Mi az egyfázisú transzformátor felépítése és működése?

Egyfázisú transzformátor felépítése és működése

Az egyfázisú transzformátor egy statikus eszköz, amely elektromágneses indukción keresztül elektromos energiát ad át egyik áramkörből a másikba, miközben a feszültség és az áram szintje megváltozik. Íme egy részlet a felépítéséről és működéséről:

Építés:

1. Mag:

- Jellemzően laminált acéllemezekből készül az örvényáram-veszteség csökkentése érdekében.

- Alacsony reluktanciájú utat biztosít a mágneses fluxus számára.

- Két típus:

- Magtípus: A tekercs veszi körül a magot.

- Shell-type: A mag körülveszi a tekercset.

2. Tekercselés:

- Elsődleges tekercselés: Csatlakoztatva a bemeneti feszültségforráshoz.

- Másodlagos tekercselés: Csatlakoztatva a terheléshez.

- Az egyes tekercsekben a fordulatok száma határozza meg a feszültség transzformációs arányt.

3. Szigetelés:

- Kanyarközi szigetelés: Ugyanazon tekercs menetei között a rövidzárlat elkerülése érdekében.

- Tekercselés közötti szigetelés: Primer és szekunder tekercsek között a biztonság és a feszültség leválasztás érdekében.

- Perselyek: Gondoskodjon a transzformátorba belépő és onnan kilépő vezetékek szigeteléséről.

4. Tank:

- Magába zárja a magot és a tekercseket, szigetelőolajjal töltve a hűtéshez és a szigeteléshez.

- Védelmet nyújt a nedvesség és egyéb környezeti veszélyek ellen.

5. Conservator Tank:

- Csatlakoztatva a fő tartályhoz, hogy lehetővé tegye az olaj tágulását és összehúzódását a hőmérséklet változása miatt.

6. Légzés:

- Lehetővé teszi a levegő bejutását a konzerváló tartályba, hogy kompenzálja az olajmennyiség változásait.

- Szilikagélt tartalmaz, amely felszívja a nedvességet a levegőből.

7. Hűtőrendszer:

- Az olajbemerítésű transzformátorok természetes konvekciós vagy kényszerlevegős hűtésre támaszkodnak.

- A nagyobb transzformátorok radiátorokat, ventilátorokat vagy más hűtési módokat használhatnak.

Működési elv:

1. Bemeneti feszültség: Ha a primer tekercsre váltakozó feszültséget kapcsolunk, az váltakozó mágneses fluxust hoz létre a magban.

2. Elektromágneses indukció: A változó mágneses fluxus elektromotoros erőt (EMF) indukál a szekunder tekercsben, az elektromágneses indukció Faraday törvénye szerint.

3. Kimeneti feszültség: Az indukált EMF nagysága a szekunder tekercsben arányos a primer és szekunder tekercsben lévő fordulatok arányával. Ez határozza meg a feszültség átalakulását.

4. Jelenlegi átalakítás: A szekunder tekercsen átfolyó áram fordítottan arányos a feszültség transzformációs arányával. Ez azt jelenti, hogy ha a feszültséget növeljük, akkor az áramerősség csökken, és fordítva.

5. Energiaátvitel: A primer tekercsről a szekunder tekercsre átvitt teljesítmény közel azonos, a veszteségeket figyelmen kívül hagyva.

Az egyfázisú transzformátorok típusai:

- Step-up transzformátor: Növeli a feszültséget (több fordulat a szekunder tekercsben).

- Léptető transzformátor: Csökkenti a feszültséget (több fordulat a primer tekercsben).

- Leválasztó transzformátor: Elektromos leválasztást biztosít a primer és szekunder áramkörök között.

Az egyfázisú transzformátorok előnyei:

- Hatékony erőátvitel: Magas hatékonyság az alacsony veszteségeknek köszönhetően.

- Feszültség transzformáció: Rugalmasságot biztosít a feszültségszintek beállításához.

- Elektromos szigetelés: Elszigeteli az áramköröket a biztonság érdekében.

Az egyfázisú transzformátorok hátrányai:

- Korlátozott teljesítménykezelési kapacitás: Az egyfázisú transzformátorokat általában kisebb teljesítményű alkalmazásokhoz használják.

- Magasabb feszültségesés: A háromfázisú transzformátorokhoz képest hajlamosabb a feszültségesésre.

Az egyfázisú transzformátorok alapvető összetevői különféle alkalmazásokban, beleértve a lakossági és kereskedelmi áramelosztást, az elektronikai eszközöket és az ipari rendszereket. Döntő szerepet játszanak a biztonságos és hatékony teljesítményátvitel és feszültségszabályozás biztosításában.