Устройство и принцип действия трансформатора

Классификации

Трансформаторы классифицируются по ряду параметров, таким как:

• Назначение. Применяются: для изменения напряжения, измерения тока, защиты электрических цепей, как лабораторные и промежуточные устройства.
• Способ установки. В зависимости от размещения и мобильности трансформатор может быть: стационарным, переносным, внутренним, внешним, опорным, шинным.
• Число ступеней. Устройства подразделяются на одноступенчатые и каскадные.
• Номинальное напряжение. Бывают низко- и высоковольтными.
• Изоляция обмоток. Наиболее часто используется бумажно-масляная, сухая, компаундная.

Помимо этого, преобразовательные устройства разнятся типами, каждому из которых присуща своя система классификации.

Силовой

Наибольшее распространение получил силовой трансформатор. Приборы с непосредственным преобразованием переменного напряжения, рассчитанные на большую мощность, востребованы различными областями электроэнергетики. Они применяются на линиях электропередач с напряжениями 35–1150 кВ, в городских электросетях, работающих с напряжением 6 и 10 кВ, в обеспечении конечных потребителей напряжением 220/380В. С помощью устройств осуществляется питание всевозможных электроустановок и приборов в диапазоне от долей до сотен тысяч вольт.

Силовой трансформатор

Измерительные

Трансформаторы тока (ТА) понижают ток до необходимых показателей. Схема их работы отличается последовательным включением первичной обмотки и нагрузки. В то же время вторичная обмотка, находящаяся в состоянии, близком к короткому замыканию, используется для подключения измерительных приборов, исполнительных и индикаторных устройств. С помощью ТА осуществляется гальваническая развязка, что позволяет при измерениях отказаться от шунтов.

Высоковольтный ТТ(слева) и низковольтный ТТ(справа)

С помощью трансформаторов напряжения (ТН), тоже самое что и ТА только по напряжению. Помимо преобразования входных параметров, электроаппаратура и её отдельные элементы получают защиту от высокого вольтажа.

Высоковольтный ТН(слева) и низковольтный ТН(справа)

Импульсный

При необходимости преобразования сигналов импульсного характера применяются импульсные трансформаторы (ИТ). Изменяя амплитуду и полярность импульсов, устройства сохраняют их длительность и практически не затрагивают форму.

Автотрансформатор

В автотрансформаторах обмотки составляют одну цепь и взаимодействуют посредством электромагнитной и электрической связи. В отличие от других типов преобразователей, устройства могут содержать всего 3 вывода, позволяющих оперировать с различными напряжениями. Приборы выделяются высоким коэффициентом полезного действия, что особо сказывается при незначительном перепаде входного и выходного напряжения.

Однофазный(слева) и трёхфазный(справа)

Не имея гальванической развязки, представители данного типа повышают риск высоковольтного удара по нагрузке. Обязательным условием работы устройств являются надёжное заземление и низкий коэффициент трансформации. Недостаток компенсируется меньшим расходом материалов при изготовлении, компактностью и весом, стоимостью.

Разделительный

Для разделительных трансформаторов взаимодействие между обмотками исключено. Устройства повышают безопасность электрооборудования при повреждённой изоляции.

Разделительный трансформатор

Согласующий

Согласующие трансформаторы применяются для выравнивания сопротивлений между каскадами схем электроники. Сохраняя форму сигнала, они играют роль гальванической развязки.

Пик-трансформатор

С помощью пик-трансформатора синусоидальное напряжение преобразуется в импульсное. При этом импульсы меняют полярность с каждым полупериодом.

Сдвоенный дроссель

Особенностью сдвоенного дросселя является идентичность обмоток. Взаимная индукция катушек делает его более эффективным, по отношению стандартным дросселям. Устройства используются как входные фильтры в блоках питания, в звуко- и цифровой технике.

Сдвоенный дроссель

Сварочный

Помимо вышеперечисленных, существует понятие сварочные трансформаторы. Специализированные приборы для сварочных работ понижают напряжение бытовой сети при одновременном повышении тока, измеряемого тысячами ампер. Регулировка последнего осуществляется разделением обмоток на сектора, что отражается на индуктивном сопротивлении.

Сварочный трансформатор

Какова производительность трансформатора?

Производительность трансформатора является мерой его эффективности преобразования электрической энергии. Она выражается в процентах выходной мощности по отношению к входной мощности. Идеальный трансформатор должен иметь КПД 100%, то есть при преобразовании не будет потерь энергии. Однако на практике существуют различные источники потерь, влияющие на работу трансформатора.

Основными источниками потерь в трансформаторе являются:

1. Потери в меди: Эти потери обусловлены электрическим сопротивлением медного провода, используемого в первичной и вторичной обмотках трансформатора. Чем больше ток, протекающий через трансформатор, тем больше потери в меди.

