Különböző típusú transzformátorok és alkalmazásuk

A transzformátor az elektromos és elektronikai területen széles körben használt eszköz. Ez egy elektromágneses eszköz, amely követi az elektromágnesesség alapelvét, amelyet Michael Faraday fedezett fel. A Transformers felépítéséről és működéséről az előző bemutatóban részletesen foglalkozunk. Itt kitérünk a különböző típusú transzformátorokra, amelyeket különféle alkalmazásokban használunk. Azonban minden típusú transzformátor ugyanazokat az elveket követi, de eltérő konstrukciós módszerrel rendelkeznek. Kis erőfeszítéssel megépítheti saját transzformátorát is, de a transzformátor építése során mindig be kell tartani a transzformátor védelmi technikáit.

Transzformátor típusok a feszültségszint alapján

A transzformátornak többféle szerkezete lehet. A transzformátor nem rendelkezik elektromos csatlakozással egyik oldalról a másikra; mégis a két elektromosan független tekercs elektromágneses fluxus útján tudja vezetni az elektromosságot. A transzformátor több tekercset vagy tekercset tartalmazhat az elsődleges oldalon, valamint a szekunder oldalon. Számos esetben több elsődleges oldal, ahol két tekercs sorba van kötve, gyakran középcsapolásnak nevezik. Ez a középen csapolt állapot a másodlagos oldalon is látható.

A transzformátorokat úgy lehet megépíteni, hogy az elsődleges oldal feszültségszintjét másodlagosra alakítsa. A feszültségszinttől függően a transzformátor három kategóriába sorolható. Lépjen le, lépjen fel és izolációs transzformátor. Az izolációs transzformátor esetében a feszültségszint mindkét oldalon azonos.

1. Léptető transzformátor

A Step down Transformer mind az elektronikai, mind az elektromos területen használatos. Lépcsős transzformátor átalakítja az elsődleges feszültségszintet alacsonyabb feszültséggé a szekunder kimeneten. Ez az elsődleges és a másodlagos tekercsek arányával érhető el. Lépcsőzetes transzformátorok esetében a tekercsek száma nagyobb az elsődleges oldalon, mint a szekunder oldalon. Ezért az elsődleges és a másodlagos összes tekercselési arány mindig több, mint 1.

Az elektronikában sok alkalmazás 5 V, 6 V, 9 V, 12 V, 24 V vagy bizonyos esetekben 48 V feszültséggel működik. Az egyfázisú 230 V AC kimeneti feszültség kívánt alacsony feszültségszintre történő átalakításához Step Down transzformátorokra van szükség. A műszerekben, valamint számos elektromos berendezésben a tápfeszültség szakasz elsődleges követelménye a lépcsőzetes transzformátor. Hálózati adapterekben és mobiltelefon-töltő áramkörökben is használják őket.

Az elektromos áramban az elektromos elosztórendszerben visszalépő transzformátorokat használnak, amelyek nagyon nagy feszültségen működnek, hogy alacsony veszteséget és költséghatékony megoldást biztosítsanak a nagy távolságú áramellátási követelményekhez. A nagyfeszültség kisfeszültségű tápvezetékké történő átalakításához a Step down transzformátort használják.

2. Fokozott transzformátor

A Step Up transzformátor pontosan ellentétes a step down transzformátorral. A transzformátor fokozása növeli az alacsony primer feszültséget magas szekunder feszültségre. Ismét az elsődleges és a másodlagos tekercselés arányával érhető el. A Step Up transzformátor esetében az elsődleges tekercs és a másodlagos tekercs aránya kevesebb, mint 1. Ez azt jelenti, hogy a másodlagos tekercsben a fordulatok száma magasabb, mint az elsődleges tekercs.

Az elektronikában a transzformátorokat gyakran használják stabilizátorokban, inverterekben stb., Ahol az alacsony feszültséget sokkal magasabb feszültséggé alakítják.

