Enofazni transformator je električna naprava, ki sprejema enofazno izmenično napajanje in oddaja enofazni izmenični tok. To se uporablja pri distribuciji električne energije na neurbanih območjih, saj so celotni povpraševanje in s tem povezani stroški nižji od 3-faznega distribucijskega transformatorja. Uporabljajo se kot transformator za znižanje napetosti doma na primerno vrednost brez spremembe frekvence. Iz tega razloga se običajno uporablja močnostna elektronika aparati v domovih. Ta članek obravnava pregled enofaznega transformatorja.
Kaj je enofazni transformator?
Opredelitev: TO transformator je naprava, ki magnetno energijo pretvori v električno. Sestavljen je iz dveh električnih tuljav, ki se imenujeta primarno in sekundarno navitje. Primarni navijanje transformatorja prejme moč, medtem ko sekundarno navitje daje moč. Magnetno železno vezje, imenovano 'jedro', se običajno uporablja za ovijanje okoli teh tuljav. Čeprav sta ti dve tuljavi električno izolirani, sta magnetno povezani.
Ko gre skozi primarni transformator električni tok, se ustvari magnetno polje, ki inducira napetost na sekundarnem transformatorju. Glede na vrsto uporabe se enofazni transformator uporablja za povišanje ali zmanjšanje napetosti na izhodu. Ta transformator je običajno a močnostni transformator z visoko učinkovitostjo in majhnimi izgubami. Diagram enofaznega transformatorja je prikazan spodaj.
enofazni transformator
Načelo enofaznega transformatorja
Enofazni transformator deluje na principu Faradayev zakon elektromagnetne indukcije . Običajno je medsebojna indukcija med primarnim in sekundarnim navitjem odgovorna za delovanje transformatorja v električnem transformatorju.
Delo enofaznega transformatorja
Transformator je statična naprava, ki prenaša električno energijo v enem vezju v drugo vezje iste frekvence. Sestavljen je iz primarnega in sekundarnega navitja. Ta transformator deluje na principu medsebojne induktivnosti.
Ko je primarni transformator priključen na izmenični tok, tok teče v tuljavi in nastajanje magnetnega polja. Ta pogoj je znan kot medsebojna induktivnost, tok toka pa je v skladu s Faradayevim zakonom elektromagnetne indukcije. Ko se tok poveča od nič do svoje največje vrednosti, se magnetno polje okrepi in dobi d by / dt.
Ta elektromagnet tvori magnetne silnice in se širi navzven od tuljave in tvori pot magnetnega toka. Ta magnetni tok povezuje zavoje obeh navitij. Jakost magnetnega polja, ustvarjenega v jedru, je odvisna od števila zavojev navitja in količine toka. Magnetni tok in tok sta si neposredno sorazmerna.
enofazni transformator
Vir: Wikimedia
Ko magnetne črte toka tečejo okoli jedra, ta prehaja skozi sekundarni navit in inducira napetost na njem. Faradayev zakon se uporablja za določanje napetosti, inducirane na sekundarni tuljavi, in je podan z:
N. dɸ / dt
kje,
‘N’ je število zavojev tuljave
Frekvenca je enaka pri primarnih in sekundarnih navitjih.
Tako lahko rečemo, da je inducirana napetost enaka v obeh navitjih, saj isti magnetni tok povezuje obe tuljavi skupaj. Tudi celotna inducirana napetost je neposredno sorazmerna s številom zavojev v tuljavi.
Predpostavimo, da imajo primarni in sekundarni navitji transformatorja na vsakem posamezne zavoje. Ob predpostavki, da ni izgub, tok teče skozi tuljavo, da ustvari magnetni tok in inducira napetost enega volta na sekundaru.
Zaradi oskrbe z izmeničnim tokom se magnetni tok sinusno spreminja in je podan kot
ɸ = ɸmaksBrez ωt
Razmerje med inducirano emf, E v navitjih tuljav N zavojev je dano z,
E = N (d∅) / dt
E = N * ω * ɸmakscosωtφ
Emax = Nωɸmaks
Erms = Nω / √2 * ɸmaks= 2π / √2 * f * N * ɸmaks
Erms = 4,44 fNɸmaks
Kje,
„F“ je frekvenca v hercih, podana z ω / 2π.
