Waarvoor wordt een transformator gebruikt: kenmerken, werkingsprincipe en toepassing

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Laten we om te beginnen eens kijken waar een transformator voor is en wat het is. Dit is een elektrische machine die is ontworpen om de spanning te veranderen. Ze zijn verschillend afhankelijk van het doel. Er zijn stroom-, spannings-, matching-, las-, vermogen-, meettransformatoren. Iedereen heeft verschillende taken, maar ze zijn ondubbelzinnig verenigd door het principe van actie. Alle transformatoren werken op wisselstroom. Dergelijke DC-apparaten zijn er niet. Ze hebben allemaal primaire en secundaire wikkelingen.

Wat wordt de primaire en wat de secundaire wikkeling genoemd?

De primaire is degene waarnaar de spanning komt, en de secundaire is degene waarvan het wordt verwijderd. Stel dat we een transformator hebben die 220 V AC omzet naar 12 V. In dit geval is de primaire wikkeling die van 220 V. Maar transformatoren kunnen niet alleen de spanning verlagen, maar ook verhogen. DusDus door 12 V AC aan te sluiten op de eerder aangegeven secundaire wikkeling, kunnen we 220 V van de primaire verwijderen. Ze wisselen dus van plaats.

In sommige gevallen kunnen er meerdere secundaire wikkelingen zijn. In oude tv's waren er bijvoorbeeld apparaten met één primaire wikkeling en veel secundaire, waarvan de spanning varieerde van 3,3 tot 90 V. In ieder geval dient de transformator om spanningen en stromen om te zetten naar optimale waarden.

De wet van behoud van energie

Het moet duidelijk zijn dat dit apparaat geen energie uit het niets ha alt. Laten we bijvoorbeeld een transformator nemen met een primaire spanning van 220 V en een stroomsterkte van 5 A. Dit betekent dat het vermogen 1100 watt is. Uit de secundaire wikkeling op 22 V kunnen we een stroom van maximaal 50 A halen. Omrekenend naar watt krijgen we dezelfde 1100 watt. We zullen niet meer stroom uit de secundaire wikkeling halen. Als u dit probeert, zal het apparaat gewoon falen. Zo wordt duidelijk waar de transformator voor dient. Om wisselspanning om te zetten naar gelijkstroom. Vervolgens zullen we u meer vertellen over elk type van dergelijke apparaten.

Instrumenttransformatoren

Dergelijke apparaten worden gebruikt om de waarden terug te brengen tot acceptabel voor meetapparatuur. Ze worden gebruikt in instrumentatie. Dergelijke apparaten vindt u ook in microprocessortechnologie. Daar werken ze als een sensor die signalen van verschillende niveaus naar het bord stuurt, afhankelijk van welke laatste "een besluit neemt" over het verdere functioneren.apparaat.

Ze zijn over het algemeen zeer nauwkeurig en niet bedoeld voor gebruik door consumenten. Voorbeelden van waarvoor instrumenttransformatoren worden gebruikt, zijn de volgende apparaten voor het converteren van stroom en spanning. We zullen proberen hun doel zo gedetailleerd mogelijk uit te leggen.

Stroomtransformatoren

Waar zijn deze apparaten voor? Ze zijn ontworpen om de hoeveelheid stroom te verminderen tot acceptabele meetapparatuur. In feite zijn het tussenapparatuur tussen de geleiders, waaruit de waarde van de waarde moet worden gehaald, en het meetmechanisme. Dergelijke transformatoren worden, zoals reeds vermeld, gebruikt in meetinstrumenten, beveiligingsapparatuur en automatisering. Ze zijn op deze manier aangesloten: de primaire wikkeling heeft meerdere windingen en is in serie geschakeld met de belasting, en de secundaire wikkeling is verbonden met de minimaal mogelijke weerstand van de beveiligings- of meetapparatuur.

Meestal worden deze transformatoren bij de apparatuur zelf geleverd, aangezien kleine veranderingen in de belastingsweerstand de meetnauwkeurigheid zullen beïnvloeden en de beveiligingsapparatuur niet goed zal werken. De ontwerpfunctie en methode om dergelijke apparaten aan te sluiten, maken het onmogelijk om de consument van stroom te voorzien.

Spanningstransformatoren

Dit type apparaat wordt niet gebruikt om verbruikers van stroom te voorzien, maar is nodig om een galvanische scheiding te creëren tussen de hoogspannings- en laagspanningsonderdelen. De productiemethode is niets!verschillend van de stroomtypes van apparaten met dezelfde naam. Er zijn nog steeds primaire en secundaire wikkelingen, de draaddoorsnede is vrij laag, waardoor het niet kan worden gebruikt voor stroomverbruikers.

Neem bijvoorbeeld een kilovoltmeter. Het is een feit dat het te duur is om een apparaat te bouwen dat hoogspanning kan vasthouden. Daarom wordt er een spanningstransformator geïnstalleerd tussen de meetsondes, die de waarde van de hoeveelheden aannemen, en het apparaat. Het zet hoge waarden om naar acceptabel door het meetmechanisme (ongeveer 100 V). Met deze maatregel kunt u geen wijzigingen aanbrengen in het meetmechanisme. Tot op zekere hoogte kunt u met dit verbindingsschema de elektricien die metingen uitvoert, beschermen.

Ze worden ook gebruikt voor installatie in verschillende geautomatiseerde controle- en beveiligingssystemen. Nu weet je waar spanningstransformatoren voor zijn. Laten we verder gaan met het volgende type - lasapparaten met dezelfde naam.

