A teljesítménytranszformátor olyan transzformátor, amelyet az elektromos hálózatokban, valamint az elektromos energiával való munkavégzéshez használt berendezésekben az energia átalakítására használnak.

Közvetlenül csatlakoztatott primer és szekunder tekercses transzformátor, amely elektromos és elektromágneses csatolást is biztosít számukra. A transzformátor tekercsének általában legalább 3 kivezetése van, amelyekhez csatlakoztatva különböző feszültségeket kaphat. Az ilyen típusú transzformátorok egyik fő előnye a nagy hatásfok (mivel a teljesítménynek csak egy részét alakítják át). A hátrányok közé tartozik az elektromos szigetelés hiánya az elsődleges és a szekunder áramkörök között.

A műszertranszformátorok váltakozó áramú berendezésekben használatosak, és a mérőműszerek és relék áramköreinek nagyfeszültségű hálózattól való leválasztására, valamint a mérőműszerek mérési határainak bővítésére szolgálnak. Ha a mérőműszereket közvetlenül a nagyfeszültségű áramkörre kötötték, akkor mindegyik készülék egyszerűen érintésveszélyessé válhat. Ennek elkerülése érdekében a készülékek tervezését lényegesen bonyolultabbá kellene tenni, hiszen az áramvezető részek keresztmetszete nagy áramerősséggel, a szigetelésük pedig nagy feszültséggel bírna.

A műszertranszformátorok két típusra oszthatók: feszültségtranszformátorokra és áramváltókra. Használatuknak köszönhetően lehetővé válik ugyanazon készülékek szabványos mérési határértékekkel történő működtetése.

Árammérő transzformátor esetén a nagy áramot kis árammá alakítják, a feszültségmérő transzformátornál pedig a nagyfeszültséget alacsonyra.

Transzformátor, amely a primer áramot a mérési, vezérlő-, védelmi és jelzőáramkörökben használt szintre csökkenti. A szekunder tekercs névleges értéke 1A és 5A. Az elsődleges tekercs a mért váltakozó árammal csatlakozik az áramkörhöz. A mérőműszerek viszont a másodlagoshoz csatlakoznak. A szekunder tekercsen áthaladó áram az átalakítási arány szerint arányos az elsődleges tekercsen áthaladó árammal.

Transzformátor, amely nagyfeszültséget alacsonyabb feszültséggé alakít át áramkörökben, mérőáramkörökben, valamint relévédelmi és automatizálási áramkörökben. A transzformátor használatának köszönhetően lehetővé válik a logikai védelmi áramkörök és a mérőáramkörök elkülönítése a nagyfeszültségű áramköröktől.

Impulzus transzformátor

Transzformátor, amely több tíz mikroszekundum időtartamú impulzusjelek átalakítására szolgál, az impulzus alakjának maximális megőrzésével. Általában olyan esetekben használják, amikor téglalap alakú elektromos impulzus továbbítására van szükség. Rövid távú videó feszültségimpulzusokat alakít át, amelyek periodikus ismétlődése nagy munkaciklussal jár. Általában az informatika fő követelményei közé tartozik a transzformált feszültségimpulzusok alakjának torzításmentes átvitele. Ezen túlmenően, ha az IT bemenetet egy vagy másik típusú feszültség éri, ugyanazt a feszültségimpulzust kell elérni a kimeneten (szélsőséges esetekben eltérő polaritású vagy amplitúdójú).

Leválasztó transzformátor

Olyan transzformátor, amelyben a primer tekercs semmilyen módon nincs elektromosan csatlakoztatva a szekunder tekercsekhez. A leválasztó transzformátorok fő célja az elektromos hálózatok biztonságának növelése, amelyek követelményei a talajjal való érintkezés esetén megnövekednek, valamint a szigetelési sérülés következtében feszültség alá kerülő feszültség alatt álló és nem áramvezető részek . Az elektromos áramkörök galvanikus leválasztását jelleválasztó transzformátorok biztosítják.

