Ein Einphasentransformator ist ein elektrisches Gerät, das akzeptiert einphasige Wechselstromversorgung und gibt einphasigen Wechselstrom aus. Dies wird bei der Stromverteilung in nicht städtischen Gebieten verwendet, da der Gesamtbedarf und die damit verbundenen Kosten niedriger sind als beim 3-Phasen-Verteilungstransformator. Sie werden als Abwärtstransformator verwendet, um die Ausgangsspannung ohne Frequenzänderung auf einen geeigneten Wert zu senken. Aus diesem Grund wird es häufig verwendet Leistungselektronik Geräte in Wohnheimen. Dieser Artikel beschreibt eine Übersicht über einen Einphasentransformator.

“n vs p-Kanal-Mosfet ”

Was ist ein Einphasentransformator?

Definition: ZU Transformator ist ein Gerät, das magnetische Energie in elektrische Energie umwandelt. Es besteht aus zwei elektrischen Spulen, die als Primärwicklung und Sekundärwicklung bezeichnet werden. Die primäre Wicklung eines Transformators erhält Strom, während die Sekundärwicklung Strom liefert. Ein magnetischer Eisenkreis, der als 'Kern' bezeichnet wird, wird üblicherweise verwendet, um diese Spulen zu umwickeln. Obwohl diese beiden Spulen elektrisch isoliert sind, sind sie magnetisch verbunden.

Wenn ein elektrischer Strom durch die Primärwicklung eines Transformators geleitet wird, wird ein Magnetfeld erzeugt, das eine Spannung über der Sekundärwicklung eines Transformators induziert. Je nach Art der Anwendung wird der Einphasentransformator verwendet, um die Spannung am Ausgang entweder zu erhöhen oder zu verringern. Dieser Transformator ist typischerweise ein Leistungstransformator mit hohem Wirkungsgrad und geringen Verlusten. Das einphasige Transformatordiagramm ist unten gezeigt.

Einphasentransformator

Prinzip des Einphasentransformators

Der Einphasentransformator arbeitet nach dem Prinzip von Faradays Gesetz der elektromagnetischen Induktion . Typischerweise ist die gegenseitige Induktion zwischen Primär- und Sekundärwicklung für den Transformatorbetrieb in einem elektrischen Transformator verantwortlich.

Arbeiten des Einphasentransformators

Ein Transformator ist ein statisches Gerät, das elektrische Energie in einem Stromkreis auf einen anderen Stromkreis mit derselben Frequenz überträgt. Es besteht aus Primär- und Sekundärwicklungen. Dieser Transformator arbeitet nach dem Prinzip der Gegeninduktivität.

Wenn die Primärwicklung eines Transformators an eine Wechselstromversorgung angeschlossen ist, fließt der Strom in der Spule und der Magnetfeldaufbau. Dieser Zustand ist als gegenseitige Induktivität bekannt und der Stromfluss entspricht dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion. Wenn der Strom von Null auf seinen Maximalwert ansteigt, verstärkt sich das Magnetfeld und ist gegeben durch dɸ / dt.

Dieser Elektromagnet bildet die magnetischen Kraftlinien und dehnt sich von der Spule nach außen aus und bildet einen Weg des magnetischen Flusses. Die Windungen beider Wicklungen werden durch diesen Magnetfluss verbunden. Die Stärke eines im Kern erzeugten Magnetfelds hängt von der Anzahl der Windungen in der Wicklung und der Strommenge ab. Der magnetische Fluss und der Strom sind direkt proportional zueinander.

Einphasentransformator

Quelle: Wikimedia

Während die magnetischen Flusslinien um den Kern fließen, passiert er die Sekundärwicklung und induziert dort eine Spannung. Das Faradaysche Gesetz wird verwendet, um die an der Sekundärspule induzierte Spannung zu bestimmen und ist gegeben durch:

N. dɸ / dt

wo,

'N' ist die Anzahl der Spulenwindungen

Die Frequenz ist bei Primär- und Sekundärwicklungen gleich.

Wir können also sagen, dass die induzierte Spannung in beiden Wicklungen gleich ist, da der gleiche Magnetfluss beide Spulen miteinander verbindet. Außerdem ist die induzierte Gesamtspannung direkt proportional zur Anzahl der Windungen in der Spule.

Nehmen wir an, dass die Primär- und Sekundärwicklung des Transformators jeweils einzelne Windungen haben. Unter der Annahme, dass keine Verluste auftreten, fließt der Strom durch die Spule, um einen Magnetfluss zu erzeugen und eine Spannung von einem Volt über der Sekundärseite zu induzieren.

