Устройство и назначение трансформатора
Трансформатор – электромагнитный преобразователь (статический), имеющий две и более статические обмотки, преобразующие значения переменного тока: частота, напряжение, число фаз и ток. Трансформаторы также используются для того, чтобы преобразовать синусоидальный переменный ток в несинусоидальный.
В современных электрических установках трансформаторы являются наиболее распространенными устройствами. В системе передачи электричества к потребителю от электростанции при помощи линий электропередач основу составляют трансформаторы большой мощности, работающие с напряжением в сотни киловольт. Этими трансформаторами повышается значение напряжения переменного тока до таких показателей, которые необходимы для передачи электричества на дальние расстояния с минимальными потерями.
В местах, где электрическая энергия распределяется между потребителями, используют понижающие трансформаторы. Понижение напряжение происходит до значений приемлемых для потребителей.
Кроме этого, трансформаторы являются составными частями электроприводов и прочих бытовых приборов, в которых трансформаторами преобразовывается напряжение питающей сети до необходимых для электрических приборов значений.
Далее рассмотрим силовые маломощные трансформаторы, используемые в устройствах автоматизации, сигнализации и связи, различных бытовых приборах, измерительной технике при работе с напряжением до 1000 Вольт, и специализированные трансформаторные устройства – ферромагнетики, пик-трансформаторы, удвоители и утроители частот, феррорезонансные стабилизаторы напряжения, импульсные трансформаторы.
В электрических установках в основном применяются силовые трансформаторы, которые преобразуют напряжение переменного тока при постоянной частоте. Силовые трансформаторы широко применяются в энергосистемах во время передачи электричества от электростанции к конечному потребителю, а также в различных приборах и электроустановках для того, чтобы получить напряжение определенной величины.
Силовые трансформаторы малой мощности (несколько киловольт-ампер), широко применяемые в блоках питания средств автоматизации и различных приборов, вычислительной техники и средств связи. Их можно распределить по следующим признакам:
- Число фаз преобразуемого напряжения – одно – и многофазные (как правило трехфазные),
- Число обмоток, определяемых одной фазой преобразуемого напряжения – двух- и многообмоточные,
- Способ охлаждения – сухой (воздушное охлаждение), масляный (происходит погружение в специальный бак, который заполняется трансформаторным маслом).
Основные составляющие части трансформатора – магнитопровод и обмотки. В состав магнитопровода входят стержень и ярм. На стержне располагается обмотка, а ярм собирает магнитопровод в замкнутую систему. Магнитопроводы изготавливаются из электротехнической тонколистовой стали.
По способу изготовления трансформаторные магнитопроводы делятся на ленточные и пластинчатые. Магнитопроводы трансформаторов с одной фазой подразделяются на – тороидальные, броневые и стержневые.
Помимо магнитопровода и обмоток в трансформаторах низкого напряжения имеются так же – клеммная колодка, кожух, крепеж. Металлический кожух соединяется с магнитопроводом и заземляется. Это делается для выполнения требований по электробезопасности. Трансформаторы высокого напряжения изготавливаются с масляным охлаждением – магнитопровод помещается в металлический бак и заливается трансформаторным маслом, охлаждающим магнитопровод трансформатора и его обмотки, увеличивающим прочность изоляции обмоток.