Индустриална автоматизация
Решения от експерти
Решения от експерти
Трансформаторът се счита за гръбнака на електроенергийната система. Сред удобствата, които трансформаторите предлагат е лесното регулиране на напрежението, и именно поради тази причина, променливотоковите системи са за предпочитане. Трансформаторът е статично устройство, което променя променливотоковата електрическа енергия от една верига към друга при една и съща честота, като единственото, което се променя е нивото на напрежение. Подавайки напрежение към първичната намотка, в сърцевината се сформира променлив магнитен поток, които от своя страна индуцират напрежението в двете намотки. Навивките на намотките носят информация за това дали трансформатора е повишаващ или понижаващ. Ако броят на навивките на вторичната намотка е по-голям от броя на навивките на първичната намотка, то трансформаторът е повишаващ. В случай, че броя навивките на вторичната е по-малък, следва трансформатора да е понижаващ.
Съществуват стандарти, чиято цел е да се улесни износът и вносът на електричество и електрически устройства, където е наложено стандартното напрежение да е 230/400V. Една електрическа мрежа трябва да има 230 V, като минимален допуск е 207 V, а максимален 253 V. Нивото на напрежение се повишава посредством трансформатори, както и за предаване на мощности на дълги разстояния, а за да се захранват различни области, според нуждите им, нивото на напрежение се понижава до определени норми чрез повишаващ/понижаващ трансформатор. От съображения за сигурност, за използване на електрическа енергия, напрежението се намалява до 400/230 V. Именно по този начин трансформаторът играе важна роля в електроенергийната система.
Основните приложения на трансформаторите могат да бъдат следните:
• За промяна на нивото на напрежение и ток в електроенергийните системи.
• За максимален пренос на мощност в електронни и контролни вериги с ниска мощност.
• Като прикачно устройство за електронни схеми.
• Да се изолира една верига от друга.
• За измерване на ток и напрежение.
Трансформатори се използват широко в системите за променлив ток поради следните причини:
• Електрическата енергия може да бъде генерирана при възможно най-икономични нива.
• Увеличаване на генерираното напрежение до високо или свръхвисоко напрежение, за да отговаря на изискванията за пренос на електроенергия, както същевременно загубите се свеждат до минимум и преносната способност на линиите се увеличава.
• Преносното напрежение се намалява на много етапи за разпределение и използване за битови, търговски и промишлени потребители.
Силови трансформатори
Силовите трансформатори се делят на маслени и сухи. Наричат се маслени, защото техните намотки се охлаждат с помощта на трансформаторно масло. Освен за охлаждане, маслото действа и като изолатор. Сухите най-често са капсуловани в смес, която изцяло изолира и защитава ядрото и намотките. Техните преимущества са, че осигуряват физическа защита на намотките, ядрото и свръзките, особено когато биват интегрирани в условия на влага, прах и други. Капсуловането има силно влияние върху термичните и електрическите характеристики, в зависимост от материала, като може да се постигне разсейване на топлината от ядрото и намотките, позволяващо трансформаторът да бъде използван в широк температурен диапазон.
Токови и напреженови трансформатори
Можете да определите дали един трансформатор е токов, ако преобразува тока, който протича в мрежата без фазово отместване и пропорционално в подходящ за измерване и съобразен със стандартите ток. Те разполагат с независими феромагнитни ядра (понякога е само едно), които са изработени от никенова, а понякога и силициева стомана. Вторичната намотка при тях се намотава равномерно по целия обем на магнитопровода, благодарение на което се получава магнитно взаимодействие върху двете намотки.
Отношението между първичния и вторичния номинален ток е от съществено значение за определянето на броя навивки на вторичната намотка, като и тя и магнитопровода следва да бъдат заземени. Напреженовите трансформатори са във фаза и пропорционални с първичния сигнал и тяхната стандартна приложимост е да преобразуват високите напрежения в измерими и съобразени със стандартите. Като конструкция, напреженовите трансформатори разполагат с едно ядро и няколко броя вторични намотки, а когато става на въпрос за полюси са разделени на еднополюсни и двуполюсни. Отличителен белег на еднополюсните е директното разположение на вторичните намотки върху ядрото.
Автотрансформатор
Този тип трансформатор се характеризира с компактни размери, висока надеждност и дълъг експлоатационен живот. Много често се използва за лабораторни или експериментални цели в редица индустрии и производствените процеси, както и за обикновени цели в бита, когато трябва да се регулират дадени физични величини. Принципът на действие на автотрансформаторите се базира на това, че липсва галванично разделяне на първичната намотка от вторичната, точно обратното. Намотките са свързани директно, което води не само до електромагнитна, но и електрическа свързаност. Тези му качества допринасят значително за високия коефициент на полезно действие, като само една част от мощността бива преобразувана.
Импулсен трансформатор
Импулсните трансформатори са специален тип трансформатори, които са проектирани да предават импулси, които са с относително постоянна амплитуда. Импулсите са наричат правоъгълни електрически импулси. Размерът на устройството и съответно неговият дизайн определят неговата функция. Можем да открием импулсни трансформатори във всички устройства, чиято работа е свързана с електричество. Те осигуряват защита срещу късо съединение, свръхвисоко напрежение, прегряване на корпуса на електрическите уреди и други. Монтиран вътре в захранването, импулсния трансформатор служи за преобразуване на напрежението по такъв начин, че импулсът, получен на изхода, да има минимално изкривяване. Степента на преобразуване на изходния импулс зависи от редица технически характеристики.
Пик-трансформатор
Пиков трансформатор, е трансформатор, който преобразува синусоидалното напрежение в импулси с форма на пик. Принципът на работа на пиковите трансформатори се основава на ефекта на насищане на сърцевината, направена от феромагнитен материал. Индукционните параметри, които определят стойността на електродвижещата сила на вторичната намотка, пряко зависят от магнитния поток. Тази зависимост е нелинейна. Бързото нарастване на индукцията се случва в момента, когато синусоида, характеризираща магнетизиращото поле, преминава през нулева стойност.
И с пика на този показател стойността на индукцията остава почти непроменена. Пиковите трансформатори са най-приложими в автоматизацията на технологичните процеси за стартиране на задвижващо устройство, където е необходим единичен импулс със зададена амплитуда на напрежението. Добър пример за тяхната употреба е управлението на тиристори или други полупроводникови и електронни устройства.
Каква е разликата между токов и оперативен токов трансформатор?
Основната разлика се крие в предназначението на тези трансформатори. Токовите трансформатори са предназначени да преобразуват тока до стойности, които биха били удобни за измерване и следователно се използват за свързване на различно измервателно оборудване. Оперативният токов трансформатор е предназначен за захранване на различни вериги за управление (релета, задвижвания и др.), в индустриалната автоматизация, както и при системите за безопасност.
Какво е празен ход на трансформатора и как работи трансформаторът в този режим?
Режимът на празен ход на трансформатора е такъв режим на работа на трансформатора, при който една от неговите намотки се захранва от източник на променлив ток, а веригите на останалите намотки са отворени. В действителност такъв режим на работа се среща в трансформатора, когато той е свързан към мрежата, а натоварването, захранвано от вторичната му намотка, все още не е свързано.
За какво се използват светодиодните трансформатори?
За стабилна работа на LED оборудването е нужно напрежение, равно на 12 V или 24 V. Тъй като в основната мрежа тази стойност е 220 V, е необходимо да се използват специални устройства за преобразуване на тока. В допълнение, трансформаторите ще осигурят подходяща стабилност и равномерност на тока и напрежението, което е много важно поради значителната чувствителност на LED устройствата.
