Jednofazni transformatorisu najosnovniji uređaji za pretvorbu napona u elektroenergetskim sustavima. Iako njihov princip rada nije kompliciran, njihovi detalji dizajna izravno utječu na učinkovitost i stabilnost prijenosa snage. Od kućanskih aparata do male industrijske opreme, jednofazni transformatori igraju nezamjenjivu ulogu u scenarijima male snage.
I. Osnovna struktura jednofaznih transformatora
Jednofazni transformatori uglavnom su sastavljeni od dva dijela: željezna jezgra i namotavanje.
(1) Željezna jezgra
Željezna jezgra je dio magnetskog kruga transformatora. Obično je izrađen od složenih silikonskih čeličnih listova s visokom magnetskom propusnošću. Silikonski čelični listovi izolirani su jedan od drugog, što može smanjiti gubitke vrtložne struje. Funkcija željezne jezgre je osigurati nizak put magnetskog otpora za magnetski tok, tako da se magnetski tok može učinkovito prenijeti između namota. Uobičajene strukture željezne jezgre su tipa jezgre i ljuske. Željeznu jezgru tipa jezgre karakterizira namotajući stupca željezne jezgre. Struktura je relativno jednostavna, a montaža i izolacijski tretman namota su relativno prikladni. Pogodan je za transformatore velikog kapaciteta; Željezna jezgra tipa školjke je željezna jezgra koja okružuje namotavanje. Ima visoku mehaničku čvrstoću, ali sklop i izolacijski tretman namota su relativno složeni. Obično se koristi za transformatore malih kapaciteta.
(2) namotavanja
Namota je dio kruga transformatora, koji je općenito namotan izoliranom bakrenom žicom ili aluminijskom žicom. Jednofazni transformatori obično imaju dva namotanja, naime primarno namotavanje i sekundarno namotavanje. Primarno namotavanje povezano je s napajanjem za primanje ulazne električne energije; Sekundarno namotavanje spojeno je na opterećenje na izlaznu električnu energiju na opterećenje. Broj zavoja namotava određuje omjer pretvorbe napona transformatora. Prema rasporedu namota, namoti se mogu podijeliti u koncentrične i preklapajuće se tipove. Koncentrični namoti su koncentrično omotati primarno namotavanje i sekundarno namotavanje na stupcu željezne jezgre. Ova metoda namota ima jednostavnu strukturu, lako se proizvodi i široko se koristi; Preklapajući namoti su naizmjenično zamotati primarno namotavanje i sekundarno namotavanje na stupcu željezne jezgre, koji se uglavnom koristi za niskonapon i transformatore visoke struje.
Ii. Načelo elektromagnetskog indukcije - jezgra rada jednofaznih transformatora
Operacijajednofazni transformatoritemelji se na principu elektromagnetske indukcije. Kada se izmjenični napon primijeni na oba kraja primarnog namota, a izmjenična struja će se stvoriti u namotu. Ova izmjenična struja stvorit će izmjenični magnetski tok u željeznoj jezgri.
Prema zakonu elektromagnetske indukcije, izmjenični magnetski tok proći će kroz sekundarno namotavanje, stvarajući na taj način induciranu elektromotornu silu u sekundarnom namotu. Jačina inducirane elektromotivne sile proporcionalna je brzini promjene magnetskog toka i broju zavoja sekundarnog namota. Drugim riječima, što se brži magnetski tok mijenja, što više okreće sekundarni namot, a veća je inducirana elektromotivna sila.
Istodobno, sam primarni namotavanje također će stvoriti samoinduciranu elektromotornu silu zbog prolaska naizmjeničnog magnetskog toka. Smjer samoinducirane elektromotorne sile uvijek ometa promjenu struje. Uravnotežen je s primijenjenim naponom, tako da se struja u primarnom namotu može stabilizirati s odgovarajućom vrijednošću.
Iii. Tajna pretvorbe napona
Ključ za pretvorbu napona jednofaznog transformatora leži u omjeru zavoja primarnog namota i sekundarnog namota. Pretpostavimo da je broj okretaja primarnog namota N1, broj zavoja sekundarnog namota je N2, primarni napon je U1, a sekundarni napon U2.
