Transformatorius yra elektroninis prietaisas, galintis keisti darbinius dydžius ir matuojamas transformacijos koeficientu k. Šis skaičius rodo parametro, pavyzdžiui, įtampos, srovės, varžos ar galios, pokytį, mastelio keitimą.
Turinys
Kas yra transformacijos santykis
Transformatorius nekeičia vieno parametro į kitą, bet dirba su jų reikšmėmis. Vis dėlto jis vadinamas keitikliu. Priklausomai nuo to, kaip pirminė apvija prijungta prie maitinimo šaltinio, keičiasi prietaiso paskirtis.
Šie prietaisai plačiai paplitę namuose. Jų paskirtis - tiekti energiją buitiniam prietaisui taip, kad ji atitiktų prietaiso duomenų lape nurodytą vardinę vertę. Pavyzdžiui, elektros tinklo įtampa yra 220 V, o telefono akumuliatorius įkraunamas iš 6 V maitinimo šaltinio. Todėl tinklo įtampą reikia sumažinti koeficientu 220:6 = 36,7. Ši vertė vadinama transformacijos koeficientu.
Norint tai tiksliai apskaičiuoti, būtina prisiminti paties transformatoriaus konstrukciją. Bet kuris toks prietaisas turi iš specialaus lydinio pagamintą šerdį ir bent 2 vijas:
- pirminis;
- antrinis.
Pirminė ritė yra prijungta prie maitinimo šaltinio, antrinė ritė - prie apkrovos, o jų gali būti 1 ar daugiau. Apvija - tai ritė, sudaryta iš elektros izoliacinės vielos, suvyniotos ant karkaso arba be karkaso. Visas vielos apsisukimas vadinamas rite. Pirmoji ir antroji ritės yra sumontuotos ant šerdies, kuria energija perduodama tarp apvijų.
Transformatoriaus transformacijos koeficientas
Pagal specialią formulę nustatomas laidininkų skaičius apvijoje ir atsižvelgiama į visas naudojamos šerdies ypatybes. Todėl pirminės ritės vijų skaičius skirtinguose prietaisuose bus skirtingas, nors jie prijungti prie to paties maitinimo šaltinio. Apvijos apskaičiuojamos atsižvelgiant į įtampą, jei prie transformatoriaus bus prijungtos kelios apkrovos su skirtingomis maitinimo įtampomis, antrinių apvijų skaičius atitiks prijungiamų apkrovų skaičių.
Žinodami pirminės ir antrinės apvijų vielos vijų skaičių, galite apskaičiuoti įrenginio k. Pagal GOST 17596-72 apibrėžtį "Transformacijos koeficientas - Apvijų skaičiaus antrinėje apvijoje ir apvijų skaičiaus pirminėje apvijoje santykis arba antrinės įtampos ir pirminės įtampos santykis, kai transformatorius veikia be apkrovos, neįskaitant įtampos kritimo transformatoriuje." Jei šis k koeficientas yra didesnis už 1, įrenginys yra žeminantis įrenginys, jei mažesnis - aukštinantis įrenginys. GOST toks skirtumas nenumatytas, todėl didesnis skaičius dalijamas iš mažesnio ir k visada yra didesnis už 1.
Elektros energijos tiekimo srityje keitikliai padeda sumažinti perdavimo nuostolius. Tam elektrinės generuojama įtampa padidinama iki kelių šimtų tūkstančių voltų. Tada įtampa sumažinama iki reikiamos vertės naudojant tuos pačius prietaisus.
Transformatoriai su įtampos reguliatoriais įrengiami traukos pastotėse, kurios tiekia elektros energiją pramonės ir gyvenamiesiems rajonams. Nuo antrinės ritės atjungiami pagalbiniai išėjimai, prie kurių prijungus galima mažais žingsniais keisti įtampą. Tai daroma naudojant varžtinę jungtį arba rankenėlę. Šiuo atveju galios transformatoriaus transformacijos koeficientas nurodomas jo duomenų lape.
Transformatoriaus santykio apibrėžimas ir formulė
Paaiškėjo, kad šis santykis yra konstanta, rodanti elektrinių parametrų mastą ir visiškai priklausanti nuo prietaiso konstrukcijos. Skirtingiems parametrams k apskaičiuojamas skirtingai. Skiriamos šios transformatorių kategorijos:
- pagal įtampą;
- dabartinis;
- pasipriešinimu.
Prieš nustatant koeficientą būtina išmatuoti įtampą ritėse. GOST nurodyta, kad šis matavimas turi būti atliekamas, kai ritės neveikia. Kai prie keitiklio nėra prijungta jokia apkrova, rodmenys gali būti nurodyti įrenginio vardinėje plokštelėje.
Tada pirminės apvijos rodmuo dalijamas iš antrinės apvijos rodmens ir gaunamas koeficientas. Jei žinomas kiekvienos ritės vijų skaičius, pirminės ritės vijų skaičius dalijamas iš antrinės ritės vijų skaičiaus. Šiame skaičiavime į ritės varžą neatsižvelgiama. Jei yra kelios antrinės apvijos, kiekvienai apvijai nustatomas skirtingas k.
Srovės transformatoriams būdinga tai, kad jų pirminė apvija nuosekliai sujungta su apkrova. Pirminė ir antrinė srovės matuojamos prieš apskaičiuojant k vertę. Pirminė srovė išskaidoma į antrinę srovę. Jei duomenų lape nurodytas vijų skaičius, k galima apskaičiuoti antrinės apvijos laido vijų skaičių padalijus iš pirminės apvijos laido vijų skaičiaus.
Apskaičiuodami impedanso transformatoriaus, dar vadinamo derinamuoju transformatoriumi, koeficientą, pirmiausia nustatykite įėjimo ir išėjimo impedansus. Tam apskaičiuojama galia, kuri lygi įtampos ir srovės sandaugai. Tada galia dalijama iš įtampos kvadrato ir gaunama varža. Transformatoriaus ir apkrovos įėjimo varžos dalis jo pirminės grandinės atžvilgiu ir apkrovos įėjimo varža antrinėje grandinėje duoda įrenginio k.
Yra ir kitas būdas tai apskaičiuoti. Reikia rasti k faktorių pagal įtampą ir jį pakelti kvadratu, rezultatas bus panašus.
Įvairių rūšių transformatoriai ir jų santykiai
Nors struktūriškai keitikliai mažai kuo skiriasi vienas nuo kito, jų paskirtis gana plati. Be aptartų transformatorių tipų, yra šie:
- galios transformatorius;
- autotransformatorius;
- pulsas;
- suvirinimas;
- izoliuoti;
- suderinimas;
- pic-transformatorius;
- dvigubas dusinimas;
- transfluktorius;
- rotacinis;
- oro ir alyvos;
- trifazis.
Autotransformatoriaus ypatybė yra ta, kad nėra galvaninio atskyrimo, pirminė ir antrinė apvijos pagamintos iš tos pačios vielos, o antrinė apvija yra pirminės apvijos dalis. Impulsinis transformatorius keičia trumpų stačiakampių impulsų signalų skalę. Suvirinimo įtaisas veikia trumpojo jungimo režimu. Atskirtuvai naudojami ten, kur reikalaujama ypatingos elektros saugos: drėgnose patalpose, patalpose, kuriose yra daug metalinių gaminių, ir panašiai. Jų k dažniausiai yra lygus 1.
Viršūnės ir viršūnės transformatorius sinusinę įtampą paverčia impulsine įtampa. Dvigubas droselis - tai dvi dvigubos ritės, tačiau pagal savo konstrukcijos ypatybes tai yra transformatoriai. Transfluktoriaus šerdį sudaro magnetolaidis, kurio liekamojo įmagnetinimo vertė yra didelė, todėl jį galima naudoti kaip atmintį. Sukamasis perduoda signalus besisukantiems objektams.
Oro ir alyvos transformatoriai skiriasi aušinimo būdu. Alyvos pagrindu pagaminti varikliai naudojami didelės galios mastelio keitimui. Trifaziai transformatoriai naudojami trifazėse grandinėse.
Daugiau informacijos apie srovės transformatoriaus transformacijos koeficientą rasite lentelėje.
| Nominali antrinė apkrova, V | 3 | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 75 | 100 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Santykis, n | Įvertinta daugyba | ||||||||||
| 3000/5 | 37 | 31 | 25 | 20 | 17 | 13 | 11 | 9 | 8 | 6 | 5 |
| 4000/5 | 38 | 32 | 26 | 22 | 20 | 15 | 13 | 11 | 10 | 8 | 6 |
| 5000/5 | 38 | 29 | 25 | 22 | 20 | 16 | 14 | 12 | 11 | 10 | 8 |
| 6000/5 | 39 | 28 | 25 | 22 | 20 | 16 | 15 | 13 | 12 | 10 | 8 |
| 8000/5 | 38 | 21 | 20 | 19 | 18 | 14 | 14 | 13 | 12 | 11 | 9 |
| 10000/5 | 37 | 16 | 15 | 15 | 14 | 12 | 12 | 12 | 11 | 10 | 9 |
| 12000/5 | 39 | 20 | 19 | 18 | 18 | 12 | 15 | 14 | 13 | 12 | 11 |
| 14000/5 | 38 | 15 | 15 | 14 | 14 | 12 | 13 | 12 | 12 | 11 | 10 |
| 16000/5 | 36 | 15 | 14 | 13 | 13 | 12 | 10 | 10 | 10 | 9 | 9 |
| 18000/5 | 41 | 16 | 16 | 15 | 15 | 12 | 14 | 14 | 13 | 12 | 12 |
Beveik visi pirmiau minėti prietaisai turi šerdį, kuri perduoda magnetinį srautą. Srautą sukuria elektronų judėjimas kiekvienoje ritės apvijoje, todėl srovės neturi būti lygios nuliui. Srovės transformacijos koeficientas taip pat priklauso nuo šerdies tipo:
- šerdis;
- šarvuotas.
Šarvuotoje šerdyje magnetiniai laukai turi didesnį poveikį mastelio keitimui.
Susiję straipsniai:
