Kakva je konstrukcija i rad jednofaznog transformatora?
Konstrukcija i rad jednofaznog transformatora
Jednofazni transformator je statički uređaj koji prenosi električnu energiju iz jednog kruga u drugi putem elektromagnetske indukcije, pri čemu se razine napona i struje mijenjaju u procesu. Ovdje je pregled njegove konstrukcije i rada:
Izgradnja:
1. Jezgra:
- Obično se izrađuju od laminiranih čeličnih ploča kako bi se smanjili gubici vrtložnih struja.
- Omogućuje nisku reluktanciju za magnetski tok.
- Dvije vrste:
- Jezgreni tip: Namotaj okružuje jezgru.
- Tip školjke: Jezgra okružuje namot.
2. Namoti:
- Primarni namot: Spojen na izvor ulaznog napona.
- Sekundarni namot: Spojen na opterećenje.
- Broj zavoja u svakom namotu određuje omjer transformacije napona.
3. Izolacija:
- Izolacija između zavoja: Između zavoja istog namota kako bi se spriječili kratki spojevi.
- Izolacija između namota: Između primarnog i sekundarnog namota za sigurnost i naponsku izolaciju.
- Čahuri: Osigurajte izolaciju za vodiče koji ulaze i izlaze iz transformatora.
4. Spremnik:
- Okružuje jezgru i namote, napunjene izolacijskim uljem za hlađenje i izolaciju.
- Pruža zaštitu od vlage i drugih opasnosti iz okoliša.
5. Spremnik konzervatora:
- Spojen na glavni spremnik kako bi se omogućilo širenje i skupljanje ulja uslijed promjena temperature.
6. Otvor za disanje:
- Omogućuje ulazak zraka u spremnik konzervatora kako bi se kompenzirale promjene volumena ulja.
- Sadrži silikagel za upijanje vlage iz zraka.
7. Sustav hlađenja:
- Transformatori uronjeni u ulje oslanjaju se na prirodnu konvekciju ili prisilno hlađenje zrakom.
- Veći transformatori mogu koristiti radijatore, ventilatore ili druge metode hlađenja.
Princip rada:
1. Ulazni napon: Kada se izmjenični napon primijeni na primarni namot, on stvara izmjenični magnetski tok u jezgri.
2. Elektromagnetska indukcija: Promjenjivi magnetski tok inducira elektromotornu silu (EMS) u sekundarnom namotu, prema Faradayevom zakonu elektromagnetske indukcije.
3. Izlazni napon: Veličina induciranog EMF-a u sekundarnom namotu proporcionalna je omjeru zavoja u primarnom i sekundarnom namotu. Ovo određuje transformaciju napona.
4. Trenutna transformacija: Struja koja teče kroz sekundarni namot obrnuto je proporcionalna omjeru transformacije napona. To znači da ako se napon poveća, struja se smanji i obrnuto.
5. Prijenos snage: Snaga koja se prenosi s primarnog na sekundarni namot je gotovo jednaka, zanemarujući gubitke.
Vrste jednofaznih transformatora:
- Pojačani transformator: Povećava napon (više zavoja u sekundarnom namotu).
- Spadajući transformator: Smanjuje napon (više zavoja u primarnom namotu).
- Izolacijski transformator: Omogućuje električnu izolaciju između primarnog i sekundarnog kruga.
Prednosti jednofaznih transformatora:
- Učinkovit prijenos energije: Visoka učinkovitost zbog niskih gubitaka.
- Transformacija napona: Pruža fleksibilnost za podešavanje razine napona.
- Električna izolacija: Izolira krugove radi sigurnosti.
Nedostaci jednofaznih transformatora:
- Ograničeni kapacitet rukovanja energijom: Jednofazni transformatori obično se koriste za aplikacije manje snage.
- Veći pad napona: Skloniji padu napona u usporedbi s trofaznim transformatorima.
Jednofazni transformatori bitne su komponente u raznim primjenama, uključujući stambenu i komercijalnu distribuciju električne energije, elektroničke uređaje i industrijske sustave. Oni igraju ključnu ulogu u osiguravanju sigurnog i učinkovitog prijenosa energije i regulacije napona.