Различите врсте трансформатора и њихова примена

Трансформатор је широко кориштен уређај у електричној и електронској домени. То је електромагнетни уређај који следи основни принцип електромагнетизма који је открио Мицхаел Фарадаи. О конструкцији и раду трансформатора детаљно смо говорили у претходном водичу. Овде ћемо покрити различите типове трансформатора који се користе у различитим врстама примена. Међутим, све врсте трансформатора следе исте принципе, али имају различит начин конструкције. А уз мало труда можете и сами да направите свој трансформатор, али док градите трансформатор увек треба следити технике заштите трансформатора.

Типови трансформатора засновани на нивоу напона

Трансформатор може имати више врста конструкције. Трансформатор нема никакве електричне везе са једне на другу страну; ипак, два електрично независна калема могу проводити електрицитет електромагнетним флуксом. Трансформатор може имати више калема или намотаја на примарној страни, као и на секундарној страни. У неколико случајева, више примарних страница, где су две завојнице повезане у серију, често се називају средишњим тапкањем. Ово стање испупчења по средини може се видети и на секундарној страни.

Трансформатори могу бити конструисани на начин да могу претворити ниво напона примарне стране у секундарну. У зависности од нивоа напона, трансформатор има три категорије. Корак доле, корак горе и изолациони трансформатор. За изолациони трансформатор ниво напона је једнак за обе стране.

1. Степ-Довн трансформатор

Степ довн Трансформатор се користи и у електроници и у електричној домени. Степен -трансформатор претвара ниво примарног напона у нижи напон на секундарном излазу. То се постиже односом примарног и секундарног намотаја. Код силазних трансформатора број намотаја је већи на примарној страни него на секундарној страни. Стога, укупни однос намотаја примарног и секундарног увек остаје већи од 1.

У електроници, многе апликације раде на 5В, 6В, 9В, 12В, 24В или у неким случајевима 48В. За претварање једнофазног напона напона 230В АЦ на жељени ниво ниског напона потребни су Степ Довн трансформатори. У инструментацији, као и у многим електричним врстама опреме, Степ-Довн трансформатор је примарни захтев за одељак за напајање. Такође се користе у адаптерима за напајање и круговима пуњача за мобител.

У електричној индустрији, силазни трансформатори се користе у електричном дистрибутивном систему који ради на врло високом напону како би се осигурали ниски губици и економично решење за потребе испоруке електричне енергије на велике удаљености. Да би се високи напон претворио у нисконапонски вод напајања, користи се силазни трансформатор.

2. Појачани трансформатор

Степ Уп трансформатор је потпуно супротан од степ-довн трансформатора. Појачани трансформатор повећава низак примарни напон на високи секундарни напон. Поново се то постиже односом односа примарног и секундарног намотаја. За Степ Уп трансформатор однос примарног намотаја и секундарног намотаја остаје мањи од 1. То значи да је број завоја у секундарном намотају већи од примарног намотаја.

У електроници, појачани трансформатори који се често користе у стабилизаторима, претварачима итд. Где се ниски напон претвара у много већи напон.

Повећавајући трансформатор се такође користи у дистрибуцији електричне енергије. Високи напон је потребан за примену у вези са дистрибуцијом електричне енергије. Повећавајући трансформатор се користи у мрежи за појачавање напона пре дистрибуције.

3. Изолациони трансформатор

Изолациони трансформатор не претвара ниједан ниво напона. Примарни напон и секундарни напон изолационог трансформатора остају увек исти. То је зато што је однос примарног и секундарног намотаја увек једнак 1. То значи да је број завоја у примарном и секундарном намотају једнак у изолационом трансформатору.

Изолациони трансформатор служи за изолацију примарног и секундарног. Као што је претходно речено, трансформатор нема никакве електричне везе између примарног и секундарног, он се такође користи као изолациона баријера где се проводљивост дешава само са магнетним флуксом. Користи се у безбедносне сврхе и за поништавање преноса буке са примарног на секундарни или обрнуто.

Типови трансформатора засновани на језгру материјала

Трансформатор преноси енергију проводећи електромагнетни ток кроз материјал језгра. Различити материјали језгра производе различиту густину флукса. У зависности од основних материјала, неколико врста трансформатора се користи у области енергије и електронике.

1. Трансформатор гвозденог језгра

Трансформатор гвозденог језгра користи више меканих гвоздених плоча као основни материјал. Због одличних магнетних својстава гвожђа, флуксна веза трафо језгреног трансформатора је веома висока. Дакле, ефикасност трансформатора од гвозденог језгра је такође велика.