Az elektromos áramelosztásban fokozatos transzformátort is használnak. Nagyfeszültségre van szükség az áramelosztással kapcsolatos alkalmazásokhoz. A hálózati feszültségnövelő transzformátort a feszültségszint növelésére használják az elosztás előtt.

3. Izolációs transzformátor

Az izolációs transzformátor nem alakít át feszültségszinteket. A leválasztó transzformátor primer és szekunder feszültsége mindig ugyanaz marad. Ennek oka, hogy az elsődleges és a másodlagos tekercs aránya mindig megegyezik az 1 értékkel. Ez azt jelenti, hogy a primer és szekunder tekercsek száma megegyezik a leválasztó transzformátorral.

Az elválasztó transzformátort a primer és a szekunder izolálására használják. Amint azt korábban említettük, a transzformátornak nincs elektromos kapcsolata az elsődleges és a szekunder között, izolációs gátként is használják, ahol a vezetés csak a mágneses fluxussal történik. Biztonsági célokra és az elsődlegesről a másodlagosra vagy fordítva történő zajátadás megszüntetésére szolgál.

Transzformátor típusok alapanyag alapján

A transzformátor az energiát úgy továbbítja, hogy elektromágneses fluxust vezet be egy maganyagon keresztül. A különböző maganyagok eltérő fluxus sűrűséget eredményeznek. Az alapanyagoktól függően az áram- és az elektronika területén többféle transzformátort használnak.

1. Vasmagú transzformátor

A vasmagtranszformátor több puha vaslemezt használ maganyagként. A vas kiváló mágneses tulajdonságai miatt a vasmag transzformátor fluxus kapcsolata nagyon magas. Így a vasmag transzformátor hatékonysága is magas.

A puha vasmaglemezek többféle formában és méretben kaphatók. Az elsődleges és a másodlagos tekercsek, vagy tekercselőre tekerve. Ezt követően a tekercsképzőt puha vasmaglemezekbe szerelik. A mag méretétől és alakjától függően más típusú maglemezek kaphatók a piacon. Kevés a legelterjedtebb alak E, I, U, L stb. A vaslemezek vékonyak, és több lemez össze van csomózva, így a tényleges mag. Például az E típusú magok vékony lemezekkel készülnek, az E betű megjelenésével.

A vasmagú transzformátorokat széles körben használják, és súlyuk és alakjuk általában nehezebb.

2. Ferritmagú transzformátor

A ferritmagtranszformátor ferritmagot használ a magas mágneses permeabilitás miatt. Ez a típusú transzformátor nagyon alacsony veszteségeket kínál a nagyfrekvenciás alkalmazásokban. Emiatt a ferritmag-transzformátorokat nagyfrekvenciás alkalmazásokban használják, például kapcsolóüzemű tápegységben (SMPS), RF-vel kapcsolatos alkalmazásokban stb.

A ferritmagú transzformátorok az alkalmazási követelményektől függően más típusú alakokat és méreteket is kínálnak. Elsősorban elektronikában használják, nem pedig elektromos alkalmazásokban. A ferritmagtranszformátor leggyakoribb alakja az E mag.

3. Toroid magtranszformátor

A toroid magtranszformátor toroid alakú maganyagot használ, például vasmagot vagy ferritmagot. A toroidok gyűrű vagy fánk alakú maganyagok, és széles körben használják a kiváló elektromos teljesítmény érdekében. A gyűrű alakja miatt a szivárgás induktivitása nagyon alacsony, és nagyon magas induktivitást és Q tényezőket kínál. A tekercsek viszonylag rövidek és súlyuk sokkal kisebb, mint a hagyományos, azonos besorolású transzformátoroké.

4. Légmagtranszformátor

A légmagtranszformátor nem használ fizikai anyagként mágneses magot. A levegő-mag transzformátor fluxus kapcsolása teljes egészében a levegő felhasználásával történik.

A légmagtranszformátorban az elsődleges tekercs váltakozó áramot kap, amely elektromágneses teret hoz létre körülötte. Amikor egy másodlagos tekercset helyeznek a mágneses mezőbe, a Faraday-féle indukciós törvény szerint, a másodlagos tekercset egy mágneses tér indukálja, amelyet tovább használnak a terhelés meghajtására.

