma w2< w1, так как все измерительные трансформаторы напряжения – понижающего типа.

A feszültségmérő transzformátor működésének sajátossága, hogy a szekunder tekercs mindig nagy ellenállásra zárt, és a transzformátor az üresjárathoz közeli üzemmódban működik, mivel a csatlakoztatott eszközök kis áramot fogyasztanak.

A legelterjedtebbek tápfeszültség transzformátorok, amelyeket a villamosipar több mint egymillió kilovolt-amper teljesítménnyel és 1150-1500 kV feszültségig állít elő.

A villamos energia átviteléhez és elosztásához az erőművekben elhelyezett turbógenerátorok és hidrogenerátorok feszültségét 16-24 kV-ról 110, 150, 220, 330, 500, 750 és 1150 kV-os távvezetéki feszültségre kell emelni. , majd engedje le ismét 35-re; tíz; 6; 3; 0,66; 0,38 és 0,22 kV az ipar, a mezőgazdaság és a mindennapi élet energiafelhasználására.

Mivel az energiarendszerekben többféle átalakulás megy végbe, a transzformátorok teljesítménye 7-10-szer nagyobb, mint az erőművekben lévő generátorok beépített teljesítménye.

A teljesítménytranszformátorokat főként 50 Hz-es frekvencián gyártják.

Kis teljesítményű transzformátorok széles körben használják különféle elektromos berendezésekben, információátviteli és -feldolgozó rendszerekben, navigációs és egyéb eszközökben. A transzformátorok működési frekvenciája néhány hertztől 105 Hz-ig terjed.

A fázisok száma szerint a transzformátorokat egyfázisúra, kétfázisúra, háromfázisúra és többfázisúra osztják. A teljesítménytranszformátorokat főként háromfázisú változatban gyártják. Egyfázisú hálózatokban való használatra rendelkezésre állnak.

A transzformátorok osztályozása a tekercsek száma és csatlakozási sémái szerint

A transzformátoroknak két vagy több tekercsük van induktívan összekapcsolva egymással. Azokat a tekercseléseket, amelyek energiát fogyasztanak a hálózatból, elsődlegesnek nevezzük. Azokat a tekercseket, amelyek a fogyasztót elektromos energiával látják el, másodlagosnak nevezzük.

Többfázisú transzformátorok tekercselései többsugaras csillagba vagy sokszögbe vannak kötve. A háromfázisú transzformátorok egy háromsugaras csillaggal és egy delta-csatlakozással rendelkeznek.

Léptető és lecsökkentő transzformátorok

A primer és szekunder tekercs feszültségeinek arányától függően a transzformátorok felfelé és lefelé oszlanak. NÁL NÉL lépcsős transzformátor primer tekercselés alacsony feszültségű, a szekundernek pedig nagy a feszültsége. NÁL NÉL lelépő transzformátorÉppen ellenkezőleg, a szekunder tekercs alacsony feszültségű, a primer pedig nagy feszültségű.

Az egy primer és egy szekunder tekercses transzformátorokat nevezzük két tekercses. Meglehetősen elterjedt három tekercstranszformátor minden fázishoz három tekercs van, például kettő a kisfeszültségű oldalon, egy a nagyfeszültségű oldalon, vagy fordítva. Többfázisú transzformátorok több magas és alacsony feszültségű tekercseléssel rendelkezhet.

A transzformátorok osztályozása tervezés szerint

Tervezés szerint a transzformátorokat két fő típusra osztják - olajra és szárazra.

NÁL NÉL olajtranszformátorok A tekercsekkel ellátott mágneses áramkört egy transzformátorolajjal töltött tartályba helyezzük, amely jó szigetelő és hűtőfolyadék.

A szabályozási dokumentumokkal összhangban a transzformátor tervezési jellemzői tükröződnek a típusának és a hűtőrendszereinek megjelölésében.

Transzformátor típusa:

• Autotranszformátor (egyfázisú O-hoz, háromfázisú T-hez) - A
• Osztott kisfeszültségű tekercselés - P
• A folyékony dielektrikum védelme expander nélküli nitrogéntakaróval - Z
• Öntött gyanta változat - L
• Három tekercses transzformátor - T
• Transzformátor fokozatkapcsolóval - N
• Száraz transzformátor természetes léghűtéssel (általában a típusjelölés második betűje), vagy az erőművek saját igényeire szolgáló változat (általában a típusjelölés utolsó betűje) - C
• Kábelbemenet - K
• Karimás bemenet (a teljes TS-hez) - F

Hűtőrendszerek száraz transzformátorokhoz:

• Természetes levegő nyitott kialakítással - C
• Természetes levegő védett kialakítással - SZ
• Természetes levegő hermetikus kialakítással - SG
• Levegő kényszerített levegőkeringtetéssel - SD

Hűtőrendszerek olajtranszformátorokhoz:

• Természetes levegő- és olajkeringés - M
• Kényszerített levegőkeringetés és természetes olajcirkuláció - D
• Természetes levegőkeringetés és kényszerített olajkeringtetés nem irányított olajáramlással - MC
• Természetes levegőkeringés és kényszerített olajkeringtetés irányított olajáramlással - NMC
• Kényszerített levegő- és olajkeringtetés nem irányított olajáramlással - DC
• Kényszerített levegő- és olajkeringtetés irányított olajáramlással - NDC
• Víz és olaj kényszerkeringtetése nem irányított olajáramlással - C
• Víz és olaj kényszerkeringtetése irányított olajáramlással - NC

Nem gyúlékony folyékony dielektrikumú transzformátorok hűtőrendszerei:

• Folyékony dielektromos hűtés kényszerített levegőkeringtetéssel - ND
• Hűtés nem éghető folyékony dielektrikummal kényszerített levegőkeringtetéssel és folyékony dielektrikum irányított áramlásával - NND

Az elektromosságban nem jártas ember nehezen tudja elképzelni, mi az a transzformátor, hol van benne, mi a tervezési elemeinek célja.