Aufgrund der Wechselstromversorgung variiert der Magnetfluss sinusförmig und ist gegeben durch:

ɸ = ɸ_maxOhne ωt

Die Beziehung zwischen der induzierten EMK E in den Spulenwicklungen von N Windungen ist gegeben durch:

E = N (d∅) / dt

E = N * ω * ɸ_maxcosωtφ

Emax = Nωɸ_max

Erms = Nω / √2 * ɸ_max= 2π / √2 * f * N * ɸ_max

Erms = 4,44 fNɸ_max

Wo,

'F' ist die Frequenz in Hertz, gegeben durch ω / 2π.

'N' ist die Anzahl der Spulenwicklungen

'ɸ' ist die Menge an Flussmittel in Webers

Die obige Gleichung ist die Transformator-EMF-Gleichung. Für die EMK einer Primärwicklung eines Transformators E ist N die Anzahl der Primärwindungen (NP), während für die EMK E einer Sekundärwicklung eines Transformators die Anzahl der Windungen N (NS) ist.

Bau eines Einphasentransformators

Bei einem einfachen Einphasentransformator wird jede Wicklung separat zylindrisch auf ein weiches Eisenglied gewickelt, um einen erforderlichen Magnetkreis bereitzustellen, der üblicherweise als 'Transformatorkern' bezeichnet wird. Es bietet einen Weg für den Fluss des Magnetfelds, um eine Spannung zwischen zwei Wicklungen zu induzieren.

Wie in der obigen Abbildung zu sehen ist, sind die beiden Wicklungen nicht nahe genug, um eine effiziente Magnetkopplung zu erzielen. Somit kann das Konvergieren und Erhöhen des Magnetkreises in der Nähe der Spulen die magnetische Kopplung zwischen Primär- und Sekundärwicklung verbessern. Es sind dünne Stahlbleche zu verwenden, um Leistungsverluste aus dem Kern zu vermeiden.

Basierend darauf, wie die Wicklungen um den zentralen laminierten Stahlkern gewickelt sind, wird die Transformatorkonstruktion in zwei Typen unterteilt

“Schaltplan Hochpassfilter ”

Kerntransformator

Bei dieser Art von Konstruktion ist nur die Hälfte der Wicklungen zylindrisch um jeden Schenkel eines Transformators gewickelt, um die magnetische Kopplung zu verbessern, wie in der folgenden Abbildung gezeigt. Diese Art der Konstruktion stellt sicher, dass magnetische Kraftlinien gleichzeitig über beide Wicklungen fließen. Der Hauptnachteil des Kerntransformators ist der Streufluss, der aufgrund des Flusses eines kleinen Anteils magnetischer Kraftlinien außerhalb des Kerns auftritt.

Kerntransformator

Schalentransformator

Bei dieser Art von Transformatorkonstruktion sind die Primär- und Sekundärwicklung zylindrisch am mittleren Schenkel positioniert, was zu einer doppelten Querschnittsfläche als die äußeren Schenkel führt. Bei dieser Art der Konstruktion gibt es zwei geschlossene Magnetpfade, und am äußeren Schenkel fließt der Magnetfluss ɸ / 2. Der Schalentransformator überwindet den Leckagefluss, reduziert die Kernverluste und erhöht den Wirkungsgrad.

Einphasentransformator-Shell-Typ

Anwendungen

Die Anwendungen eines Einphasentransformators werden nachstehend erwähnt.

Reduzierung von Fernsignalen zur Unterstützung von elektronischen Geräten für Privathaushalte und gewerbliche Zwecke
In Fernsehgeräten zur Spannungsregelung
Zur Leistungssteigerung in Wechselrichtern
Stromversorgung für nicht städtische Gebiete
Um zwei Stromkreise elektrisch zu isolieren, sind Primär- und Sekundärkreise weit voneinander entfernt

FAQs

1). Was bedeutet einphasig?

Ein einphasiges System oder eine einphasige Schaltung, die eine einzelne Wechselspannung erzeugt oder verwendet

2). Verwenden Häuser eine einphasige Versorgung?

In der Regel werden Haushalte einphasig versorgt

3). Nach welchen Prinzipien arbeitet der Einphasentransformator?

Faradaysches Gesetz der elektromagnetischen Induktion und der gegenseitigen Induktion

4). Was ist der Transformator 'Turns Ratio'?

NP / NS = VP / VS = n = Drehungsverhältnis

5). Geben Sie zwei Verwendungszwecke eines Einphasentransformators an

In Fernsehgeräten zur Spannungsregelung
Zur Leistungssteigerung in Wechselrichtern

Somit ist ein Einphasentransformator für leichtere elektrische Geräte geeignet. Es ist billiger und wird sehr bevorzugt, nicht städtische Gebiete mit Strom zu versorgen. Dieser Artikel betont das Funktionsprinzip des Transformators , Aufbau und Anwendung eines Einphasentransformators. Der Leser kann sich in diesem Artikel ausführlich über Einphasentransformatoren informieren.