Csúcs transzformátor

Transzformátor, amely a szinuszos feszültséget impulzusfeszültséggé alakítja, amelynek polaritása félciklusonként változik.

Transzformátorok minimális és normál mágneses szivárgással

Az STE transzformátorokra jellemző, hogy tekercselésük minimális mágneses disszipációval rendelkezik. Ebben az esetben az áramerősséget a csavaros fojtómechanizmus szabályozza, amely külön található.

A normál mágneses szivárgású transzformátorok némileg hasonlóak az előzőekhez. A fő különbség köztük az, hogy van egy további reluktancia tekercs, amely a fő mágneses magrudakon és az induktor tekercsén található. Az induktor mágneses magra van felszerelve, és az áramerősséget pontosan ugyanúgy szabályozzák, mint az STE transzformátorral végzett munka során.

Megnövelt mágneses disszipációjú transzformátorok

A fő különbség a megnövelt mágneses disszipációjú transzformátorok és az alacsony és normál disszipációjú transzformátorok között a söntök és tekercsek mozgatható kialakítása. Ennek a megközelítésnek köszönhetően magasabb teljesítményjellemzők érhetők el, függetlenül a transzformátor tömegétől.

A megnövelt mágneses disszipációval rendelkező transzformátorok között megtalálhatók mozgó tekercsekkel rendelkező modellek, például TSK-300, TD-300, TS-500 transzformátorok. Ezenkívül vannak olyan modellek, amelyek mozgatható mágneses sönttel rendelkeznek (TDM-317 és STSh-250). Figyelembe kell venni a rögzített mágnesező söntekkel és tekercsekkel rendelkező modelleket (TDF-2001 és TDF-1001), valamint a komplex mágneses kapcsolású kiviteleket (VD-306 és VDU-506). Ma a leggyakrabban használt transzformátormodellek a TD és TS, valamint ezek módosításai a TDE és TDM.

Érdemes megemlíteni a tirisztoros transzformátorokat is, amelyek működése az áramerősség fázisszabályozásán alapul a tirisztorok miatt, amelyek a bejövő váltóáramot váltakozó impulzusokká alakítják át. Eleinte az ilyen transzformátorokat az ívégés instabilitása miatt kizárólag ellenállás- és salakhegesztésre használták. A félvezető technológiák fejlődésével azonban a tirisztoros hegesztőtranszformátorok bizonyos változásokon mentek keresztül, és az egyik legjobb eszközzé váltak, amelyek nemcsak salak- és ponthegesztésre, hanem kézi ívhegesztésre is kiválóan alkalmasak.

1. kérdés Miből áll a transzformátor?
Válasz. A legegyszerűbb transzformátor zárt mágneses áramkörből és két tekercsből áll, hengeres tekercsek formájában.
Az egyik tekercs feszültségű váltakozó szinuszos áramforráshoz van csatlakoztatva u 1és primer tekercsnek nevezik. A transzformátor terhelése a másik tekercshez van kötve. Ezt a tekercset másodlagosnak nevezik
kanyargó

2. kérdés Hogyan történik az energia átadása egyik tekercsről a másikra?
Válasz. Az energia átadása egyik tekercsről a másikra elektromágneses indukcióval történik. Váltakozó szinuszos áram én 1 a transzformátor primer tekercsén átfolyva váltakozó mágneses fluxust gerjeszt a mágneses körben F s, amely mind a tekercsek menetein áthatol és indukál EMF
És
a fordulatok számával arányos amplitúdókkal w 1És w 2. Amikor csatlakoztatva van a terhelés másodlagos tekercséhez a benne lévő hatás alatt EMF e 2 váltakozó szinuszos áram lép fel én 2és kialakul némi feszültség u 2.
A transzformátor primer és szekunder tekercse között nincs elektromos kapcsolat, és az energia a magban gerjesztett mágneses mezőn keresztül jut át ​​a szekunder tekercsbe.