Мекане гвоздене језгрене плоче могу бити доступне у више облика и величина. Завојнице примарне и секундарне намотане или умотане у завојницу. Након тога, уређај за намотавање је постављен у мекане гвоздене плоче језгра. У зависности од величине и облика језгра, на тржишту се нуди друга врста језгрених плоча. Неколико уобичајених облика су Е, И, У, Л, итд. Гвоздене плоче су танке и више плоча је спојено тако да формира стварно језгро. На пример, језгра типа Е израђена су танким плочама са изгледом слова Е.

Трансформатори од гвозденог језгра се широко користе и обично су тежи по тежини и облику.

2. Трансформатор за феритно језгро

Феритни трансформатор за језгро користи феритно језгро због велике магнетне пропустљивости. Ова врста трансформатора нуди врло мале губитке у високофреквентној примени. Због тога се трансформатори са феритним језгром користе у високофреквентним апликацијама, као што су прекидачки модус напајања (СМПС), РФ везане апликације итд.

Феритни трансформатори за језгро такође нуде различите врсте облика, величине у зависности од захтева примене. Углавном се користи у електроници, а не у електричној примени. Најчешћи облик у феритном трансформатору је Е језгро.

3. Тороидни језгрени трансформатор

Тороидни трансформатор језгра користи тороидни материјал језгра, као што је гвоздено језгро или феритно језгро. Тороиди су језгро у облику прстена или крофне и широко се користе за врхунске електричне перформансе. Због облика прстена, индуктивност цурења је врло мала и нуди врло високу индуктивност и К факторе. Намотаји су релативно кратки и тежина је много мања од традиционалних, истог називног трансформатора.

4. трансформатор са ваздушним језгром

Трансформатор ваздушног језгра не користи физичко магнетно језгро као материјал језгра. Флуксна веза трансформатора ваздушног језгра је у потпуности направљена помоћу ваздуха.

У трансформатору са ваздушним језгром примарни калем се напаја наизменичном струјом која око њега производи електромагнетно поље. Када се секундарни калем постави унутар магнетног поља, према Фарадаи-овом закону индукције, секундарни калем се индукује магнетним пољем које се даље користи за напајање терета.

Међутим, трансформатор ваздушног језгра производи малу међусобну индуктивност у поређењу са материјалом физичког језгра као што је језгро гвожђа или ферита.

Користи се у преносној електроници, као и у апликацијама повезаним са радиофреквенцијом. Због одсуства физичког језгра, врло је лаган у погледу тежине. Правилно подешени трансформатор ваздушног језгра такође се користи у решењима за бежично пуњење, где су примарни намотаји направљени унутар пуњача, а секундарни намотаји унутар циљаног уређаја.

Типови трансформатора засновани на аранжману намотаја

Трансформатор се може класификовати помоћу налога за навијање. Један од популарних типова су трансформатори са аутоматским намотавањем.

Трансформатор са аутоматским намотајем

До сада су примарни и секундарни намотаји фиксни, али у случају трансформатора са аутоматским намотајем, примарни и секундарни намотај могу се повезати у серију, а чвор са средишњим навојем је покретан. У зависности од положаја средишњег тока, секундарни напон може да варира.

Ауто није кратки облик Аутоматски; него је обавештавање себе или појединачне завојнице. Ова завојница формира однос који се састоји од два дела, примарног и секундарног. Положај централног чворног чвора одређује примарни и секундарни однос, тако варирајући излазни напон.

Најчешћа употреба је В АРИАЦ, инструмент за производњу променљиве наизменичне струје од стабилног улаза наизменичне струје. Такође се користи у апликацијама везаним за пренос и дистрибуцију енергије где је потребно често мењати високонапонске водове.

Врсте трансформатора засноване на употреби

Доступно је и неколико врста трансформатора који раде у одређеном домену. У електроничком и електричном сектору, неколико наменских трансформатора се користи као силазни или појачавајући трансформатор заснован на примени примене. Дакле, трансформатори се могу класификовати као доле на основу употребе:

1. Повер домен

• Трафо
• Мерни трансформатор
• Дистрибутивни трансформатор

2. Електронски домен

• Пулсни трансформатор
• Аудио излазни трансформатор

1. Трансформатори који се користе у Повер домену

У Електричној области домен напајања бави се производњом, мерењем и дистрибуцијом електричне енергије. Међутим, то је врло велико поље где су трансформатори кључни део за безбедно претварање снаге и успешну испоруку електричне енергије трафостаници и крајњим корисницима.

