Как работает силовой трансформатор? Многие производители электронных компонентов в замешательстве!

Сегодня завод электротехнических компонентов Nanfang представляет принцип работы силового трансформатора!

Что такое силовой трансформатор?

Что касается силового трансформатора, это специальный трансформатор с общим набором катушек для выхода и входа. Повышающее и понижающее преобразование реализованы с помощью разных отводов. Часть напряжения отвода, которая меньше общего индуктора, уменьшается. Напряжение отвода выше, чем у общей катушки. Принцип работы силового трансформатора заключается в использовании принципа электромагнитной индукции. Переменный ток, который мы используем, создает магнитное поле через катушку N, а рядом с катушкой N находится катушка M. Поскольку магнитное поле, создаваемое катушкой N, непостоянно, оно изменяется соответственно изменению тока. Изменение магнитного поля вызывает генерацию соответствующего тока в катушке M, а частота катушки M будет изменять частоту катушки M в соответствии с различным соотношением витков катушки N и катушки M. Конечно, многие силовые трансформаторы сейчас становятся однокатушечными (называемыми автотрансформаторами), и принципы в основном те же самые.

Принцип работы, функции и потери силового трансформатора:

Автотрансформатор — это трансформатор только с одной обмоткой. При использовании в качестве понижающего трансформатора часть витков отводится от обмоток в качестве вторичных обмоток. При использовании в качестве повышающего трансформатора приложенное напряжение прикладывается только к обмоткам — части витков. Как правило, часть обмотки, которая принадлежит как первичной, так и вторичной обмоткам, называется общей обмоткой, а остальная часть автотрансформатора называется последовательной обмоткой. По сравнению с обычными трансформаторами, автотрансформатор с той же мощностью не только мал по габаритам, но и обладает высокой эффективностью. Чем больше мощность, тем выше напряжение. Это преимущество становится еще более заметным. Поэтому, с развитием энергосистемы, повышением уровня напряжения и увеличением пропускной способности, самоподдерживающийся трансформатор широко используется из-за его большой мощности, малых потерь и низкой стоимости.

В-третьих, функция силового трансформатора:

Помимо небольших габаритов силовых трансформаторов, не существует четкого разделения между силовыми трансформаторами и электронными трансформаторами. Как правило, электроснабжение сети 60 Гц очень велико. Оно может охватывать мощность размером с половину континента. Ограничение мощности электронных устройств обычно ограничивается возможностями выпрямления, усиления и другими компонентами системы. Некоторые из них являются теми, которые усиливают мощность. Однако по сравнению с мощностью генерации энергии энергосистем она все еще относится к области малой мощности. Трансформаторы обычно используются в различном электронном оборудовании по следующим причинам: для обеспечения различных уровней напряжения для обеспечения нормальной работы системы; для обеспечения электрической изоляции частей, работающих под разными потенциалами в системе; для обеспечения высокого импеданса для переменного тока, но низкого импеданса для постоянного тока; для поддержания или изменения формы сигнала и частотной характеристики при разных потенциалах.

В основе принципа лежит принцип электромагнитной индукции. Рассмотрим принцип работы на примере однофазного двухобмоточного трансформатора: при подаче напряжения ú1 на первичную обмотку протекает ток í1, и в сердечнике возникает переменный магнитный поток. Эти магнитные потоки называются основными магнитными потоками.

Обмотки соответственно индуцируют потенциалы é1 и é2. Формула для индуцируемого потенциала: E = 4,44fN ⋅ M, где: E — эффективное значение индуцируемого потенциала; f — частота; N — число витков; M — пиковое значение основного магнитного потока, создаваемого вторичной обмоткой. В отличие от числа витков первичной обмотки, величины индуцируемых потенциалов E1 и E2 также различны.

При отсутствии падения напряжения на внутреннем сопротивлении напряжения ú1 и ú2 различаются по величине. При отсутствии нагрузки на вторичной обмотке трансформатора по первичной обмотке протекает только основной ток (í0). Этот ток называется током возбуждения. При протекании тока нагрузки í2 через вторичную обмотку он также протекает по железному сердечнику.

Магнитный поток стремится изменить основной магнитный поток, но при постоянном напряжении основной магнитный поток также постоянен. В первичной обмотке протекают две части тока: одна — ток возбуждения σ0, а другая — ток уравновешивания σ2, поэтому эта часть тока изменяется при изменении σ2. Умножение тока на число витков создаёт магнитный потенциал.

В-четвертых, источник тепла силового трансформатора:

Основными источниками тепла в силовых трансформаторах являются потери в меди и в стали. Эти два явления также приводят к увеличению потерь мощности силового трансформатора. Следовательно, повышение температуры трансформатора обусловлено в основном потерями в стали и меди. Поскольку силовой трансформатор имеет потери в стали и меди, его выходная мощность всегда меньше входной. Поэтому для описания этого явления мы вводим параметр эффективности: η = выходная мощность/входная мощность.

Выше приведены ответы инженеров завода электротехнических компонентов «Чанчжоу Наньфан» на вопросы о принципе работы силовых трансформаторов! Важно понимать каждую деталь! Надеюсь, мы сможем помочь производителям индукторов.