Режимы работы трансформаторов. Виды трансформаторов

Различают несколько режимов работы трансформатора:
Выделим три режима работы
Рабочий режим
Режим холостого хода
Режим короткого замыкания

Рабочий режим — это работа трансформатора при подключенных потребителях или под нагрузкой (под нагрузкой понимается ток вторичной цепи — чем он больше, тем больше нагрузка).
К трансформатору подключаются различного рода потребители: электрические двигатели, освещение и т. п.

Режим холостого хода,
т.е. режим ненагруженного трансформатора, при котором цепь вторичной обмотки разомкнута (ток не течет)
С помощью режима холостого хода можно определить КПД трансформатора. Коэффициент трансформации. А также потери в сердечнике.
Подключена к нагрузке с очень большим сопротивлением (например, в цепь включен вольтметр).
или

Режим
короткого замыкания трансформатора- это режим при котором вторичная обмотка замкнута накоротко ( или подключена к нагрузке с очень малым сопротивлением (например, в цепь включен амперметр).
Различают два вида короткого замыкания - аварийное и испытательное.
При испытательном
определяются активные потери в меди обмоток
(их нагревание).

ВИДЫ
ТРАНСФОРМАТОРОВ

СИЛОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Силово́й трансформа́тор (СТ) — электротехническое устройство в сетях электроснабжения (электросетях) с двумя или более обмотками (трансформатор), который посредством электромагнитной индукции преобразует одну величину переменного напряжения и тока в другую величину переменного напряжения и тока, той же частоты без изменения её передаваемой мощности
Классификаця СТ по:
количеству обмоток — двух- и многообмоточные;
количеству фаз — одно- и трехфазные;
назначению — понижающие и повышающие;
типу исполнения — сухие, масляные и с жидким негорючим диэлектриком;
возможности регулирования выходного напряжения — нерегулируемые и регулируемые (регулируемые под нагрузкой РПН и с переключателем без возбуждения ПБВ);
климатическому исполнению — наружные и внутренние.

Основу любого силового трансформатора составляет сердечник из ферромагнитного материала с несколькими обмотками.
Переменный ток, проходящий через витки первичной обмотки создает магнитный поток в сердечнике, который свою очередь, индуцирует
ЭДС во всех остальных обмотках.
Обмотки трансформатора выполняют в большинстве случаев из изолированных медных проводов круглого или прямоугольного сечения. Обычно первой наматывается обмотка низкого напряжения, поскольку уменьшаются затраты на изолирование обмотки от сердечника.
Между отдельными слоями обмоток, а также между самими обмотками при изготовлении предусматривают пустоты для циркуляции охладителя.
В качестве охладителя в мощных трансформаторах применяется масло, которое отбирает тепло от обмоток и передает его в окружающую среду через радиаторные трубки.

Автотрансформаторы

А́втотрансформа́тор — вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только магнитную связь, но и электрическую.
Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные электрические напряжения

Преимуществом автотрансформатора является более высокий КПД, поскольку лишь часть мощности подвергается преобразованию — это особенно существенно, когда входное и выходное напряжения отличаются незначительно. Недостатком является отсутствие электрической изоляции (гальванической развязки) между первичной и вторичной цепью. В промышленных сетях, где наличие заземления нулевого провода обязательно, этот фактор роли не играет, зато существенным является меньший расход стали для сердечника, меди для обмоток, меньший вес и габариты, и в итоге — меньшая стоимость.

Пример Понижающего трансформатора

Согласующий трансформатор

Согласующий трансформатор – трансформатор, применяемый для согласования сопротивления различных частей электронных схем.

Применяется для подключения низкоомной нагрузки к каскадам электронных устройств, имеющим высокое входное или выходное сопротивление.

Трансформаторами напряжения
называются аппараты, предназначенные для преобразования переменного тока высшего напряжения в переменный ток низшего напряжения и питания параллельных катушек измерительных приборов и реле. Число витков вторичной обмотки W2

Трансформатор тока

Трансформа́тор то́ка — трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику тока, а вторичная обмотка замыкается на измерительные или защитные приборы, имеющие малые внутренние сопротивления.
Трансформатор осуществляет преобразование переменного напряжения и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике и радиотехнике.

Устройство трансформатора

Коэффициент трансформации- показывает во сколько раз происходит изменение переменного напряжения.

Трансформаторами тока называются аппараты, предназначенные для преобразования тока любой величины в ток, допустимый для измерений нормальными приборами, а также для питания различных реле и обмоток электромагнитов. Число витков вторичной обмотки трансформатора тока N2 > N1

Разделительные
трансформаторы

Принцип работы
Разделительный трансформатор оснащают экраном между первичной и вторичной обмотками, экран заземляется.
На общем магнитопроводе размещены две обмотки из одинакового изолированного провода с идентичными намоточными характеристиками.

Схема подключения
Принципиальная схема подключения разделительного трансформатора и приборов к нему:

Назначение
Разделительный трансформатор предназначен для повышения уровня безопасности электрических приборов и снижения уровня электротравматизма.
Так как опасность поражения электрическим током все-же существует, следует соблюдать следующие правила:
1. Нельзя прикасаться к двум выходным клеммам трансформатора одновременно;
2. Первичная обмотка РТ должна защищаться УЗО;
3. Корпуса подключаемых к трансформатору приборов не заземляют;
4. Запитывать от РТ допускается только одно электрическое устройство.

СВАРОЧНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

УСТРОЙСТВО СВАРОЧНОГО ТРАНСФОРМАТОРА И ХАРАКТЕРИСТИКИ
Для возникновения дуги, обеспечивающей разогрев и расплавление кромок заготовки, требуется изменить характеристики электричества подаваемого из сети.
Сварочный трансформатор преобразует поступающее электричество следующим образом:
напряжение снижает;
силу тока поднимает.

В преобразовании электричества принимают участие следующие узлы:
магнитопровод;
первая обмотка, собираемая из изолированного кабеля;
перемещающейся второй обмотки. Ее выполняют из провода без изоляции, это необходимо для повышения тепловой отдачи;
винтовая пара;
штурвал для управления винтовой парой;
клеммники для сварных кабелей.