Prema načelu elektromagnetske indukcije i idealnog stanja transformatora (zanemarujući različite gubitke), može se dobiti formula pretvorbe napona:
U1\/u 2= n1\/n2. (U stvarnim aplikacijama treba uzeti u obzir oko 3-5%.)
From this formula, it can be seen that when N1>N2, U1>U2, Transformator igra ulogu odstupanja; Kad n1
Na primjer, u prijenosu snage, kako bi se smanjili gubici na liniji, obično se koristi visokonaponski prijenos. Električna energija koju generira elektrana najprije prolazi kroz pojačani transformator kako bi povećao napon, a zatim ga prenosi na udaljeno mjesto. Nakon što dosegne korisnički kraj, napon se smanjuje na razinu pogodnu za korisnika putem spuštanja transformatora.
Iv. Odnos između struje i moći
U idealnom transformatoru, ulazna snaga jednaka je izlazu, to jest, p 1= p2. I zbog p=ui, u1i 1= u2i2. U kombinaciji s formulom pretvorbe napona
U1\/u 2= n1\/n2, trenutna formula konverzije može se izvesti: i1\/i 2= u2\/u1.
To znači da će se, kada se napon povećava, struja smanjiti u skladu s tim; Kad se napon smanji, struja će se u skladu s tim povećati. Ovaj inverzni odnos između struje i napona omogućuje transformatoru transformaciju struje uz transformaciju napona, ispunjavajući tako trenutne zahtjeve različitih opterećenja.
V. Gubici i učinkovitost u stvarnom radu
U stvarnim aplikacijama,jednofazni transformatorinisu idealni, a bit će različitih gubitaka, uglavnom, uključujući gubitak bakra i gubitak željeza.
Gubitak bakra nastaje zbog postojanja otpornosti na vijuganje. Kada struja prođe kroz namotavanje, stvorit će se toplina, čime se troši dio električne energije. Veličina gubitka bakra proporcionalna je otporu namota i kvadratu struje.
Gubitak željeza uključuje gubitak histereze i gubitak struje. Gubitak histereze je gubitak energije uzrokovan kontinuiranim prevrtanjem magnetskih domena u željeznoj jezgri pod djelovanjem izmjeničnog magnetskog polja; Gubitak vrtložne struje nastaje zbog naizmjeničnog magnetskog toka koji stvara induciranu elektromotornu silu u željeznoj jezgri, formirajući vrtložne struje u željeznoj jezgri i gubitka topline koje stvaraju vrtložne struje na otpornosti jezgre željeza.
Učinkovitost transformatora odnosi se na omjer izlazne snage i ulazne snage, to jest η=p2\/p1 × 100%. Da bi se poboljšala učinkovitost transformatora, potrebno je poduzeti niz mjera kako bi se smanjili gubici, poput korištenja silicijskih čeličnih listova visoke magnetske propusnosti za izradu jezgre i smanjenja otpornosti namota.
Jednofazni transformatorostvaruje pretvorbu napona i prijenos snage kroz svoju jedinstvenu strukturu i rad na temelju principa elektromagnetske indukcije. Iako postoje gubici u stvarnom radu, kontinuiranim tehničkim poboljšanjem i optimizacijom, on i dalje igra nezamjenjivu ulogu u elektroenergetskom sustavu, pružajući stabilnu i pouzdanu podršku snage za naš život i proizvodnju.
Naša je tvrtka proizvođač specijaliziran za proizvodnju jednofaznih transformatora i ima točno i duboko razumijevanje budućih izgledi za razvoj jednofaznih transformatora. Evo, iskreno vas pozivamo da surađujete s Jiangsu Yawei Complete Electric Co., Ltd. Molimo kontaktirajte me odmah kako bih mogao prilagoditi najprikladnije jednofazne proizvode transformatora za vas.
E-mail: luna@yawei-electric.com
Whatsapp: +86 15206275931