A légmagtranszformátor azonban alacsony kölcsönös induktivitást produkál a fizikai mag anyagához, például a vashoz vagy a ferritmaghoz képest.

Hordozható elektronikában, valamint rádiófrekvenciával kapcsolatos alkalmazásokban használják. A fizikai maganyag hiánya miatt súlya nagyon könnyű. Megfelelően hangolt légmag-transzformátor vezeték nélküli töltési megoldásoknál is, ahol az elsődleges tekercsek a töltő belsejében vannak kialakítva, a másodlagos tekercsek pedig a megcélzott eszköz belsejében találhatók.

A tekercselrendezésen alapuló transzformátor típusok

A transzformátor tekercselési parancsok alapján osztályozható. Az egyik népszerű típus az automatikus tekercselő transzformátor.

Automatikus tekercselő transzformátor

Eddig az elsődleges és a másodlagos tekercs rögzítve van, de automatikus tekercselésű transzformátor esetén az elsődleges és a másodlagos tekercs sorba kapcsolható, és a középső csapolt csomópont mozgatható. A középső csapolt pozíciótól függően a másodlagos feszültség változtatható.

Az auto nem az Automatic rövid formája; inkább az én vagy az egyes tekercsek értesítése. Ez a tekercs olyan arányt alkot, amely két részből áll, elsődleges és másodlagos. A középső érintkező csomópont helyzete meghatározza az elsődleges és a másodlagos arányt, ezzel változtatva a kimeneti feszültséget.

A legelterjedtebb alkalmazás a V ARIAC, amely egy állandó váltakozó áramú bemenetből változó AC előállítására szolgál. Az áramátadással és az elosztással kapcsolatos alkalmazásokban is használják, ahol a nagyfeszültségű vezetékeket gyakran meg kell változtatni.

A transzformátorok típusai felhasználás alapján

Többféle transzformátor is kapható, amelyek egy adott tartományban működnek. Mind az elektronikai, mind az elektromos szektorban számos dedikált transzformátort használnak lépcsőzetes vagy fokozatos transzformátorként az alkalmazás alkalmazása alapján. Tehát a transzformátorok a felhasználás alapján az alábbiakba sorolhatók:

1. Teljesítmény tartomány

• Teljesítménytranszformátor
• Mérési transzformátor
• Elosztó transzformátor

2. Elektronikai tartomány

• Impulzus transzformátor
• Hangkimeneti transzformátor

1. A Power tartományban használt transzformátorok

Az Electrical-ban a Power tartomány foglalkozik az áramtermeléssel, méréssel és elosztással. Ez azonban egy nagyon nagy terület, ahol a transzformátorok elengedhetetlen részei a biztonságos áramátalakításnak és az alállomáshoz és a végfelhasználóknak történő sikeres áramellátás biztosításához.

Az áramellátásban használt transzformátorok lehetnek kültéri és beltéri, de többnyire kültéri.

a) Erőátalakító

Az áramátalakítók nagyobb méretűek, és az energiát az alállomásra vagy a nyilvános áramellátásra továbbítják. Ez a transzformátor hidaként működik az áramfejlesztő és az elsődleges elosztórács között. A teljesítmény-besorolástól és a specifikációtól függően az áramváltók további három kategóriába sorolhatók: kis teljesítményű transzformátorok, közepes teljesítményű transzformátorok és nagy teljesítményű transzformátorok. A névleges érték meghaladhatja az 30-700 kVA-t az 500-700 kVA-ig, vagy egyes esetekben 7000 kVA vagy annál nagyobb lehet a kis névleges teljesítményű transzformátoroknál. A közepes névleges teljesítményű transzformátor akár 50-100 MVA is lehet, míg a nagy névleges teljesítményű transzformátorok több mint 100MVA kezelésére képesek.

A nagyon magas áramtermelés miatt az áramváltó megépítése is kritikus fontosságú. A konstrukció szilárd szigetelő perifériákat és kiegyensúlyozott hűtőrendszert tartalmaz. A leggyakoribb teljesítménytranszformátorok olajokkal vannak feltöltve.