Általános információk a készülékről

A transzformátor egy statikus elektromágneses eszköz, amely az elektromágneses indukció jelenségén alapuló, egy feszültségű változó frekvenciájú áramot eltérő feszültségű, de azonos frekvenciájú váltakozó árammá alakítja.

Az eszközöket az emberi tevékenység minden területén alkalmazzák: villamosenergia-ipar, rádiótechnika, rádióelektronikai ipar, háztartási szféra.

Tervezés

A transzformátor eszköze egy vagy több egyedi tekercs (szalag vagy huzal) jelenlétét feltételezi egyetlen mágneses fluxus alatt, egy ferromágnesből készült magra feltekerve.

A legfontosabb szerkezeti részek a következők:

• kanyargó;
• keret;
• mágneses áramkör (mag);
• hűtőrendszer;
• szigetelő rendszer;
• védelmi célokra, beépítéshez szükséges kiegészítő alkatrészek, hozzáférést biztosítva a kimeneti részekhez.

Az eszközökben leggyakrabban kétféle tekercs látható: a primer, amely külső tápforrásból kap elektromos áramot, és a szekunder, amelyről a feszültséget eltávolítják.

A mag javítja a tekercsek fordított érintkezését, csökkenti a mágneses fluxus ellenállását.

Az ultramagas és nagyfrekvencián működő eszközök bizonyos típusait mag nélkül gyártják.

Az eszközök gyártása három alapvető tekercselési koncepcióra épül:

• páncélozott;
• toroid alakú;
• rúd.

A rúdtranszformátorok eszköze azt jelenti, hogy a tekercselés a magon szigorúan vízszintes. A páncélozott eszközökben mágneses áramkörbe van zárva, vízszintesen vagy függőlegesen elhelyezve.

A transzformátor megbízhatósága, teljesítménye, kialakítása és működési elve a gyártási elv bármilyen befolyásolása nélkül elfogadott.

Működés elve

A transzformátor működési elve a kölcsönös indukció hatásán alapul. A harmadik féltől származó áramszolgáltatótól az elsődleges tekercs bemenetei felé áramló változtatható frekvenciájú áram mágneses teret képez a magban, és a szekunder tekercsen áthaladó változó fluxus elektromotoros erőt indukál benne. A teljesítményvevő szekunder tekercsének rövidre zárása az elektromotoros erő hatására elektromos áram áthaladását okozza a vevőn, ugyanakkor az elsődleges tekercsben terhelési áram keletkezik.

A transzformátor célja, hogy az átalakított elektromos energiát (frekvenciájának változtatása nélkül) a fogyasztók működésére alkalmas feszültséggel a primer tekercsbe mozgassa a szekunder tekercsbe.

Osztályozás típus szerint

Erő

A váltóáramú transzformátor olyan eszköz, amelyet jelentős teljesítményű ellátó hálózatokban és elektromos berendezésekben villamos energiát alakítanak át.

Az erőművek iránti igényt a villamos energiával hajtott gépek és mechanizmusok működéséhez szükséges végfelhasználókhoz érkező fővezetékek és városi hálózatok üzemi feszültségeinek komoly eltérése magyarázza.

Autotranszformátorok

A transzformátor berendezése és működési elve ebben a kialakításban az elsődleges és szekunder tekercsek közvetlen csatlakoztatását jelenti, ennek köszönhetően elektromágneses és elektromos érintkező. Az eszközök tekercseinek legalább három vezetéke van, amelyek feszültségükben különböznek egymástól.

Ezeknek az eszközöknek a fő előnyét jó hatásfoknak kell nevezni, mivel nem minden teljesítmény alakul át - ez jelentős a bemeneti és kimeneti feszültségek kis különbségei esetén. Mínusz - a transzformátor áramkörök el nem szigetelése (elválasztás hiánya) egymás között.

Áramváltók

Ezt a kifejezést olyan eszköz jelölésére használják, amelyet közvetlenül az áramszolgáltatótól táplálnak, és a primer elektromos áram megfelelő értékre csökkentik a mérő- és védőáramkörökben, jelzésekben, kommunikációban.

Az áramváltók primer tekercsét, amelynek eszköze biztosítja a galvanikus bekötések hiányát, egy meghatározandó váltakozó áramú áramkörre, a szekunder tekercsre pedig elektromos mérőműszerek vannak csatlakoztatva. A rajta átfolyó elektromos áram megközelítőleg megfelel az elsődleges tekercs áramának, osztva az átalakítási aránnyal.

Feszültség transzformátorok

Ezeknek az eszközöknek a célja a feszültség csökkentése a mérőáramkörökben, az automatizálásban és a relévédelemben. Ilyen védő és elektromos mérőáramkörök a készülékekben különféle célokra elszigetelve a nagyfeszültségű áramköröktől.

Impulzus

Az ilyen típusú transzformátorokra szükség van a rövid távú videoimpulzusok megváltoztatásához, amelyek általában ismétlődnek bizonyos időszak jelentős munkaciklussal, minimálisra csökkentett alakváltozással. A használat célja egy merőleges elektromos impulzus átvitele a legmeredekebb levágással és fronttal, állandó amplitúdójú jelzővel.

Az eszközökkel szemben támasztott fő követelmény ebből a típusból, a torzítás hiánya az átalakított feszültségimpulzusok alakjának átvitelekor. Valamilyen formájú feszültség hatása a bemeneten azonos alakú feszültségimpulzust eredményez a kimeneten, de valószínűleg eltérő tartománnyal vagy fordított polaritással.

Felosztás

Magából a meghatározásból kiderül, hogy mi a leválasztó transzformátor - ez egy olyan eszköz, amelynek primer tekercselése nincs elektromosan csatlakoztatva (azaz elválasztva) a szekunder tekercstől.

Kétféle ilyen eszköz létezik:

• erő;
• jel.