„N“ je število navitij tuljav
'ɸ' je s količina pretoka v Webersu
Zgornja enačba je enačba transformatorskega EMF. Za emf primarnega navitja transformatorja E bo N število primarnih zavojev (NP), medtem ko je za emf E sekundarnega navitja transformatorja število zavojev N (NS).
Izdelava enofaznega transformatorja
Preprost enofazni transformator ima vsako navitje valjano valjano na mehko železno okončino, da zagotovi potreben magnetni tokokrog, ki ga običajno imenujemo 'jedro transformatorja'. Ponuja pot za pretok magnetnega polja, ki inducira napetost med dvema navitjema.
Kot je razvidno na zgornji sliki, navitja nista dovolj blizu, da bi imeli učinkovito magnetno sklopko. Tako lahko zbliževanje in povečanje magnetnega kroga v bližini tuljav izboljša magnetno sklopko med primarnim in sekundarnim navitjem. Za preprečevanje izgub moči iz jedra se uporabljajo tanke jeklene laminacije.
Glede na to, kako so navita navitja okoli osrednjega jeklenega laminiranega jedra, je konstrukcija transformatorja razdeljena na dve vrsti
Jedrni transformator
Pri tej vrsti konstrukcije je le polovica navitij navita cilindrično okoli vsakega kraka transformatorja, da se izboljša magnetna sklopka, kot je prikazano na spodnji sliki. Ta vrsta konstrukcije zagotavlja, da magnetne črte sile istočasno tečejo po obeh navitjih. Glavna pomanjkljivost jedrnega transformatorja je tok puščanja, ki nastane zaradi pretoka majhnega deleža magnetnih silnic zunaj jedra.
jedrni transformator
Transformator lupinskega tipa
Pri tej vrsti konstrukcije transformatorja so primarni in sekundarni naviti cilindrično nameščeni na srednjem kraku, kar ima dvakrat večjo površino preseka kot zunanji kraki. V tej vrsti konstrukcije obstajata dve zaprti magnetni poti, zunanji del pa pretaka magnetni tok ɸ / 2. Shell transformator premaga tok puščanja, zmanjša izgube jedra in poveča učinkovitost.
enofazni transformator-lupine
Aplikacije
V nadaljevanju so omenjene aplikacije enofaznega transformatorja.
- Opustitev signalov na dolge razdalje za podporo tako stanovanjskim kot lahkim komercialnim elektronskim napravam
- V televizijskih sprejemnikih za regulacijo napetosti
- Za povečanje moči v domačih pretvornikih
- Za oskrbo neurbanih območij z električno energijo
- Za električno izolacijo dveh vezij sta električni primarni in sekundarni element nameščena daleč drug od drugega
Pogosta vprašanja
1). Kaj pomeni enofazna?
Enofazni sistem ali vezje, ki ustvarja ali uporablja enojno izmenično napetost
2). Ali hiše uporabljajo enofazno oskrbo?
Na splošno se domovi oskrbujejo z enofazno oskrbo
3). Na katerih principih deluje enofazni transformator?
Faradayev zakon elektromagnetne in medsebojne indukcije
4). Kaj je transformator 'Turns Ratio'?
NP / NS = VP / VS = n = razmerje obratov
5). Navedite dve uporabi enofaznega transformatorja
- V televizijskih sprejemnikih za regulacijo napetosti
- Za povečanje moči v domačih pretvornikih
Tako je enofazni transformator primeren za lažje električne naprave. Je cenejše in najprimernejše je oskrbo z električno energijo na neurbanih območjih. Ta članek poudarja princip delovanja transformatorja , konstrukcija in uporaba enofaznega transformatorja. Bralec se lahko iz tega članka poglobljeno nauči o enofaznem transformatorju.
