Организация монтажа электропроводок

4. ТРАНСФОРМАТОРЫ.

Трансформатор представляет собой  статический электромагнитный аппарат с двумя (или больше) обмотками, предназначенный чаще всего для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Преобразование энергии в трансформаторе осуществляется переменным магнитным полем. Трансформаторы широко применяются при передаче электрической энергии на большие расстояния, распределении ее между приемниками, а также в различных выпрямительных, усилительных, сигнализационных и других устройствах.

При передаче электрической энергии  от электростанции к потребителям сила тока в линии обуславливает потери энергии в этой линии и расход цветных металлов на ее устройство. Если при одной и той же передаваемой мощности увеличить напряжение, то сила тока в такой же мере уменьшится, а следовательно, можно будет применить провода с меньшим поперечный сечением. Это сократит расход цветных металлов при устройстве линии электропередачи и снизит потери энергии в ней.

Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях синхронными  генераторами при напряжении М-20 кв; в отдельных случаях применяют напряжение 30-35 кв. Хотя такие напряжения являются слишком высокими для их непосредственного использования в производстве и для бытовых нужд, они недостаточны для экономичной передачи электроэнергии на большие расстояния. Дальнейшее повышение напряжения в линиях электропередачи (до 750 кв и более) осуществляют повышающими трансформаторами.

Приемники электрической энергии (лампы накаливания, электродвигатели и т. д.) из соображений безопасности рассчитывают на более низкое напряжение (110-380 в). Кроме того, изготовление электрических  аппаратов, приборов и машин на высокое напряжение связано со значительными конструктивными сложностями, так как токоведущие части этих устройств при высоком напряжении требуют усиленной изоляции. Поэтому высокое напряжение, при котором происходит передача энергии, не может быть непосредственно использовано для питания приемников и подводится к ним через понижающие трансформаторы.

Электрическую энергию переменного  тока по пути от электростанции, где  она вырабатывается, до потребителя  приходится трансформировать 3-4 раза. В распределительных сетях понижающие трансформаторы нагружаются неодновременно и не на полную мощность. Поэтому полная мощность трансформаторов, используемых для передачи и распределения электроэнергии, в 7-8 раз больше мощности генераторов, устанавливаемых на электростанциях.

На рис. 1 изображена принципиальная схема включения транс форматора, на которой для ясности первичная 1 и вторичная 3 обмотки помещены на разных стержнях стального магнитопровода 2. Стержнем называется часть магнитопровода, на которой размещены обмотки трансформатора. В действительности каждая   обмотка   размещается на обоих стержнях так, что одни половины двух обмоток находятся на левом, а другие половины - на правом стержне магнитопровода. При таком расположении обмоток достигается лучшая магнитная связь между ними, благодаря чему снижаются потоки рассеяния, которые не участвуют в процессе трансформирования энергии.

 Виды трансформаторов

Силовой трансформатор 
 
Силовым трансформатором называют трансформатор, назначением которого является преобразование электрической энергии в электрических сетях и в установках принимающих и использующих электрическую энергию.  
 
Автотрансформатор

Автотрансформатор является вариантом  трансформатора, соединение первичной и вторичной обмотки в котором осуществлено напрямую, а также они за счёт этого они обладают между собой не только электромагнитной связью, но и электрической. У обмотки автотрансформатора есть несколько выводов, при подключении к которым возможно получение различных напряжений. Преимущество автотрансформатора заключается в высоком КПД, так как происходит преобразование большей части мощности — это в большей степени является существенным при незначительном отличии входного и выходного напряжения.

Трансформатором тока называют такой  трансформатор, питание которого осуществляется благодаря источнику тока. Типичным его применением является снижение первичного тока до такой величины, использование которой характерно для цепей измерения, защиты, управления и сигнализаций.

Трансформатором напряжения является трансформатор, питание которого осуществляется благодаря источнику напряжения. Типичным применением является осуществление процесса преобразования высокого напряжения в низкое.

Импульсным трансформатором называется трансформатор, для преобразования импульсных сигналов, для которых характерны длительность импульса до десятков микросекунд и минимальное искажение формы импульса. Основным применением является передача прямоугольного электрического импульса.

Разделительным трансформатором  называют трансформатор, с электрической связью между первичной обмоткой и вторичными обмотками. С помощью сигнальных разделительных трансформаторов осуществляется гальваническая развязка электрических цепей.

Пик-трансформатором называют трансформатор, который осуществляет преобразование напряжения синусоидальной формы в импульсное напряжение, полярность которого изменяется через каждые полпериода.

Сдвоенным дросселем называют трансформатор, для которого характерны две одинаковые обмотки. Его эффективность в  отличие от обычного дросселя обуславливается  взаимной индукцией катушек. Сферой применения сдвоенных дросселей являются входные фильтры блоков питания, дифференциальные сигнальные фильтры цифровых линий, а также звуковая техника.

Трансфлюксор является разновидностью трансформатора, связанной с хранением информации. Отличие от обычного трансформатора заключается в большой величине остаточной намагниченности магнитопровода.