Az erősáramúakat az elektromos hálózatok megbízhatóságának növelésére használják a földdel és az áramvezető részekkel, vagy a szigetelési hiba miatt feszültség alá került nem áramvezető elemekkel történő váratlan szinkron csatlakozás esetén.

A jelzések biztosítására szolgálnak galvanikus leválasztás elektromos áramkörök.

Illesztés

Az ilyen típusú transzformátor működése a nevéből is kiderül. Az illesztő eszközöket olyan eszközöknek nevezzük, amelyek az elektromos áramkörök egyes elemeinek ellenállásának összehangolására szolgálnak a hullámforma minimális változásával. Az ilyen típusú eszközöket az áramkörök egyes részei közötti galvanikus kölcsönhatások kizárására is használják.

csúcs transzformátorok

A csúcstranszformátorok működési elve a feszültség jellegének átalakításán alapul, a bemeneti szinuszosról impulzusra. Az átmenet utáni polaritás fél periódus után megváltozik.

kettős fojtó

Transzformátorként a rendeltetése, a készüléke és a működési elve teljesen megegyezik a hasonló tekercspárral rendelkező készülékekkel, amelyek ebben az esetben teljesen azonosak, ellentétes tekercseléssel vagy összhangban.

Ezt a nevet is gyakran látni ez az eszköz, mint egy elleninduktív szűrő. Ez jelzi az eszköz hatókörét - bemeneti feszültség szűrése tápegységekben, audioberendezésekben, digitális eszközökben.

Üzemmódok

Alapjárat (XX)

Ez a működési sorrend a szekunder hálózat nyitásától valósul meg, majd az elektromos áram áramlása leáll. A primer tekercsben üresjárati áram folyik, ennek alkotóeleme a mágnesező áram.

Ha a szekunder áram nulla, az indukciós elektromotoros erő a primer tekercsben teljesen kompenzálja a tápforrás feszültségét, ezért ha a terhelési áramok elvesznek, a primer tekercsen átfolyó áram értéke megfelel a mágnesező áramnak. .

A transzformátorok üresjárati működésének funkcionális célja a legfontosabb paramétereik meghatározása:

• transzformációs indikátor;
• veszteségek a mágneses áramkörben.

Betöltési mód

Az üzemmódot az eszköz működése jellemzi, amikor a primer áramkör bemeneteire feszültséget kapcsolnak, és a terhelést a szekunder körbe kapcsolják. A terhelési áram átmegy a "másodlagos", és az elsődleges - a teljes terhelési áram és az üresjárati áram. Ezt a működési módot tekintik az eszköz dominánsnak.

Az indukciós emf alaptörvénye választ ad arra a kérdésre, hogyan működik a transzformátor fő üzemmódban. Az elv a következő: a szekunder tekercs terhelése a szekunder körben mágneses fluxus kialakulását idézi elő, amely terhelő elektromos áramot képez a magban. A primer tekercs által létrehozott áramlásával ellentétes irányba irányítják. A primer körben nem tartják be az áramszolgáltató és az indukció elektromotoros erőinek paritását, a primer tekercsben az elektromos áramot addig növelik, amíg a mágneses fluxus vissza nem tér az eredeti értékre.

Rövidzárlat (rövidzárlat)

A készülék ebbe az üzemmódba való átmenete a szekunder áramkör rövidzárlatával történik. Rövidzárlat - egy speciális terhelés, az alkalmazott terhelés - a szekunder tekercs ellenállása - az egyetlen.

A transzformátor működési elve rövidzárlatos üzemmódban a következő: jelentéktelen AC feszültség, a szekunder következtetései rövidre zárnak. A bemeneti feszültséget úgy állítjuk be, hogy a záróáram értéke megfeleljen a készülék névleges elektromos áramának értékének. A feszültségérték határozza meg a tekercsek felmelegedésének, valamint az aktív ellenállásnak tulajdonítható energiaveszteséget.

Ez a mód jellemző a mérőműszerekre.

A transzformátorok eszközeinek és rendeltetési típusainak sokfélesége alapján bátran kijelenthetjük, hogy ma már szinte mindenhol nélkülözhetetlen eszközök, amelyek biztosítják a stabilitást és elérik a fogyasztó számára a szükséges feszültségértékeket, mind a polgári hálózatokban, mind az ipari hálózatokban. vállalkozások.

Talán valaki azt hiszi, hogy a transzformátor valami a transzformátor és a terminátor között. Ennek a cikknek az a célja, hogy megsemmisítse az ilyen gondolatokat.

A transzformátor egy statikus elektromágneses eszköz, amely egy feszültségű és egy bizonyos frekvenciájú váltakozó elektromos áramot egy másik feszültségű és azonos frekvenciájú elektromos árammá alakít.

Bármely transzformátor működése egy Faraday által felfedezett jelenségen alapul.

A transzformátorok célja

Különböző típusú transzformátorokat használnak az elektromos készülékek szinte minden tápáramkörében és a villamos energia nagy távolságokra történő átvitelében.

Az erőművek viszonylag alacsony feszültségű áramot állítanak elő - 220 , 380 , 660 B. Transzformátorok, a feszültség növelése a rendelési értékekre ezer kilovolt, jelentősen csökkentheti a veszteségeket a villamos energia nagy távolságokon történő átvitelében, és ezzel egyidejűleg csökkentheti az erőátviteli vezetékek keresztmetszeti területét.

Közvetlenül a fogyasztóhoz (például egy szokásos otthoni aljzathoz) való eljutás előtt az áram egy lecsökkentő transzformátoron halad át. Így kapjuk a megszokottat 220 Volt.

A transzformátor leggyakoribb típusa az teljesítmény transzformátorok . Úgy tervezték, hogy átalakítsák a feszültséget az elektromos áramkörökben. A transzformátorokon kívül különféle elektronikai eszközök is használják:

• impulzus transzformátorok;
• Erőátviteli transzformátorok;
• áramváltók.

A transzformátor működési elve

A transzformátorok egyfázisúak és többfázisúak, egy, két vagy több tekercseléssel. Tekintsük a transzformátor sémáját és működési elvét a legegyszerűbb egyfázisú transzformátor példájával.