3. kérdés Mekkora a transzformátor szekunder tekercse a terheléshez viszonyítva?
Válasz. A terheléshez viszonyítva a transzformátor szekunder tekercse az EMF-es villamos energia forrása e 2. A transzformátor tekercseinek veszteségeit figyelmen kívül hagyva feltételezhetjük, hogy a tápfeszültség U 1 ≈ E 1, és a terhelési feszültség U 2 ≈ E 2.

4. kérdés: Mi az átalakulási arány?
Válasz. Mert EMF tekercsek arányosak a menetszámmal, akkor a transzformátor tápfeszültségének és a terhelésnek az arányát is a tekercsek menetszámának aránya határozza meg, i.
U 1 /U 2 ≈ E 1 / E 2 ≈ w 1 / w 2 = k.
Nagyságrend k transzformációs aránynak nevezzük.

5. kérdés. Melyik transzformátort nevezzük leléptető transzformátornak?
Válasz. Ha a szekunder tekercs menetszáma kisebb, mint a primer tekercsé w 2< w 1 , Azt k> 1, és a terhelés feszültsége kisebb lesz, mint a transzformátor bemeneti feszültsége. Az ilyen transzformátort leléptető transzformátornak nevezik.

6. kérdés. Melyik transzformátort nevezzük lépcsős transzformátornak?
Válasz. Ha a szekunder tekercs menetszáma nagyobb, mint a primer tekercs menetszáma w 2 > w 1, Azt k < 1 и напряжение в нагрузке будет больше напряжения на входе трансформатора. Такой трансформатор называется повышающим.

7. kérdés. A transzformátor melyik tekercsét nevezzük nagyfeszültségű tekercsnek (HV)?
Válasz. A hálózatra nagyobb feszültséggel csatlakoztatott tekercset nagyfeszültségű tekercsnek (HV) nevezzük. A második tekercset alacsony feszültségű (LV) tekercsnek nevezzük.

8. kérdés. Mely transzformátorokat nevezzük „száraznak”?
Válasz. Azokat a transzformátorokat, amelyekben a hőt levegőáramlás távolítja el, „száraz” transzformátoroknak nevezzük.

9. kérdés. Mely transzformátorokat nevezzük „olajnak”?
Válasz. Olyan esetekben, amikor a légáram nem tudja a hőenergiát úgy eltávolítani, hogy biztosítsa a korlátozást
a tekercsszigetelés hőmérséklete elfogadható szinten van, a hűtéshez folyékony közeget használnak, a transzformátort speciális transzformátorolajjal ellátott tartályba merítik, amely egyidejűleg hűtőfolyadékként és elektromos szigetelésként is működik. Az ilyen transzformátorokat „olajtranszformátoroknak” nevezik.

10. kérdés Hogyan jelölik a transzformátorokat az elektromos diagramokon?
Válasz.


Az ábrán az egyfázisú kéttekercses (1, 2, 3) és a több tekercses (7, 8), valamint a háromfázisú transzformátorok (12, 13, 14, 15, 16) szimbólumai láthatók. Itt láthatóak az egyfázisú (4, 5) és háromfázisú (9, 10) autotranszformátorok, valamint a feszültség (6) és áram (11) műszertranszformátorok megnevezései is.

11. kérdés Mi határozza meg a transzformátor működési feltételeit és tulajdonságait?
Válasz. A transzformátor működési feltételeit és tulajdonságait a névlegesnek nevezett paraméterrendszer határozza meg, azaz. a transzformátor tervezett üzemmódjának megfelelő mennyiségek értékei. Fel vannak tüntetve a referenciaadatokon és a termékhez csatolt táblán.

12. kérdés Hogyan befolyásolja a transzformátor működési frekvenciája a tömegét és méreteit?
Válasz. A transzformátor működési frekvenciájának növelése lehetővé teszi, hogy egyéb tényezők azonossága mellett jelentősen csökkenjen a termék tömege és méretei. Valójában a primer tekercs feszültsége megközelítőleg egyenlő az EMF-fel, amelyet a magban lévő mágneses fluxus indukál. Φc, és például egy egyfázisú transzformátor teljes teljesítménye egyenlő

hol és vannak a mag indukciójának és a tekercs áramsűrűségének megadott névleges értékei, és S c ∼ l 2És S i– magkeresztmetszet és teljes keresztmetszet w 1 kanyargós fordulatok. Ezért a teljesítmény frekvencia növelése f lehetővé teszi a mag keresztmetszetének arányos csökkentését azonos transzformátorteljesítmény mellett, pl. lineáris méretei négyzetre szabják l.

13. kérdés Mire szolgál a transzformátor mágneses áramköre?
Válasz. A transzformátor mágneses magja a tekercsek kölcsönös indukciójának növelésére szolgál, és általában nem szükséges tervezési elem. Magas frekvencián történő működéskor, amikor a ferromágnesben a veszteségek elfogadhatatlanul nagyok, és akkor is, ha lineáris karakterisztikát kell elérni, mag nélküli transzformátorokat, ún. légtranszformátorok. Az esetek túlnyomó többségében azonban a mágneses mag a transzformátor három fő elemének egyike. Tervezés szerint a transzformátorok mágneses magjai magra és páncélozottra vannak osztva.

14. kérdés Milyen feltételeknek kell megfelelnie a transzformátor tekercseinek kialakításának?
Válasz. A transzformátor tekercseinek kialakításának meg kell felelnie a nagy elektromos és mechanikai szilárdság, valamint a hőállóság feltételeinek.
Ezenkívül gyártási technológiájuknak a lehető legegyszerűbbnek kell lennie, és a tekercsekben a veszteségeknek minimálisnak kell lenniük.

15. kérdés Miből készülnek a transzformátor tekercsek?
Válasz. A tekercsek réz- vagy alumíniumhuzalból készülnek. Az olajtranszformátorok réztekercseiben az áramsűrűség 2...4,5 A/mm 2, száraz transzformátoroké 1,2...3,0 A/mm 2 tartományba esik. A felső határértékek a nagyobb transzformátorokra vonatkoznak. Alumínium tekercsekben az áramsűrűség 40...45%-kal kisebb. A tekercshuzalok lehetnek kerek keresztmetszetűek, 0,02...10 mm 2 területűek vagy téglalap keresztmetszetűek, 6...60 mm 2 területűek. Sok esetben a tekercsek tekercselése több párhuzamos vezetőből történik. A tekercselő vezetékek zománcozott és pamut vagy selyem szigeteléssel vannak ellátva. A száraz típusú transzformátorok hőálló üvegszálas szigetelésű vezetékeket használnak.

16. kérdés Hogyan osztják fel a transzformátor tekercseit a rudak elrendezése szerint?
Válasz. A rudak elrendezésének módja szerint a tekercseket koncentrikusra és váltakozóra osztják. A koncentrikus tekercsek hengerek formájában készülnek, amelyek geometriai tengelyei egybeesnek a rudak tengelyével. A kisfeszültségű tekercs általában közelebb van a rúdhoz, mert ez lehetővé teszi a tekercs és a rúd közötti szigetelőrés csökkentését. Váltakozó tekercseknél a HV és LV tekercsek felváltva vannak elhelyezve a rúd magasságában. Ez a kialakítás lehetővé teszi a tekercsek közötti elektromágneses csatolás növelését, de jelentősen megnehezíti a szigetelési és tekercsgyártási technológiát, ezért a váltakozó tekercseket nem alkalmazzák az erősáramú transzformátorokban.

17. kérdés Hogyan szigetelték a transzformátor tekercseit?
Válasz. A transzformátor tekercseinek egyik legfontosabb tervezési eleme a szigetelés.
Van fő és hosszanti szigetelés.
A legfontosabb dolog a tekercs szigetelése a rúdtól, a tartálytól és más tekercsektől. Szigetelő rések, elektromos szigetelő keretek és alátétek formájában készül. Alacsony teljesítményen és alacsony feszültségen a fő szigetelési funkciót egy műanyag vagy elektromos kartonból készült keret látja el, amelyre a tekercsek fel vannak tekerve, valamint több réteg lakkozott szövet vagy karton, amelyek elszigetelik az egyik tekercset a másiktól.
A hosszanti szigetelést egy tekercs különböző pontjai közötti szigetelésnek nevezzük, pl. fordulatok, rétegek és tekercsek között. A szigetelést a tekercselő vezeték saját szigetelése biztosítja. A rétegközi szigeteléshez több réteg kábelpapírt használnak, és a tekercsek közötti szigetelést vagy szigetelő hézagokkal, vagy kerettel vagy szigetelő alátétekkel végzik.
A szigetelés kialakítása a HV tekercs feszültségének növekedésével bonyolultabbá válik, és a 200...500 kV feszültségen üzemelő transzformátoroknál a szigetelés költsége eléri a transzformátor költségének 25%-át.

Webhely hozzáadása a könyvjelzőkhöz

Hogyan működik a transzformátor?

A transzformátor egy statikus (azaz mozgó alkatrészek nélküli) elektromágneses eszköz, egyfázisú vagy háromfázisú, amelyben a kölcsönös indukció jelenségét elektromos energia átalakítására használják. A transzformátor egy feszültségű váltakozó áramot alakít át azonos frekvenciájú, de eltérő feszültségű váltakozó árammá.

A transzformátornak több egymástól elválasztott elektromos tekercselése van: egyfázisú - legalább kettő, háromfázisú - legalább hat.

Az áramforráshoz csatlakoztatott tekercseket elsődlegesnek nevezzük; a fennmaradó tekercseket, amelyek energiával látják el a külső áramköröket, szekundernek nevezzük. Az alábbi ábra vázlatosan mutatja az egyfázisú transzformátor primer és szekunder tekercsét; elektromos acéllemezből összeállított közös zárt maggal vannak felszerelve.

A ferromágneses mag a tekercsek közötti mágneses csatolás erősítésére szolgál, vagyis annak biztosítására, hogy a primer tekercs mágneses fluxusának nagy része illeszkedjen a szekunder tekercs meneteihez. a jobb oldalon egy háromfázisú transzformátor magja és hat tekercse látható. Ezek a tekercsek csillag vagy delta konfigurációban vannak csatlakoztatva.

A hűtési és szigetelési feltételek javítása érdekében a transzformátort ásványolajjal (kőolaj-desztilláció termékével) töltött tartályba helyezik. Ez az úgynevezett olajtranszformátor.

Körülbelül 20 kHz feletti váltakozó áram frekvencián az acélmag használata a transzformátorokban nem praktikus a hiszterézis és az örvényáramok miatti nagy veszteségek miatt.

A magas frekvenciákhoz ferromágneses mag nélküli transzformátorokat használnak - légtranszformátorokat.

Ha a primer tekercs kapcsain a feszültség, az U1 primer feszültség kisebb, mint az U2 szekunder feszültség, akkor a transzformátort emelő transzformátornak nevezzük. Ha a primer feszültség nagyobb, mint a szekunder feszültség, akkor ez lecsökkentő feszültség (U1>U2). A névleges feszültség relatív értékének megfelelően szokás megkülönböztetni a nagyfeszültségű (HV) és a kisfeszültségű (LV) tekercset.

Tekintsük át röviden az egyfázisú, kéttekercses acélmagos transzformátor működését. Működési folyamata, elektromos kapcsolatai alapvetően minden típusú transzformátorra jellemzőnek tekinthetők.

A primer tekercs kapcsaira kapcsolt U1 feszültség ebben a tekercsben i1 váltakozó áramot hoz létre, amely a transzformátor magjában váltakozó F mágneses fluxust gerjeszt, ennek a fluxusnak a periodikus változása miatt a két tekercsben EMF indukálódik. a transzformátor.

e1= - w1 (?ф: ?t) és e2= - w2 (?ф:?t), ahol

w1 és w2 - mindkét tekercs fordulatszáma.

Így a tekercsekben indukált EDE-k aránya megegyezik ezen tekercsek fordulatszámának arányával:

e1: e2 = w1: w2

Ez a transzformátor átalakítási aránya.

A transzformátor hatásfoka viszonylag nagyon magas, átlagosan kb. 98%, ami lehetővé teszi, hogy névleges terhelés mellett a transzformátor által kapott primer teljesítmény és a rájuk szolgáltatott szekunder teljesítmény megközelítőleg egyenlőnek tekinthető, azaz p1? p2 vagy u1i1? u2i2, amely alapján

i1:i2? u2: u1? w 2: w 1

Az áramok és feszültségek pillanatnyi értékeinek ez az aránya mind az amplitúdókra, mind az effektív értékekre érvényes:

L1:l2? w 2: w 1?u2: u1,

azaz a transzformátor tekercseiben lévő áramok aránya (a névleges terheléshez közeli terhelésnél) a feszültségek arányának és a megfelelő tekercsek fordulatszámának fordítottjának tekinthető. Minél kisebb a terhelés, annál jobban befolyásolja az üresjárati áram, és a megadott közelítő áramarány sérül.

Amikor egy transzformátor működik, az EMF szerepe a primer és szekunder tekercsekben teljesen eltérő. Az általa a primer tekercsben kiváltott EMF az áramkör ellentéte az i1 áramerősség változásával. Ennek az EMF-nek a fázisa majdnem ellentétes a feszültséggel.

Mint az induktivitást tartalmazó áramkörben, a transzformátor primer tekercsének árama

i1=(u1 + e1) : r1,

ahol g 1 az elsődleges tekercs aktív ellenállása.

Innen megkapjuk a primer feszültség pillanatnyi értékének egyenletét:

u1 = -e1 + i1r1 = w t(?ф: ?t) + i1r1,

ami az elektromos egyensúly feltételeként olvasható: a primer tekercs kapcsaira adott u1 feszültséget mindig az emf és a tekercs aktív ellenállásában jelentkező feszültségesés egyensúlyozza ki (a második tag viszonylag nagyon kicsi).

A másodlagos áramkörben egyéb körülmények is előfordulnak. Itt az i2 áramot az emf e1 hozza létre, amely az áramforrás emf szerepét tölti be, és aktív r/n terhelésnél a szekunder körben ez az áram

i2=l2: (r2 +r/n),

ahol r2 a szekunder tekercs aktív ellenállása.

Első közelítésképpen az i2 szekunder áramnak a transzformátor primer áramkörére gyakorolt ​​hatása a következőképpen írható le.

A szekunder tekercsen áthaladó i2 áram mágneses fluxust hoz létre a transzformátor magjában, amelyet az i2w2 mágnesező erő (MF) határoz meg. A Lenz-elv szerint ennek az áramlásnak a fő áramlás irányával ellentétes irányúnak kell lennie. Ellenkező esetben azt mondhatjuk, hogy a szekunder áram gyengíti az azt kiváltó mágneses fluxust. Az F t fő mágneses fluxus ilyen csökkenése azonban megzavarná az elektromos egyensúlyt:

u 1 = (-е 1) + i1r1,

mivel e1 arányos a mágneses fluxussal.