Трансформатори који се користе у енергетском домену могу бити и спољашњи и унутрашњи, али углавном спољашњи.

(а) енергетски трансформатор

Енергетски трансформатори су веће величине и користе се за пренос енергије до трафостанице или јавног снабдевања електричном енергијом. Овај трансформатор делује као мост између генератора електричне енергије и примарне дистрибутивне мреже. У зависности од оцене снаге и спецификација, енергетски трансформатори се даље могу класификовати у три категорије: мали енергетски трансформатори, средњи енергетски трансформатори и велики енергетски трансформатори. Називна вредност може бити већа од 30КВА до 500-700КВА или у неким случајевима може бити једнака или већа од 7000КВА за мале називне енергетске трансформаторе. Снажни трансформатор средње снаге може бити до 50-100 МВА, док велики трансформатори снаге могу да поднесу више од 100МВА.

Због веома велике производње електричне енергије, конструкција енергетског трансформатора је такође критична. Конструкција укључује чврсту изолациону периферну опрему и добро уравнотежен систем хлађења. Најчешћи енергетски трансформатори пуњени су уљима.

Главни принцип енергетског трансформатора је претварање нисконапонске високе струје у високонапонску малу струју. Ово је потребно да би се губитак енергије у систему за дистрибуцију електричне енергије свео на минимум.

Још један важан параметар за енергетски трансформатор је доступност фазе. Обично енергетски трансформатори раде у трофазном систему, али у неким случајевима се користе и једнофазни мали енергетски трансформатори. Трофазни енергетски трансформатори су најскупљи и најефикаснији од једнофазних енергетских трансформатора.

(б) Мерни трансформатор

Мерни трансформатор се често назива инструментним трансформаторима. Ово је још један често коришћени мерни инструмент у домену снаге. Мерни трансформатор се користи за изолацију главне снаге и претварање струје и напона у мањем омјеру у његов секундарни излаз. Мерењем излаза могу се мерити фаза, струја и напон стварног далековода.

Горња слика приказује конструкцију струјног трансформатора.

(ц) Дистрибутивни трансформатор

Ово се користи у последњој фази система за дистрибуцију електричне енергије. Дистрибутивни трансформатори су силазни трансформатор који претвара високи напон мреже у напон крајњег купца, 110В или 230В. Такође може бити једнофазна или три фазе.

Дистрибутивни трансформатори могу бити мањег облика, али и већи, у зависности од капацитета претворбе или номиналних вредности.

Дистрибутивни трансформатори се могу даље категорисати на основу врсте изолације коју користи. Може бити сувог типа или у течности. Израђује се од ламинираних челичних плоча углавном израђених у облику слова Ц као основни материјал.

Дистрибутивни трансформатор такође има другачију класификацију на основу локације у којој се користи. Трансформатор се може поставити на помоћни стуб, ако је тако, назива се разводни трансформатор постављен на стуб. Може се сместити унутар подземне коморе, монтирати на бетонску подлогу (дистрибутивни трансформатор монтиран на јастучић) или у затворену челичну кутију.

Генерално, дистрибутивни трансформатори имају снагу мању од 200кВА.

2. Трансформатор који се користи у домену електронике

У електроници се користе разни мали минијатурни трансформатори који се могу монтирати на ПЦБ или причврстити у мало кућиште производа.

(а) Импулсни трансформатор

Импулсни трансформатори су један од најчешће коришћених трансформатора уграђених на ПЦБ који производе електричне импулсе у константној амплитуди. Користи се у разним дигиталним круговима где је потребно стварање импулса у изолованом окружењу. Због тога импулсни трансформатори изолују примарни и секундарни и дистрибуирају примарне импулсе у секундарни круг, често дигиталне логичке капије или покретаче.

Правилно конструисани импулсни трансформатори треба да имају одговарајућу галванску изолацију, као и мало цурење и залутали капацитет.

(б) Аудио излазни трансформатор

Аудио трансформатор је још један често коришћени трансформатор у домену електронике. Посебно се користи у апликацијама повезаним са звуком где је потребно подударање импедансе. Аудио трансформатор уравнотежује круг појачала и оптерећења, обично звучник. Аудио трансформатор може имати више примарних и секундарних намотаја, одвојених или средишњих славина.

Дакле, покрили смо разне врсте трансформатора, осим што постоје неки други трансформатори за посебне намене, али они нису обухваћени овим чланком.