Miből készül a transzformátor? A legegyszerűbb esetben egy fémből mag és kettő tekercsek . A tekercsek nincsenek elektromosan csatlakoztatva egymáshoz, és szigetelt vezetékek.

Egy tekercs (úgy hívják elsődleges ) váltóáramú áramforráshoz csatlakozik. A második tekercset ún másodlagos , csatlakozik az áram végső fogyasztójához.

Ha egy transzformátort váltóáramú forráshoz csatlakoztatunk, akkor a primer tekercsének meneteiben váltakozó áram folyik. I1 . Ez mágneses fluxust hoz létre F , amely mindkét tekercset áthatja és emf-et indukál bennük.

Előfordul, hogy a szekunder tekercs nincs terhelés alatt. A transzformátornak ezt a működési módját üresjárati üzemmódnak nevezik. Ennek megfelelően, ha a szekunder tekercs bármely fogyasztóhoz csatlakozik, áram folyik rajta I2 , amely az EMF hatása alatt keletkezik.

A tekercsekben előforduló EMF nagysága közvetlenül függ az egyes tekercsek fordulatszámától. A primer és szekunder tekercsekben indukált EMF arányát transzformációs aránynak nevezzük, és megegyezik a megfelelő tekercsek menetszámának arányával.

A tekercsek fordulatszámának kiválasztásával növelhető vagy csökkenthető a szekunder tekercsről érkező áramfogyasztó feszültsége.

Ideális transzformátor

Az ideális transzformátor olyan transzformátor, amelyben nincs energiaveszteség. Egy ilyen transzformátorban a primer tekercsben lévő áramerősség először teljesen átalakul a mágneses mező energiájává, majd a szekunder tekercs energiájává.

Természetesen ilyen transzformátor nem létezik a természetben. Mindazonáltal abban az esetben, ha a hőveszteség elhanyagolható, célszerű az ideális transzformátor képletét használni a számításokban, amely szerint az elsődleges és a szekunder tekercsben lévő áramteljesítmények egyenlőek.

Apropó! Olvasóink most 10% kedvezményt kapnak

Energiaveszteség a transzformátorban

A transzformátorok hatásfoka meglehetősen magas. A tekercsben és a magban azonban energiaveszteség lép fel, ami a transzformátor működése során a hőmérséklet emelkedését okozza. Kis teljesítménytranszformátoroknál ez nem probléma, és minden hő elmegy környezet- természetes léghűtés használatos. Az ilyen transzformátorokat száraznak nevezik.

Erősebb transzformátorokban léghűtés nem elegendő, és olajhűtés van alkalmazva. Ebben az esetben a transzformátort egy ásványolaj tartályba helyezik, amelyen keresztül a hő a tartály falaira kerül, és a környezetbe kerül. A nagy teljesítményű transzformátorokban kipufogócsöveket is használnak - ha az olaj felforr, a keletkező gázoknak kivezetésre van szükségük.

Természetesen a transzformátorok nem olyan egyszerűek, mint amilyennek első pillantásra tűnhet - végül is röviden áttekintettük a transzformátor elvét. Egy villamosmérnöki teszt transzformátorszámítási feladatokkal hirtelen valós problémává válhat. mindig készen áll a segítségére lenni a tanulmányaival kapcsolatos problémák megoldásában! Lépjen kapcsolatba Zaochnikkal, és tanuljon egyszerűen!

A transzformátor feltalálásával műszaki érdeklődés mutatkozott a váltakozó áram iránt. Mihail Oszipovics Dolivo-Dobrovolszkij orosz villamosmérnök 1889-ben egy háromfázisú, három vezetékes váltóáramú rendszert javasolt (a háromfázisú, hat vezetékes váltóáram-rendszert Nikola Tesla találta fel, az Egyesült Államok szabadalma. , megépítette az első háromfázisú aszinkront motor mókuskalitkás mókuskalitkás tekercseléssel és háromfázisú tekercseléssel a forgórészen (Nikola Tesla által feltalált háromfázisú aszinkron motor, US szabadalom, a mágneses áramkör három rúdja ugyanabban a síkban helyezkedik el. Az 1891-es frankfurti elektromos kiállításon Dolivo-Dobrovolsky egy kísérleti háromfázisú nagyfeszültségű erőátvitelt mutatott be, 175 km hosszúsággal. A háromfázisú generátor 230 kW teljesítményű volt 95 V feszültség mellett.

Az 1900-as évek elején Robert Hadfield angol kohászkutató kísérletsorozatot végzett az adalékanyagok vas tulajdonságaira gyakorolt ​​hatásának meghatározására. Csak néhány évvel később sikerült az első tonna szilícium-adalékanyagot tartalmazó transzformátoracélt szállítania a vásárlóknak.

A maggyártás technológiájában a következő nagy ugrás az 1930-as évek elején következett be, amikor Norman P. Gross amerikai kohász megállapította, hogy a hengerlés és a hevítés együttes hatására a szilíciumacél rendkívüli mágneses tulajdonságokat fejlesztett ki a hengerlés irányában: a mágneses telítettség a hengerlési irányban nőtt. 50%-kal a hiszterézis veszteség 4-szeresére csökkent, a mágneses permeabilitás pedig 5-szörösére nőtt.

A transzformátor alapelvei

A transzformátor működése két alapelven alapul:

1. Az időben változó elektromos áram időben változó mágneses teret hoz létre (elektromágnesesség)
2. A tekercsen áthaladó mágneses fluxus változása EMF-et hoz létre ebben a tekercsben (elektromágneses indukció)

Az egyik tekercsen, ún primer tekercselés feszültség külső forrásból történik. A primer tekercsen átfolyó váltakozó áram váltakozó mágneses fluxust hoz létre a mágneses körben. Az elektromágneses indukció eredményeként a mágneses körben a váltakozó mágneses fluxus minden tekercsben, beleértve a primert is, a mágneses fluxus első deriváltjával arányos indukciós EMF-et hoz létre, 90 ° -kal ellenkező irányban szinuszos árammal. a mágneses fluxushoz képest.