A teljesítménytranszformátor fő elve a kisfeszültségű nagyáramú átalakítása nagyfeszültségű kisárammá. Erre az áramelosztó rendszer energiaveszteségének minimalizálása érdekében van szükség.

A teljesítménytranszformátor másik fontos paramétere a fázis elérhetősége. A teljesítménytranszformátorok általában háromfázisú rendszerben működnek, de egyes esetekben egyfázisú kis transzformátorokat is használnak. A háromfázisú transzformátorok a legdrágábbak és leghatékonyabbak, mint az egyfázisú transzformátorok.

b) Mérőtranszformátor

A mérőtranszformát gyakran műszer transzformátornak nevezik. Ez egy másik gyakran használt mérőműszer az energia tartományban. Mérőtranszformátort használnak a fő teljesítmény leválasztására, és az áram és a feszültség kisebb arányban történő átalakítására a szekunder kimenetéhez. A kimenet mérésével meg lehet mérni a tényleges távvezeték fázisát, áramát és feszültségét.

A fenti kép az áramváltó felépítését mutatja.

(c) Elosztó transzformátor

Ezt használják az áramelosztó rendszer utolsó szakaszában. Az elosztó transzformátorok egy fokozatú transzformátorok, amelyek átalakítják a nagy hálózati feszültséget a végfelhasználó által igényelt 110 V vagy 230 V feszültséggé. Ez lehet egyfázisú vagy háromfázisú is.

Az elosztó transzformátorok lehetnek kisebb formájúak és nagyobbak is, az átalakítási kapacitástól vagy a névleges teljesítménytől függően.

Az elosztó transzformátorok további kategóriákba sorolhatók az alkalmazott szigetelés típusa alapján. Lehet száraz típusú vagy folyadékba meríthető. Laminált acéllemezek felhasználásával készül, amelyek magja többnyire C alakú.

Az elosztó transzformátornak más típusú osztályozása is van a használt hely alapján. A transzformátor felszerelhető egy központhoz, ha igen, akkor pólusú elosztó transzformátornak hívják. Helyezhető egy földalatti kamra belsejébe, beton padra (padra szerelt elosztó transzformátorra) szerelve, vagy egy zárt acél dobozban.

Általában az elosztó transzformátorok névleges értéke kisebb, mint 200 kVA.

2. Az elektronika területén használt transzformátor

Az elektronikában különféle kis miniatűr transzformátorokat használnak, amelyek NYÁK-ra szerelhetők vagy rögzíthetők a kisméretű termékházban.

a) Impulzus transzformátor

Az impulzus transzformátorok a leggyakrabban használt NYÁK-ra szerelt transzformátorok, amelyek állandó amplitúdójú elektromos impulzusokat hoznak létre. Különböző digitális áramkörökben használják, ahol impulzusok létrehozására van szükség elszigetelt környezetben. Ezért az impulzus transzformátorok izolálják az elsődleges és a másodlagos, és elosztják az elsődleges impulzusokat a másodlagos áramkörnek, gyakran digitális logikai kapuknak vagy meghajtóknak.

A megfelelően felépített impulzus transzformátoroknak megfelelő galvanikus leválasztásra, valamint kis szivárgásra és kóbor kapacitásra van szükségük.

(b) Hangkimeneti transzformátor

A hangtranszformátor egy másik gyakran használt transzformátor az elektronika területén. Kifejezetten az audióval kapcsolatos alkalmazásokban használják, ahol impedancia-egyeztetésre van szükség. Az audio transzformátor kiegyensúlyozza az erősítő áramkört és a terheléseket, általában egy hangszórót. A hangtranszformátornak több elsődleges és másodlagos tekercse lehet, különválasztva vagy középre csapolva.

Tehát különféle transzformátorokat fedeztünk le, azon kívül, hogy vannak más speciális rendeltetésű transzformátorok, de ezek nem tartoznak a cikk hatálya alá.