Az U1 primer feszültség túlsúlya jön létre, ezért a szekunder áram megjelenésével egyidejűleg a primer áram is megnő, ráadásul annyira, hogy kompenzálja a szekunder áram lemágnesező hatását, és ezáltal fenntartja az elektromos egyensúlyt. Következésképpen a szekunder áram bármilyen változása ennek megfelelő változást kell, hogy okozzon a primer áramban, míg a szekunder tekercs áramának az i1r1 komponens viszonylag kis értéke miatt szinte nincs hatása az időbeli változások amplitúdójára és természetére. a transzformátor fő mágneses fluxusában. Ezért ennek az áramlásnak Ft amplitúdója szinte állandónak tekinthető. Ez a Ft-os állandóság jellemző a transzformátor üzemmódra, amelyben a primer tekercs kapcsaira adott U1 feszültség állandó marad.

A transzformátor működési elve a kölcsönös indukció híres törvényén alapul. Ha bekapcsolja ennek az elsődleges tekercsét, akkor váltakozó áram kezd átfolyni ezen a tekercsen. Ez az áram váltakozó mágneses fluxust hoz létre a magban. Ez a mágneses fluxus elkezd behatolni a transzformátor szekunder tekercsének menetein. Ezen a tekercselésen váltakozó EMF (elektromotoros erő) keletkezik. Ha a szekunder tekercset valamilyen elektromos energia vevőhöz (például hagyományos izzólámpához) csatlakoztatja (rövidre zárja), akkor az indukált elektromotoros erő hatására váltakozó elektromos áram folyik a szekunder tekercsen keresztül a fogadó.

Ugyanakkor a terhelési áram átfolyik az elsődleges tekercsen. Ez azt jelenti, hogy a villamos energiát a szekunder tekercsről a primer tekercsre alakítják át és továbbítják azon a feszültségen, amelyre a terhelést tervezték (vagyis a másodlagos hálózathoz csatlakoztatott elektromos vevőkészülékre). A transzformátor működési elve ezen az egyszerű kölcsönhatáson alapul.

A mágneses fluxus átvitelének javítása és a mágneses csatolás megerősítése érdekében a transzformátor primer és szekunder tekercsét egy speciális acél mágneses magra helyezik. A tekercsek a mágneses áramkörtől és egymástól is el vannak választva.

A transzformátor működési elve a tekercsek feszültségétől függően változik. Ha a szekunder és a primer tekercs feszültsége megegyezik, akkor az egységgel lesz egyenlő, és akkor a transzformátor, mint feszültségátalakító jelentése a hálózatban elveszik. Külön lecsökkentő és emelő transzformátorok. Ha a primer feszültség kisebb, mint a szekunder, akkor az ilyen elektromos eszközt emelő transzformátornak nevezik. Ha a másodlagos kisebb, akkor lefelé. Ugyanaz a transzformátor azonban fel- és lecsökkentőként is használható. A fokozatos transzformátor energia továbbítására szolgál különböző távolságokra, tranzit és egyéb célokra. A leléptetőket elsősorban a fogyasztók közötti villamosenergia-újraelosztásra használják. A számítás általában figyelembe veszi a későbbi feszültségcsökkentési vagy -fokozási felhasználást.

Mint fentebb említettük, a transzformátor működési elve meglehetősen egyszerű. A kialakításában azonban van néhány érdekes részlet.

A három tekercses transzformátorokban három szigetelt tekercset helyeznek el egy mágneses magon. Egy ilyen transzformátor két különböző feszültséget tud fogadni, és energiát továbbít egyszerre két elektromos vevőcsoportnak. Ilyenkor azt mondják, hogy a kisfeszültségű tekercseken kívül a háromtekercses transzformátornak van középfeszültségű tekercselése is.

A transzformátor tekercsei henger alakúak és teljesen szigeteltek egymástól. Ilyen tekercseléssel a rúd keresztmetszete kerek alakú lesz, hogy csökkentse a nem mágnesezett réseket. Minél kevesebb ilyen rés, annál kisebb a réz tömege, és ennek következtében a transzformátor tömege és költsége.

A transzformátor egy elektromágneses eszköz, amely az egyik feszültségű váltakozó áramot egy másik feszültségű váltakozó árammá alakítja. ugyanazon a frekvencián.
A transzformátor működése az elektromágneses indukció jelenségének felhasználásán alapul.