Egyes transzformátorokban, amelyek magas vagy ultramagas frekvencián működnek, előfordulhat, hogy a mágneses áramkör hiányzik.

Faraday törvénye

A szekunder tekercsben keletkező EMF Faraday törvényéből számítható ki, amely kimondja, hogy:

U 2- Feszültség a szekunder tekercsen, N 2 - fordulatok száma a szekunder tekercsben, Φ - teljes mágneses fluxus a tekercs egy fordulaton keresztül. Ha a tekercs menetei merőlegesek a mágneses mező vonalaira, akkor a fluxus arányos lesz a mágneses térrel Bés négyzet S amelyen áthalad.

Az elsődleges tekercsben generált EMF:

U 1- a feszültség pillanatnyi értéke a primer tekercs végein, N 1 az elsődleges tekercs meneteinek száma.

Az egyenlet felosztása U 2 a U 1, megkapjuk az arányt:

Ideális transzformátor egyenletek

Ideális transzformátor az a transzformátor, amelynek nincs energiavesztesége a tekercsek fűtésére és a tekercs szivárgási fluxusaira. Egy ideális transzformátorban minden erővonal áthalad mindkét tekercs minden menetén, és mivel a változó mágneses tér minden menetben ugyanazt az EMF-et generálja, a tekercsben indukált teljes EMF arányos a tekercseinek teljes számával. Egy ilyen transzformátor az elsődleges áramkörből érkező összes energiát mágneses mezővé, majd a szekunder áramkör energiájává alakítja. Ebben az esetben a bejövő energia egyenlő az átalakított energiával:

P1- a transzformátornak a primer körből származó teljesítmény pillanatnyi értéke, P2- a szekunder körbe belépő transzformátor által átalakított teljesítmény pillanatnyi értéke.

Ezt az egyenletet a tekercsek végén lévő feszültségek arányával kombinálva megkapjuk az ideális transzformátor egyenletét:

Így azt kapjuk, hogy a feszültség növekedésével a szekunder tekercs végein U 2, a szekunder áramkör árama csökken én 2.

Az egyik áramkör ellenállásának egy másik ellenállására való konvertálásához meg kell szorozni az értéket az arány négyzetével. Például az ellenállás Z2 a szekunder tekercs végeihez csatlakoztatva annak csökkentett értéke a primer körhöz képest lesz. Ez a szabály a szekunder körre is érvényes: .

Transzformátor üzemmódok

Rövidzárási mód

Rövidzárlatos üzemmódban a transzformátor primer tekercsére kis váltakozó feszültség kerül, a szekunder tekercs vezetékei rövidre záródnak. A bemeneti feszültség úgy van beállítva, hogy a rövidzárlati áram egyenlő legyen a transzformátor névleges (számított) áramával. Ilyen körülmények között a rövidzárlati feszültség értéke jellemzi a transzformátor tekercseinek veszteségeit, az ohmos ellenállás veszteségeit. A teljesítményveszteség úgy számítható ki, hogy a rövidzárlati feszültséget megszorozzuk a zárlati árammal.

Ezt a módot széles körben használják az áramváltók mérésére.

Betöltött mód

Amikor terhelést csatlakoztatunk a szekunder tekercshez, a szekunder körben áram keletkezik, amely a mágneses áramkörben mágneses fluxust hoz létre, amely ellentétes az elsődleges tekercs által létrehozott mágneses fluxussal. Ennek eredményeként a primer áramkörben megsérül az indukciós EMF és az áramforrás EMF egyenlősége, ami az áramerősség növekedéséhez vezet az elsődleges tekercsben, amíg a mágneses fluxus el nem éri majdnem ugyanazt az értéket.

Sematikusan az átalakítási folyamat a következőképpen ábrázolható:

Ehhez vegye figyelembe a rendszer válaszát egy szinuszos jelre u 1=U 1 e-jω t(ω=2π f, ahol f a jel frekvenciája, j a képzeletbeli egység). Akkor én 1=én 1 e-jω t stb., csökkentve az exponenciális tényezőket, azt kapjuk

U 1=-jω L1 én 1-jω L 12 én 2+én 1 R1

Jω L2 én 2-jω L 12 én 1+én 2 R2 =-én 2 Z n

A komplex amplitúdók módszere lehetővé teszi, hogy ne csak egy tisztán aktív, hanem egy tetszőleges terhelést is vizsgáljunk, miközben elegendő a terhelési ellenállás pótlása R n az impedanciája Z n. A kapott lineáris egyenletekből könnyen kifejezheti a terhelésen áthaladó áramot az Ohm-törvény segítségével - a terhelés feszültsége stb.

T-alakú transzformátor egyenértékű áramkör.

A transzformátor mágneses rendszerének azt a részét, amely nem hordozza a fő tekercseket, és a mágneses áramkör lezárására szolgál, az úgynevezett - iga

A rudak térbeli elrendezésétől függően vannak:

1. Lapos mágneses rendszer- olyan mágneses rendszer, amelyben az összes rúd és járom hossztengelye ugyanabban a síkban van
2. Térbeli mágneses rendszer- olyan mágneses rendszer, amelyben a rudak vagy jármák hossztengelyei, vagy a rudak és a jármák különböző síkban helyezkednek el
3. Szimmetrikus mágneses rendszer- olyan mágneses rendszer, amelyben minden rúd azonos alakú, kialakítású és méretű, és bármely rúd relatív helyzete az összes járomhoz képest minden rúd esetében azonos
4. Aszimmetrikus mágneses rendszer- olyan mágneses rendszer, amelyben az egyes rudak alakja, kialakítása vagy méretei tekintetében eltérhet más rudaktól, vagy bármely rúd relatív helyzete a többi rúdhoz vagy járomhoz képest eltérhet bármely más rúd helyzetétől

tekercsek

A tekercselés fő eleme az tekercs- a transzformátor mágneses rendszerének egy részét körültekerve párhuzamosan kapcsolt elektromos vezető vagy ilyen vezetékek sorozata (sodort mag), amelynek elektromos árama más ilyen vezetők és a transzformátor egyéb részei áramával együtt , létrehozza a transzformátor mágneses terét, és amelyben ennek a mágneses térnek a hatására elektromotoros erő indukálódik.

Kanyargó- egy sor kanyar kialakítása elektromos áramkör, amely a kanyarokban indukált EMF-et foglalja össze. A háromfázisú transzformátorban a tekercselés általában azonos feszültségű háromfázisú, egymással összekapcsolt tekercskészletet jelent.

Az erősáramú transzformátorok tekercsvezetőjének keresztmetszete általában négyzet alakú hatékony felhasználása rendelkezésre álló hely (a magablak kitöltési tényezőjének növeléséhez). A vezető keresztmetszeti területének növekedésével két vagy több párhuzamos vezető elemre osztható, hogy csökkentse az örvényáram-veszteséget a tekercsben és megkönnyítse a tekercs működését. A négyzet alakú vezetőképes elemet lakóépületnek nevezzük.

Mindegyik mag papírtekerccsel vagy zománcozott lakkal van szigetelve. Két külön-külön szigetelt és párhuzamosan összekapcsolt magnak néha közös papírszigetelése lehet. Két ilyen szigetelt magot egy közös papírszigetelésben kábelnek nevezünk.

A tekercsvezető speciális fajtája a folyamatosan transzponált kábel. Ez a kábel két réteg zománcozott lakkal szigetelt szálakból áll, amelyek tengelyirányban helyezkednek el egymáshoz képest, amint az az ábrán látható. Folyamatosan transzponált kábelt úgy kapunk, hogy az egyik réteg külső szálát állandó osztással a következő rétegre mozgatjuk, és közös külső szigetelést alkalmazunk.

A kábel papírtekercsei vékony (több tíz mikrométeres) több centiméter széles papírcsíkokból készülnek, amelyeket a mag köré tekernek. A papírt több rétegbe csomagolják a kívánt teljes vastagság eléréséhez.

Lemeztekercselés

A tekercsek a következők szerint vannak felosztva:

1. Időpont egyeztetés
   • Fő- transzformátor tekercsek, amelyekre az átalakított váltóáram energiáját táplálják, vagy amelyekről az átalakított váltóáram energiáját eltávolítják.
   • Szabályozó- alacsony tekercsárammal és nem túl széles szabályozási tartománnyal a tekercsben leágazások biztosíthatók a feszültség transzformációs arány szabályozására.
   • Kiegészítő- tekercsek, amelyek például a transzformátor névleges teljesítményénél lényegesen kisebb teljesítményű segédhálózat táplálására, a harmadik harmonikus mágneses tér kompenzálására, a mágneses rendszer egyenárammal történő mágnesezésére szolgálnak stb.
2. Végrehajtás
   • Közönséges tekercselés- a tekercs menetei tengelyirányban helyezkednek el a tekercs teljes hosszában. A következő fordulatokat szorosan egymáshoz tekerjük, közbenső teret nem hagyva.
   • csavaros tekercselés- a spirális tekercs lehet a többrétegű tekercs egy változata, ahol az egyes tekercsfordulatok vagy vezetékek közötti távolságok vannak.
   • Lemeztekercselés- a lemeztekercselés számos sorba kapcsolt lemezből áll. Mindegyik tárcsában a tekercsek sugárirányban spirális mintázatban vannak feltekerve befelé és kifelé a szomszédos tárcsákon.
   • fólia tekercselés- a fóliatekercsek széles réz- vagy alumíniumlemezből készülnek, vastagsága tizedmillimétertől több milliméterig terjed.

Sémák és csoportok a háromfázisú transzformátorok tekercseinek csatlakoztatására

Három fő módja van a háromfázisú transzformátor mindkét oldalának fázistekercseinek csatlakoztatásának:

• Y-csatlakozás ("csillag"), ahol minden tekercs az egyik végén egy közös ponthoz van csatlakoztatva, amelyet semlegesnek neveznek. Van egy "csillag" egy közös pontból következtetve (Y 0 vagy Y n jelöléssel) és anélkül (Y)
• Δ-csatlakozás ("delta"), ahol három fázistekercs van sorba kötve
• Z-csatlakozás ("cikkcakk"). Nál nél ez a módszer csatlakozás esetén minden fázistekercs két egyforma részből áll, amelyek a mágneses áramkör különböző rúdjain vannak elhelyezve, és egymással szemben sorba vannak kötve. Az így kapott háromfázisú tekercseket egy közös ponton kötjük össze, hasonlóan a „csillaghoz”. Általában "cikcakkot" használnak egy közös pontból (Z 0) származó elágazással.

A transzformátor primer és szekunder tekercsét egyaránt csatlakoztathatja bármelyik három módon fent látható, bármilyen kombinációban. A konkrét módszert és kombinációt a transzformátor rendeltetése határozza meg.

Az Y-csatlakozást általában a alatt működő tekercsekhez használják magasfeszültség. Ennek számos oka lehet:

A háromfázisú autotranszformátor tekercseit csak "csillagban" lehet csatlakoztatni;

Ha egy nagy teljesítményű háromfázisú transzformátor helyett három egyfázisú autotranszformátort használnak, lehetetlen őket más módon csatlakoztatni;

Amikor a transzformátor szekunder tekercse táplálja a nagyfeszültségű vezetéket, a földelt nulla jelenléte csökkenti a túlfeszültségeket a villámcsapások során. Semleges földelés nélkül lehetetlen a vezeték differenciálvédelmét működtetni, a földre való szivárgás szempontjából. Ebben az esetben az ezen a vonalon lévő összes vevőtranszformátor primer tekercsének nem szabad földelt nullával rendelkeznie;

A feszültségszabályozók (csapos kapcsolók) kialakítása jelentősen leegyszerűsödik. A tekercscsapok „semleges” végről történő elhelyezése biztosítja az érintkezőcsoportok minimális számát. A kapcsolók szigetelésére vonatkozó követelmények csökkennek, mint a földhöz viszonyított minimális feszültségen működik;

Ez a vegyület technológiailag a legfejlettebb és a legkevésbé fémigényes.