Stroomtransformatoren

Dit zijn krachtigere apparaten die velen van jullie hebben gezien. Vervolgens zullen we in detail beschrijven waarvoor transformatoren worden gebruikt. Ze zijn nodig om de spanning door middel van elektromagnetische inductie te verhogen/verlagen tot de waarde die de consument nodig heeft. In het geval van deze apparaten verwijst het woord "consument" naar fabrieken en woongebouwen.

Het meest opvallende voorbeeld zijn apparaten die 6 (10) kV verlagen tot een acceptabele 380 V, die al een enkele fase voeden in combinatie met de middelste lijnonze huizen hebben 220 V nodig. En een voorbeeld van zo'n step-up transformator vind je in de magnetron, waar een van de 220 V netspanningen de 2 kV magnetron nodig maakt voor de werking. Hoogspanningsunits (boven 1000 V) zijn bijna altijd driefasig en worden geclassificeerd in olie- of luchtgekoelde units, evenals klimaatverandering en primaire wikkelingsspanning.

Een kenmerk van driefasige transformatoren is dat u, afhankelijk van de opname van de wikkelingen (ster-driehoek), de bedrijfsspanning met 1,73 keer kunt veranderen. Stel dat deze unit, verbonden door een 6 kV delta, kan werken op een 10 kV netwerk, tenzij de fabrikant natuurlijk voor deze mogelijkheid heeft gezorgd vanaf de isolatiezijde. Er zijn transformatoren, zoals hierboven vermeld, driefasig en enkelfasig. Apparaten zijn ontworpen om met verschillende capaciteiten te werken, afhankelijk van de behoeften van de consument.

Eenfasige transformatoren, die voorheen werden gebruikt als voedingen, worden nu actief vervangen door verschillende elektronische omvormers, die een hoger rendement, minder gewicht en minder afmetingen hebben. Ook kunnen vermogensapparaten worden onderverdeeld volgens het type uitvoering van het magnetische circuit in staaf en pantser.

Een transformator met een magnetisch kerncircuit is zo ontworpen dat 2 spoelen op een U-vormig onderdeel zijn geïnstalleerd en een juk bovenop. Het voordeel is dat de elementen elkaar niet echt raken.

In het gepantserde magnetische circuit is de spoel op het W-vormige deel geïnstalleerd. Het gedeelte waarop de geleiders zich bevinden, wordt meestal eerst gewikkeldals primair, en dan, door een hittebestendige afscheider, als secundair. Het voordeel is de versterkte mechanische bescherming van de wikkelingen.

Er zijn ook ringkernen, maar die zijn gemaakt van ferrietringen, omdat het onrendabel is om zo'n structuur te bouwen uit een gelamineerd magnetisch circuit. Dergelijke eenheden worden meestal gebruikt in de elektronica en werken op hoge frequenties.

Lastransformatoren

Waar zijn deze apparaten voor? In feite zijn het onafhankelijke eenheden. Dat wil zeggen, een lastransformator is geen harnas dat de werking van een apparaat garandeert, maar het is zelf een volwaardig apparaat. Het doel van zo'n apparaat is om de netspanning te verlagen tot een relatief laag, ongeveer 50-60 V, en een grote stroom te leveren.

Bij deze spanning breekt een vrij korte boog door, maar een werkelijk enorme stroom geeft hem veel vermogen. Dankzij de laatste parameter wordt metaal gelast of gesneden.

Dergelijke transformatoren hebben in de regel stroomaanpassing. Dit is nodig om de diameter en het type laselektrode te wijzigen. Toegegeven, lastransformatoren voor huishoudelijk gebruik worden steeds vaker vervangen door inverters. Wat niet verwonderlijk is, omdat het rendement van de lasconvertor lager is. Het verlaagt de netspanning sterk, verbruikt grote stromen op de primaire wikkeling, heeft een groot gewicht, lage mobiliteit en warmt behoorlijk op in vergelijking met apparaten van het omvormertype.

Nu weet je hoe een lastransformator werkt en waar hij voor dient.

Coördinator

Dit type transformator wordt gebruikt in verschillende meertrapscircuits om de weerstand tussen verschillende delen van het circuit aan te passen. Je vindt het in een buizenversterker. Meestal is het op dergelijke apparaten een vrije dag.

Dus waar is de load-matching transformator voor? De bedrijfsspanning van de lampen in de audiofrequentieversterker is bijvoorbeeld 70-90 V, maar de stroom is schaars. Een dergelijke spanning kan niet op de luidsprekers worden toegepast, wat betekent dat deze wordt verlaagd tot een acceptabele spanning en dienovereenkomstig de stroom toeneemt.

Het doel van een dergelijke transformator is om de spanning te verlagen of te verhogen tot de waarde die vereist is door een bepaald knooppunt van het apparaat.

Conclusie

Alle apparaten voor het converteren van stroom en spanning zijn verenigd door het werkingsprincipe. Belangrijke parameters om op te letten bij het kopen: primaire spanning, secundaire wikkeling, frequentie, arbeidsfactor en, dienovereenkomstig, vermogen en uitgangsstroom.

In het dagelijks leven wordt dit apparaat bijna nooit gebruikt. De lastransformator heeft immers de omvormer vervangen en zijn analogen in voedingen hebben al elektronische spanningsomvormers vervangen. Dit wordt gedaan vanwege het feit dat apparaten in vergelijking met elektronische meestal veel gewicht hebben en ook economisch niet voordelig zijn vanwege het hoge verbruik van non-ferrometaal bij de productie en dure reparaties. Blijft snel binnenproductie alleen transformatorstations, maar alleen op die plaatsen waar het niet mogelijk zal zijn om ze te vervangen door elektronische componenten.

In dit artikel hebben we geprobeerd uit te leggen waar transformatoren voor zijn, en hebben we wat verteld over hun belangrijkste typen.