Електрична схема трансформатора

У Росії ера перетворення напруги з однієї величини в іншу бере початок з робіт по вивченню феромагнітних матеріалів великим російським фізиком Олександром Григоровичем Столєтова, який вперше відкрив у 1880-х роках Гістерезисні петлю, а так само перерозподіл доменів в феромагнітному матеріалі при впливі на нього електромагнітного поля .

Перший трансформатор передачі змінного струму був феромагнітний стержень з декількома обмотками. Винахід було зафіксовано видачею патенту Яблочникову Павлу Миколайовичу в 1876 році, але трансформатор в його сучасному розумінні був представлений вже через рік в 1877 році Мотовиловим Дмитром Миколайовичем. Тоді ж з'явилося перша електрична схема трансформатора, що відображає дві обмотки на феромагнітному матеріалі.

Незабаром в Лондоні в 1884 році на станції Гровнерской галереї (вважається, що тут з'явилася перша електростанція) були застосовані послідовно з'єднані трансформатори голяр і Гіббса на основі замкнутого сердечника. За два роки до цього в галереї були встановлені перші парові генератори Томаса Едісона. У тому ж році брати Едуард і Джон Гобкінсони справили в світ перші трансформатори із замкнутими сердечниками. Промислове виробництво трансформаторів із замкнутим сердечником почалося в 1885 році в Угорщині електромашинобудівним заводом «Ганц і Ко». Це були конструкції на кільцевому, броньовий і стрижневий сердечниках. Угорський конструктор Макс Дері в цьому ж році отримує патент на конструкцію трансформаторів з паралельним з'єднанням.

Перші моделі тут же виявили один істотний недолік - швидкий перегрів муздрамтеатру через велику величини навантаження споживачів, що призводило в непридатність обмотки трансформатора. У 1889 році шведський винахідник Д. Свінберн для зменшення перегріву обмоток занурив робочий трансформатор в керамічну посудину, наповнений маслом, назвавши його при цьому «масляним трансформатором». В цьому ж році шведський інженер Джонс Венстре винаходить трифазну систему для генераторів, трансформаторів і електродвигунів. В цей час з'являється трифазна електрична схема трансформатора, яку винаходить російський вчений М. О. Доліво-Добровольський, а вже в 1891 році Чарльз Браун і Волтер Бовери в швейцарському місті Баден організували компанію по передачі високовольтної енергії. Попит на електрику ріс експоненційної прогресією і в 1893 році компанія Брауна - Бовери надала Європі першу промислову електростанцію на основі застосування трифазних трансформаторів. Електрика вироблялося паровими генераторами Едісона. У Російській імперії вже згадана фірма «Ганц і Ко» в оперному театрі Одеси для його освітлення запустила одну з перших установок змінного струму. Це сталося в 1887 році.

З тих пір розвиток в цій області зробило крок далеко вперед і на сьогоднішній день існує 7 класифікаторів трансформаторів.

Розділяють трансформатори по призначенню: - Силові трансформатори - досить загальне поняття, що об'єднує застосування трансформаторів в статичних перетворювачах для перетворення змінного струму в постійний (випрямлячі), або, навпаки - з постійного на змінний (інвертори). Їх основне призначення полягає в перетворенні однієї величини напруги і струму в напругу і струм іншої величини без зміни потужності (з урахуванням, звичайно, втрат через індукції розсіювання). - Силові трансформатори спеціального призначення - найчастіше їх можна зустріти в старих зварювальних апаратах, пристроях зниженою або підвищеною частоти (в електрообладнанні залізниць) і т.д.

- Випробувальні трансформатори застосовуються для отримання високих або надвисоких напруг і струмів. У промисловості їх застосовують для перевірки пробою ізоляції (керамічних ізоляторів, наприклад), в високовольтних випробувальних лабораторіях. Довготривала робота таких трансформаторів виключена. - До вимірювальних трансформаторів відносять трансформатори напруги і струму. Застосовують їх переважно в силовій електроніці або в електроустановках з високою напругою, де необхідно вимір високовольтних ланцюгів стандартним вимірювальним обладнанням. - Ще до зовсім недавнього часу в блоках харчування радіопристроїв побутової електроніки застосовувалися радіотрансформатори. Так само цей тип використовують для узгодження опорів в міжблочних з'єднаннях електричних ланцюгів. Сьогодні в блоках харчування їм на зміну прийшла імпульсна технологія, а радіотрансформатори застосовуються лише в пристроях, критичних до чистоти напруги живлення (потужних дорогих звукових підсилювачах, наприклад).

По виду охолодження трансформатори поділяються на сухі і масляні. Кількість фаз в силовий обмотці ділить трансформатори на однофазні та трифазні. Так само існує класифікація за формою муздрамтеатру: стрижневі (рядкові трансформатори в телеапаратурі), броньові, тороїдальні і овальні.

Електрична схема трансформатора в найпростішому виконанні повинна містити як мінімум дві обмотки. Такі трансформатори називають двуобмоточнимі. Якщо обмоток більше двох, то вони потрапляють в клас багатообмотувальних. Конструктивне виконання обмоток трансформаторів розділяє їх на циліндричні, дискові і концентричні.

За співвідношенням обмоток трансформатори діляться на підвищують - якщо напруга вторинної обмотки більше силовий, і знижуючий (відповідно навпаки).

Принцип роботи пристрою добре видно з принципової електричної схеми трансформатора.

Первинна обмотка W1, при підключенні до неї джерела змінної напруги U1, за рахунок протікання струму I1 наводить в осерді з магнітопроводящего матеріалу змінний магнітний потік Ф, який, в свою чергу, індукує в первинної та вторинної (W2) обмотках ЕРС Е1 і Е2. За рахунок коефіцієнта трансформації (відносини ЕРС або кількості витків первинної обмотки до вторинної) і ефекту магнітної індукції в обмотці W2 при підключенні навантаження Zн починає протікати струм I2. На навантаженні з'являється напруга U2.

Коефіцієнт трансформації визначає ставлення ЕРС або кількість витків первинної обмотки до вторинної. Якщо значення K> 1, то трансформатор вважається знижувальним, якщо K Електронний термометр Електрична печі Стабілізатор напруги Електричний лічильник

Електрична схема трансформатора

Схожі статті