A delta csatlakozást olyan transzformátoroknál használják, ahol az egyik tekercs már csillaggal van bekötve, különösen a nulla kivezetéssel.

A még elterjedt transzformátorok Y / Y 0 sémával történő üzemeltetése akkor indokolt, ha fázisainak terhelése azonos (háromfázisú motor, háromfázisú villanykályha, szigorúan számított közvilágítás stb.) Ha a terhelés aszimmetrikus (háztartási és egyéb egyfázisú), akkor a magban lévő mágneses fluxus kiegyensúlyozatlan, és a kompenzálatlan mágneses fluxus (ún. "nulla sorrendű fluxus") bezárul a burkolaton és a tartályon, amitől azok felmelegednek. és rezeg. Az elsődleges tekercs nem tudja ezt az áramlást kompenzálni, mert vége a generátorhoz nem csatlakoztatott virtuális nullára van kötve. A kimeneti feszültségek torzulnak ("fázis-kiegyensúlyozatlanság" lesz). Egyfázisú terhelés esetén az ilyen transzformátor lényegében egy nyitott mag fojtótekercs, és az impedanciája nagy. Az egyfázisú rövidzárlat áramát nagymértékben alábecsülik a számítotthoz képest (háromfázisú zárlat esetén), ami megbízhatatlanná teszi a védőfelszerelések működését.

Ha a primer tekercs háromszögbe van kötve (transzformátor Δ/Y 0 áramkörrel), akkor minden rúd tekercsének két-két vezetéke van mind a terheléshez, mind a generátorhoz, és a primer tekercs minden rudat külön-külön mágnesezhet anélkül, hogy befolyásolná a másik kettő és a mágneses egyensúly megsértése nélkül. Egy ilyen transzformátor egyfázisú ellenállása közel lesz a számítotthoz, a feszültség kiegyensúlyozatlansága gyakorlatilag megszűnik.

Másrészt a háromszög tekercselésnél a leágazó kapcsoló (nagyfeszültségű érintkezők) kialakítása bonyolultabbá válik.

A tekercs háromszöggel való összekapcsolása lehetővé teszi, hogy az áram harmadik és többszörös felharmonikusa keringhessen a három sorba kapcsolt tekercs által alkotott gyűrűn belül. A harmadik harmonikus áramok zárása szükséges ahhoz, hogy a transzformátor ellenállását csökkentsük a nem szinuszos terhelési áramokkal szemben (nem lineáris terhelés), és a feszültség szinuszos maradjon. A harmadik áramharmonikus mindhárom fázisban azonos irányú, ezek az áramok nem keringhetnek olyan tekercsben, amelyet csillaggal köt össze, elszigetelt nullával.

A hármas szinuszos áramok hiánya a mágnesező áramban az indukált feszültség jelentős torzulásához vezethet olyan esetekben, amikor a mag 5 rudas, vagy páncélozott kivitelben készül. A delta-csatlakozású transzformátor tekercs kiküszöböli ezt a zavart, mivel a delta-csatlakozású tekercs csillapítja a harmonikus áramokat. Néha a transzformátorok harmadlagos Δ-csatlakozású tekercset biztosítanak, amely nem töltésre szolgál, hanem megakadályozza a feszültség torzulását és a nulla sorrendű impedancia csökkenését. Az ilyen tekercselést kompenzációnak nevezik. A töltésre szánt elosztótranszformátorok a fázis és a nulla között a primer oldalon általában delta tekercseléssel vannak ellátva. A delta tekercsben lévő áram azonban nagyon alacsony lehet a minimális névleges teljesítmény eléréséhez, és a szükséges tekercsvezető mérete rendkívül kényelmetlen a gyári gyártáshoz. Ilyenkor a nagyfeszültségű tekercs csillagba, a szekunder tekercs cikcakkba köthető. A cikk-cakk tekercs két leágazásában keringő nulla sorrendű áramok kiegyenlítik egymást, a szekunder oldal nulla sorrendű impedanciáját elsősorban a tekercs két ága közötti szórt mágneses tér határozza meg, és egy nagyon kisszámú.

Egy tekercspár különböző módon történő csatlakoztatásával különböző fokú előfeszítési feszültség érhető el a transzformátor oldalai között.

1. Csak olyan transzformátorok működhetnek párhuzamosan, amelyeknek a primer és szekunder feszültség között azonos szöghibája van.
2. A nagy- és kisfeszültségű oldalon azonos polaritású pólusokat párhuzamosan kell kötni.
3. A transzformátoroknak megközelítőleg azonos feszültségaránnyal kell rendelkezniük.
4. A rövidzárlati impedancia feszültségének azonosnak kell lennie, ±10%-on belül.
5. A transzformátorok teljesítményaránya nem térhet el 1:3-nál nagyobb mértékben.
6. A fordulatszám kapcsolóinak olyan helyzetekben kell lenniük, hogy a feszültségerősítés a lehető legközelebb legyen.

Más szóval ez azt jelenti, hogy a leginkább hasonló transzformátorokat kell használni. A transzformátorok azonos modelljei a legjobb megoldás. A fenti követelményektől a vonatkozó ismeretek felhasználásával el lehet térni.

Frekvencia

Transzformátor feszültségszabályozás

Az elektromos hálózat terhelésétől függően változik a feszültsége. A fogyasztói elektromos fogyasztók normál működéséhez szükséges, hogy a feszültség ne térjen el a megadott szinttől a megengedett határértékeknél nagyobb mértékben, ezért érvényes különböző módokon feszültségszabályozás a hálózatban.