A váltakozó elektromos áram (az áram nagysága és iránya változó) váltakozó mágneses teret indukál a primer tekercsben. Ez a váltakozó mágneses tér váltakozó feszültséget indukál a szekunder tekercsben. Az EMF feszültség nagysága a tekercsben lévő fordulatok számától és a mágneses tér változási sebességétől függ.

A primer és szekunder tekercsek fordulatszámának aránya határozza meg az átalakítási arányt:
k = w1/w2; Ahol:
w1 - fordulatok száma az elsődleges tekercsben;
w2 a szekunder tekercs meneteinek száma.
Ha az elsődleges tekercsben a fordulatok száma nagyobb, mint a szekunder tekercsben, akkor ez az egy leléptető transzformátor.
Ha az elsődleges tekercsben a fordulatok száma kisebb, mint a szekunder tekercsben, akkor ez az lépcsős transzformátor.

Ugyanaz a transzformátor lehet lefelé és felfelé egyaránt, attól függően, hogy melyik tekercset táplálják váltakozó feszültséggel.

Mag nélküli vagy nagyfrekvenciás ferrit vagy alsifer maggal rendelkező transzformátorok nagyfrekvenciás transzformátorok(100 kilohertz feletti frekvencia).
A ferromágneses maggal rendelkező transzformátorok (acél, permalloy, ferrit). alacsony frekvenciájú transzformátorok(100 kilohertz alatti frekvencia).

A nagyfrekvenciás transzformátorokat távközlési berendezésekben, rádiókommunikációban stb. használják. Az alacsony frekvenciájú transzformátorokat az audiofrekvencia-erősítési technológiában és a telefonkommunikációban használják.
Az acélmaggal (acéllemezkészlettel) rendelkező transzformátorok különleges helyet foglalnak el villamosmérnök.

A villamosenergia-ipar fejlődése közvetlenül függ a nagy teljesítményű transzformátoroktól.
A transzformátorok teljesítménye néhány watttól több százezer kilowattig és afelettiig terjed.

Erőátviteli transzformátor - mi ez?

Két vagy több tekercset helyeznek egy zárt magra (mágneses magra), amely acéllemezekből készül, amelyek közül az egyik váltóáramú forráshoz van csatlakoztatva. A másik (vagy más) tekercs az elektromos áram fogyasztójához - a terheléshez - csatlakozik.

A primer tekercsen áthaladó váltakozó áram mágneses fluxust hoz létre az acélmagban, amely váltakozó feszültséget indukál a tekercs - tekercs minden menetében. Az összes fordulat feszültsége összeadódik a transzformátor kimeneti feszültségével.

A mag alakja - mágneses áramkör, lehet W-alakú, O-alakú és toroid alakú, tórusz formájában. Így egy teljesítménytranszformátorban a primer tekercs elektromos energiája a mágneses magban lévő mágneses fluxuson keresztül a szekunder tekercsbe kerül.

Sok villamosenergia-fogyasztó van: elektromos világítás, elektromos fűtőtestek, rádió- és televíziókészülékek, villanymotorok és még sok más. Mindezek az eszközök különböző feszültségeket (AC és DC) és különböző teljesítményeket igényelnek.

Ez a probléma könnyen megoldható transzformátor segítségével. Egy 220 V-os váltakozó feszültségű háztartási hálózatból tetszőleges nagyságú váltakozó feszültséget kaphat, és szükség esetén egyenfeszültséggé alakíthatja.

A transzformátor hatásfoka meglehetősen magas, 0,9 és 0,98 között van, és a mágneses áramkör veszteségétől és a mágneses szórt mezőktől függ.
Az elektromos teljesítmény mennyiségétől P az S mágneses áramkör keresztmetszeti területétől függ.
Az S terület értéke alapján a transzformátor kiszámításakor meghatározzuk a w fordulatok számát 1 voltonként: