Was ist die Grundkomponente in DC oder Wechselstromversorgungen ? Natürlich ist es der elektrische Transformator. Haben Sie sich jemals gefragt, wie Transformatoren funktionieren? Wenn Ihnen diese Frage häufig in den Sinn kommt, sind Sie hier genau richtig.
Aber bevor ich anfange, möchte ich kurz auf Transformatoren und verschiedene Typen eingehen
Was ist ein elektrischer Transformator?
Ein elektrischer Transformator
Ein elektrischer Transformator ist eine statische Vorrichtung, die zur Umwandlung eines elektrischen Wechselstromsignals in einem Stromkreis in ein elektrisches Signal derselben Frequenz in einem anderen Stromkreis mit geringem Leistungsverlust verwendet wird. Die Spannung in einem Stromkreis kann erhöht oder verringert werden, jedoch mit einer proportionalen Erhöhung oder Verringerung der Nennströme.
Verschiedene Arten von Transformatoren
Verschiedene Arten von Transformatoren können anhand verschiedener Kriterien wie Funktion, Kern usw. klassifiziert werden.
Einteilung nach Funktion ::
Aufwärtstransformator
Aufwärtstransformator
Ein Aufwärtstransformator ist derjenige, bei dem die Primärspannung der Spule geringer als die Sekundärspannung ist. Ein Aufwärtstransformator kann zum Erhöhen der Spannung in der Schaltung verwendet werden. Es wird in verwendet flexible Wechselstromübertragungssysteme oder FAKTEN von SVC .
Abwärtstransformator
Transformator herunterfahren
Ein Abwärtstransformator dient zur Spannungsreduzierung. Der Typ
eines Transformators, bei dem die Primärspannung der Spule größer als die Sekundärspannung ist, wird als Abwärtstransformator bezeichnet. Die meisten Netzteile verwenden einen Abwärtstransformator, um die gefährlich hohe Spannung auf eine sicherere Niederspannung zu reduzieren.
Das Verhältnis der Anzahl der Windungen an jeder Spule, das als Windungsverhältnis bezeichnet wird, bestimmt das Verhältnis der Spannungen. Ein Abwärtstransformator hat eine große Anzahl von Windungen an seiner Primärspule (Eingangsspule), die an das Hochspannungsnetz angeschlossen ist, und eine kleine Anzahl von Windungen an seiner Sekundärspule (Ausgangsspule), um eine niedrige Ausgangsspannung zu ergeben.
DREHVERHÄLTNIS = (Vp / Vs) = (Np / Ns) Wobei Vp = Primärspannung (Eingangsspannung) Vs = Sekundärspannung (Ausgangsspannung) Np = Anzahl der Windungen an der Primärspule Ns = Anzahl der Windungen an der Sekundärspule Ip = Primärspule ( Eingangsstrom Ist = Sekundärstrom (Ausgangsstrom).
Einteilung nach Kern
1. Kerntyp 2. Schalentyp
Kerntransformator
Bei diesem Transformatortyp sind die Wicklungen dem beträchtlichen Teil der Schaltung im Kerntyp des Transformators zugeordnet. Die verwendeten Spulen sind vom Formtyp gewickelt und zylindrisch. Es hat einen einzelnen Magnetkreis.
Kerntransformator
Bei Kerntransformatoren sind die Spulen in spiralförmigen Schichten gewickelt, wobei verschiedene Schichten durch Materialien wie Glimmer voneinander isoliert sind. Der Kern hat zwei rechteckige Gliedmaßen und die Spulen sind auf beiden Gliedmaßen des Kerntyps angeordnet.
Schalentransformator
Schalentransformatoren sind die beliebtesten und effizientesten Transformatortypen. Das Schalentransformator hat einen doppelten Magnetkreis. Der Kern hat drei Glieder und beide Wicklungen sind auf den zentralen Gliedern angeordnet. Der Kern umgibt die meisten Teile der Wicklung. Im Allgemeinen werden mehrschichtige Scheiben- und Sandwichspulen im Manteltyp verwendet.
Schalentransformator
Jede Hochspannungsspule befindet sich zwischen zwei Niederspannungsspulen, und Niederspannungsspulen befinden sich am oberen und unteren Ende der Joche. Die Mantelkonstruktion wird hauptsächlich für den Betrieb bei sehr hoher Spannung des Transformators bevorzugt.
Eine natürliche Kühlung ist im Manteltyp-Transformator nicht vorhanden, da die Wicklung im Manteltyp vom Kern selbst umgeben ist. Eine große Anzahl von Wicklungen muss zur besseren Wartung entfernt werden.
Andere Arten von Transformatoren
Die Transformatortypen unterscheiden sich in der Art und Weise, in der die Primär- und Sekundärspulen um den laminierten Stahlkern des Transformators herum angeordnet sind:
• Je nach Wicklung kann der Transformator von drei Typen sein
1. Transformator mit zwei Wicklungen (gewöhnlicher Typ) 2. Einzelwicklung (automatischer Typ) 3. Drei Wicklungen (Leistungstransformator)
• Aufgrund der Anordnung der Spulen werden die Transformatoren wie folgt klassifiziert:
1. Zylindertyp 2. Scheibentyp
• Je nach Verwendung
1. Leistungstransformator 2. Verteilungstransformator 3. Instrumententransformator
Der Messwandler kann in zwei Typen unterteilt werden:
a) Stromwandler b) Potentialtransformator
• Je nach Art der Kühlung kann der Transformator zwei Arten haben
1. Natürliche Kühlung 2. Öl getaucht natürlich gekühlt 3. Öl getaucht natürlich gekühlt mit erzwungener Ölzirkulation
Arbeitsweise des Transformators
Wenden wir uns nun unserer Grundvoraussetzung zu: Wie funktionieren Transformatoren? Das Betrieb des Transformators arbeitet hauptsächlich nach dem Prinzip der gegenseitigen Induktivität zwischen zwei Stromkreisen, die durch einen gemeinsamen Magnetfluss verbunden sind. Ein Transformator wird grundsätzlich zur Transformation von verwendet elektrische Energie .
Funktionsweise des Transformators
Transformatoren bestehen aus Arten von leitenden Spulen als Primärwicklung und Sekundärwicklung.
Die Eingangsspule wird als Primärwicklung und die Ausgangsspule als Sekundärwicklung des Transformators bezeichnet.
Es gibt keine elektrische Verbindung zwischen den beiden Spulen, stattdessen sind sie durch ein magnetisches Wechselfeld verbunden, das im Weicheisenkern des Transformators erzeugt wird. Die beiden Linien in der Mitte des Schaltungssymbols repräsentieren den Kern. Transformatoren verschwenden nur sehr wenig Strom, sodass der Stromausfall fast dem Stromverbrauch entspricht.
Die Primärspule und die Sekundärspule besitzen hohe Gegeninduktivitäten. Wenn eine der Spulen an die Wechselspannungsquelle angeschlossen ist, baut sich im laminierten Kern ein Wechselstrom auf.
Dieser Fluss wird mit der anderen Spule verbunden und eine elektromagnetische Kraft wird gemäß dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktivität induziert.
e = M di / dt Wenn e induziert wird, ist EMF M die gegenseitige Induktivität
Wenn die zweite Spule geschlossen ist, wird der Strom in der Spule von der Primärspule des Transformators zur Sekundärspule übertragen.
Ideale Leistungsgleichung des Transformators
Während wir uns auf unsere Frage konzentrieren, wie Transformatoren funktionieren, müssen wir zunächst die ideale Leistungsgleichung des Transformators kennen.
Ideale Leistungsgleichung des Transformators
Wenn die Sekundärspule an eine Last angeschlossen ist, die den Stromfluss im Stromkreis ermöglicht, wird elektrische Energie vom Primärkreis zum Sekundärkreis übertragen.
Im Idealfall ist der Transformator vollkommen effizient. Die gesamte einfallende Energie wird vom Primärkreis in das Magnetfeld und in den Sekundärkreis umgewandelt. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, muss die eingehende elektrische Leistung der ausgehenden Leistung entsprechen:
Geben Sie die ideale Transformatorgleichung
Transformatoren haben normalerweise einen hohen Wirkungsgrad, daher ist diese Formel eine vernünftige Annäherung.
Wenn die Spannung erhöht wird, wird der Strom um den gleichen Faktor verringert. Die Impedanz in einem Stromkreis wird durch das Quadrat des Windungsverhältnisses transformiert.
Zum Beispiel bei Impedanz MIT sWird an den Anschlüssen der Sekundärspule angebracht, scheint es für den Primärkreis eine Impedanz von ( N. p/. N. s)zwei MIT s. Diese Beziehung ist wechselseitig, so dass die Impedanz MIT pdes Primärkreises erscheint dem Sekundärkreis als ( N. s/. N. p)2Zp.
Wir hoffen, dass dieser Artikel kurz und dennoch genau informativ über die Funktionsweise von Transformatoren war. Hier ist eine einfache, aber wichtige Frage für die Leser: Wie wird ein Transformator für den Entwurf eines Netzteils ausgewählt?
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