Які бувають види трансформаторів?

Трансформатор (від лат. Transformo – перетворювати) – статичний (не має рухомих частин) електромагнітний пристрій, призначений для перетворення за допомогою електромагнітної індукції системи змінного струму однієї напруги в систему змінного струму звичайно іншої напруги при незмінній частоті і без істотних втрат потужності.

Історія трансформатора

Для створення трансформаторів необхідно було вивчення властивостей матеріалів: неметалічних, металевих і магнітних, створення їх теорії.

Першими в цьому напрямку були праці професора Московського Університету Олександра Григоровича Столєтова: він виявив петлю гістерезису і доменну структуру феромагнетика (80-е).

Брати Гопкинсон розробили теорію електромагнітних ланцюгів.

У 1831 році англійським фізиком Майклом Фарадеєм було відкрито явище електромагнітної індукції, лежаче в основі дії електричного трансформатора, при проведенні їм основоположних досліджень в області електрики.

Схематичне зображення майбутнього трансформатора вперше з'явилося в 1831 році в роботах Фарадея і Генрі. Проте ні той, ні інший не відзначали в своєму приладі такої властивості трансформатора, як зміна напруги і струмів, тобто трансформація змінного струму.

У 1848 році французький механік Г. Румкорфа винайшов індукційну котушку. Вона стала прообразом трансформатора.

30 листопада 1876, дата отримання патенту Яблочкова Павлом Миколайовичем, вважається датою народження першого трансформатора. Це був трансформатор з розімкненим сердечником, який представляв собою стрижень, на який намотувалися обмотки.

Перші трансформатори із замкнутими сердечниками були створені в Англії в 1884 році братами Джоном і Едуардом Гопкинсон.

З винаходом трансформатора виник технічний інтерес до змінному струму. Російський електротехнік Михайло Осипович Доліво-Добровольський у 1889 р. запропонував трифазну систему змінного струму, побудував перший трифазний асинхронний двигун і перший трифазний трансформатор. На електротехнічній виставці у Франкфурті-на-Майні в 1891 р. Доліво-Добровольський демонстрував досвідчену високовольтну електропередачу трифазного струму протяжністю 175 км трифазний генератор мав потужність 230 КВт при напрузі 95 В.

1928 можна вважати початком виробництва силових трансформаторів в СРСР, коли почав працювати Московський трансформаторний завод (згодом – Московський електрозавод).

На початку 1900-х років англійський дослідник-металург Роберт Хедфілд провів серію експериментів для встановлення впливу добавок на властивості заліза. Лише через кілька років йому вдалося поставити замовникам першу тонну трансформаторної сталі з добавками кремнію.

Наступний великий стрибок в технології виробництва сердечників був зроблений на початку 30-х років XX в, коли американський металург Норман П. Гросс встановив, що при комбінованому впливі прокату і нагрівання у кременистої стали з'являються неабиякі магнітні властивості в напрямку прокатки: магнітне насичення збільшувалася на 50 %, втрати на гістерезис скорочувалися в 4 рази, а магнітна проникність зростала в 5 разів.

Види трансформаторів

Силовий трансформатор

Силовий трансформатор – трансформатор, призначений для перетворення електричної енергії в електричних мережах та в установках, призначених для прийому і використання електричної енергії.

Автотрансформатор

Автотрансформатор – варіант трансформатора, в якому первинна і вторинна обмотки сполучені безпосередньо, і мають за рахунок цього не тільки електромагнітний зв'язок, але й електричну. Обмотка автотрансформатора має кілька виводів (як мінімум 3), підключаючись до яких, можна отримувати різні напруги. Перевагою автотрансформатора є більш високий ККД, оскільки лише частина потужності піддається перетворенню – це особливо істотно, коли вхідна і вихідна напруги відрізняються незначно. Недоліком є відсутність електричної ізоляції (гальванічної розв'язки) між первинною і вторинною ланцюгом. У промислових мережах, де наявність заземлення нульового проводу обов'язково, цей чинник ролі не грає. Зате істотним є менша витрата сталі для сердечника, міді для обмоток, меншу вагу і габарити, і в підсумку – менша вартість. Особливо ефективний автотрансформатор у випадках, коли необхідно отримати вторинну напругу, не сильно відрізняється від первинного.

Трансформатор струму

Трансформатор струму – трансформатор, призначений для зниження первинного струму до величини використовуваної в ланцюгах вимірювання, захисту, управління і сигналізації. Номінальне значення вторинної обмотки 1А, 5А. Первинна обмотка трансформатора струму включається в ланцюг з вимірюваним змінним струмом, а у вторинну включаються вимірювальні прилади. Струм, що протікає по вторинній обмотці трансформатора струму, пропорційний струму, що протікає в його первинній обмотці на коефіцієнт трансформації.

Трансформатор напруги

Трансформатор напруги – трансформатор, призначений для перетворення високої напруги в низьке в ланцюгах, у вимірювальних ланцюгах і ланцюгах РЗіА. Застосування трансформатора напруги дозволяє ізолювати логічні ланцюги захисту і ланцюга вимірювання від ланцюга високої напруги.

Імпульсний трансформатор

Імпульсний трансформатор – трансформатор, призначений для перетворення імпульсних сигналів з тривалістю імпульсу до десятків мікросекунд з мінімальним спотворенням форми імпульсу. Основне застосування полягає в передачі прямокутного електричного імпульсу (максимально крутий фронт і зріз, відносно постійна амплітуда). Він служить для трансформації короткочасних відеоімпульсів напруги, що зазвичай періодично повторюються з високою шпаруватістю. У більшості випадків основна вимога до ІТ полягає в неспотвореної передачі форми трансформованих імпульсів напруги; при впливі на вхід ІТ напруги тієї або іншої форми на виході бажано отримати імпульс напруги тієї ж самої форми, але, бути може, інший амплітуди або іншої полярності.

Розділовий трансформатор

Розділовий трансформатор – трансформатор, первинна обмотка якого електрично не пов'язана з вторинними обмотками. Силові розділові трансформатори призначені для підвищення безпеки електромереж, при випадкових одночасних доторків до землі і струмоведучих частин або неструмоведучих частин, які можуть опинитися під напругою у разі пошкодження ізоляції. Сигнальні розділові трансформатори забезпечують гальванічну розв'язку електричних ланцюгів.

Пік-трансформатор

Пік-трансформатор – трансформатор, що перетворює напругу синусоїдальної форми в імпульсну напругу з мінливих через кожні полперіода полярністю.

Джерело інформації: ru.wikipedia.org

Додаткові посилання:

  • slovari.yandex.ru – стаття з Великої радянської енциклопедії
  • transform.ru – основні визначення та принцип дії трансформатора
  • model.exponenta.ru – Дубовицький Г.П. Трансформатори
  • connect.ru – трансформація трансфрматора. Ян Шнейберг
  • manbw.ru-трансформатори

Category: Наука та освіта

Comments (Прокоментуй!)

There are no comments yet. Why not be the first to speak your mind.

Leave a Reply