Hibaelhárítás

A meghibásodás típusa	Ok
Túlmelegedés	Túlterhelés
Túlmelegedés	Alacsony olajszint
Túlmelegedés	Lezárások
Túlmelegedés	Elégtelen hűtés
Bontás	Túlterhelés
Bontás	Olajszennyeződés
Bontás	Alacsony olajszint
Bontás	Kapcsolja be a szigetelés öregedését
szikla	Gyenge forrasztási minőség
szikla	Erős elektromechanikus deformációk rövidzárlat során
Fokozott zúgás	A laminált mágneses áramkör préselésének gyengülése
Fokozott zúgás	Túlterhelés
Fokozott zúgás
Fokozott zúgás	rövidzárlat a tekercsben
A levegő megjelenése a gázrelében (termoszifon szűrővel)	A termoszifon szűrő dugós, a dugón keresztül levegő jut a gázrelébe

Túlfeszültség transzformátor

A túlfeszültségek típusai

Használat közben a transzformátorok működési paramétereiket meghaladó feszültségnek lehetnek kitéve. Ezeket a túlfeszültségeket időtartamuk szerint két csoportra osztják:

• Pillanatnyi túlfeszültség- 1 másodpercnél rövidebb és több óra közötti relatív időtartamú teljesítményfrekvencia feszültség.
• Tranziens túlfeszültség- rövid távú túlfeszültség, nanoszekundumtól néhány milliszekundumig terjedő tartományban. Az emelkedési idő néhány nanoszekundumtól néhány milliszekundumig terjedhet. A tranziens túlfeszültség lehet oszcilláló és nem rezgő. Általában egyirányú cselekvéssel rendelkeznek.

A transzformátort tranziens és tranziens túlfeszültség kombinációjának is ki lehet téve. A tranziens túlfeszültségek azonnal követhetik a tranziens túlfeszültségeket.

A túlfeszültségeket eredetük alapján két fő csoportba soroljuk:

• Légköri hatások által okozott túlfeszültségek. A tranziens túlfeszültségek leggyakrabban a transzformátorhoz csatlakoztatott nagyfeszültségű távvezetékek közelében fordulnak elő villámlás miatt, de néha villámimpulzus is becsaphat a transzformátorba vagy magába a távvezetékbe. A csúcsfeszültség értéke a villámimpulzus áramától függ, és statisztikai változó. 100 kA feletti villámimpulzusáramokat regisztráltak. A nagyfeszültségű vezetékeken végzett mérések szerint az esetek 50%-ában a villámáramok csúcsértéke 10-20 kA tartományba esik. A transzformátor és a villámimpulzus ütközési pontja közötti távolság befolyásolja a transzformátort érő impulzus felfutási idejét, minél rövidebb a távolság a transzformátortól, annál rövidebb az idő.
• Az elektromos rendszerben keletkező túlfeszültségek. Ebbe a csoportba tartoznak mind a rövid távú, mind a tranziens túlfeszültségek, amelyek a villamosenergia-rendszer működési és karbantartási körülményeinek változásából erednek. Ezeket a változásokat a kapcsolási folyamat megsértése vagy meghibásodás okozhatja. Az átmeneti túlfeszültségeket földzárlatok, terhelésvesztés vagy alacsony frekvenciájú rezonancia jelenségek okozzák. Tranziens túlfeszültségek akkor fordulnak elő, ha a rendszert gyakran leválasztják vagy csatlakoztatják. Akkor is előfordulhatnak, amikor a külső szigetelés meggyullad. A reaktív terhelés kapcsolásakor a tranziens feszültség akár 6-7 p.u-ra is emelkedhet. a megszakítóban lévő tranziens áram számos megszakítása miatt, amelynek impulzusnövekedési ideje akár néhány mikroszekundum töredéke is lehet.

A transzformátor túlfeszültség-álló képessége

A transzformátoroknak át kell menniük bizonyos dielektromos szilárdsági teszteken, mielőtt elhagyják a gyárat. E tesztek sikeres teljesítése jelzi a valószínűséget zavartalan működés transzformátor.

A teszteket nemzetközi és nemzeti szabványok írják le. A tesztelt transzformátorok megerősítik a magas működési megbízhatóságot.

Kiegészítő feltétel magas fokozat A megbízhatóság az elfogadható túlfeszültség határok biztosítása, mivel a transzformátor működése során a vizsgálati körülményekhez képest komolyabb túlfeszültségnek lehet kitéve.

Hangsúlyozni kell a villamosenergia-rendszerben esetlegesen előforduló összes túlfeszültség tervezésének és elszámolásának rendkívüli fontosságát. Normál végrehajtáshoz adott állapot meg kell érteni az eredetet különféle típusok túlfeszültségek. A különböző típusú túlfeszültségek nagysága statisztikai változó. A szigetelés túlfeszültség-tűrő képessége szintén statisztikai változó.

Lásd még

	Transzformátor a Wikiszótárban
	Transzformátor a Wikimedia Commonsnál

• Integrált transzformátor próbapad

Megjegyzések

1. Kharlamova T. E. Tudomány és technológia története. Energiaipar. Tankönyv.Szentpétervár: SZTU, 2006. 126 p.
2. Kislitsyn A. L. Transformers: Tankönyv az "Elektromechanika" kurzushoz .- Uljanovszk: UlGTU, 2001. - 76 ISBN 5-89146-202-8
3. Erőátviteli transzformátorok: a c.t. fejlődésének fő mérföldkövei. n. Savintsev Yu.M. Elérhető: 2010.01.25
4. Erőátviteli transzformátor: a fejlődés szakaszai. D.t. n., prof. Popov G. V. itt: transform.ru. Elérhető 2008.08.02
5. A transzformátor története az energoportal.ru oldalon. Elérhető 2008.08.02
6. csévélők A teljesítménytranszformátor alapelvei és alkalmazásai. - P. 20–21.