2. Потери в железе: Эти потери происходят из-за намагничивания и размагничивания железного сердечника трансформатора. При подаче переменного тока на трансформатор железный сердечник многократно намагничивается и размагничивается, что приводит к потерям энергии в виде тепла.

3. Диэлектрические потери: Эти потери обусловлены поляризацией и смещением молекул изоляционного материала, используемого в трансформаторе. Эти молекулы движутся и выделяют тепло во время работы трансформатора, что приводит к потерям энергии.

4. Потери на излучение и проводимость: Эти потери обусловлены тепловым излучением и проводимостью трансформатора в окружающую среду. Чем выше температура трансформатора, тем больше потери на излучение и проводимость.

Для расчета производительности трансформатора используется следующая формула:

Производительность (%) = (Выходная мощность / Входная мощность) x 100%

Производительность трансформатора варьируется в зависимости от его конструкции, размеров, условий нагрузки и качества используемых материалов. В целом, современные трансформаторы имеют КПД более 95%, а это означает, что во время преобразования теряется лишь небольшое количество энергии.

Каким должен быть идеальный трансформер

Идеальный трансформатор — это трансформатор, который соответствует определенным идеальным теоретическим характеристикам. Эти особенности заключаются в следующем:

1. Идеальное преобразование напряжения: Идеальный трансформатор способен изменять входное напряжение на любую желаемую величину во вторичной обмотке без потерь мощности. Это означает, что соотношение между входным напряжением (V1) и выходным напряжением (V2) точно пропорционально соотношению количества витков в первичной обмотке (N1) и количества витков во вторичной обмотке (N2). Математически это выражается как V1/V2 = N1/N2.

2. Идеальная передача энергии: Идеальный трансформатор не имеет потерь энергии при передаче мощности от первичной обмотки к вторичной. Это означает, что входная мощность (P1) равна выходной мощности (P2). Математически это выражается как P1 = P2.

3. Бесконечный импеданс на вторичной обмотке: В идеальном трансформаторе импеданс вторичной обмотки бесконечен, что означает отсутствие падения напряжения на вторичной обмотке при подключении нагрузки. Это позволяет полностью передавать выходную мощность на нагрузку без потерь.

4. Нулевой ток возбуждения: В идеальном трансформаторе ток возбуждения, то есть ток, необходимый для намагничивания сердечника трансформатора, равен нулю. Это означает, что для поддержания магнитного потока в сердечнике не требуется никакой мощности и, следовательно, нет потерь, связанных с этим током.

5. Ровная частотная характеристика: Идеальный трансформатор имеет плоскую частотную характеристику, то есть он может передавать сигналы любой частоты без искажений. На выходном сигнале нет эффекта фазового сдвига или затухания по сравнению с входным сигналом.

Важно отметить, что эти характеристики идеальны и на практике реальные трансформаторы имеют потери и ограничения, которые делают их менее эффективными, чем идеальные. Однако идеальные трансформаторы являются полезным инструментом для понимания основных концепций трансформаторов и их теоретической работы

Дайте искру вашим однофазным трансформаторам с помощью аккумуляторов, которые им нужны! Не позволяйте им выполнять работу вполсилы, заставляйте их работать на максимум своих возможностей! Выйдите из «тихого» режима и дайте своим трансформаторам дозу дополнительной энергии. При правильном крене они будут прыгать от радости и производительности. Ваши трансформаторы скажут вам спасибо, и вы почувствуете себя королем напряжения! Итак, теперь вы знаете: не позволяйте своим трансформаторам оставаться в «зоне комфорта», дайте им возможность использовать аккумуляторы, которые им нужны!

Трансформаторы силовые, ТС-40, броневого типа.

Использовались в блоках питания бытовой, звуковоспроизводящей аппаратуре, например в электрофонах «Аккорд — стерео», «Аккорд — 201- стерео».

Трансформатор силовой, ТС-40.

Сердечник трансформатора набран из пластин УШ19 х 51 мм.Трансформатор имеет отводы в первичной обмотке для подключения к сети с напряжением 110, 127, 220 и 240 вольт (выводы 2, 3, 4, 5).Схема броневого трансформатора ТС-40, изображена на рисунке 9, а моточные данные и электрические характеристики отображены в таблице 6..Обмотка 10-11, используется для питания индикаторной лампочки.

Рисунок 9. Схема трансформатора ТС-40.

Таблица 6. Моточные данные трансформатора ТС-40.

Сердечник	NN обмотки	NN выводов	Число витков	Марка и диаметр провода, мм	Напряжение ном. В	Ток ном. А	Сопротивлени постоянному току, Ом
УШ19х51	IIIIIII	1-2-33-4-57-8-910-11	387+60328+6599,5+100,517	ПЭЛ 0,27ПЭЛ 0,23ПЭЛ 0,49ПЭЛ 0,49	110+1793+2028+285,0	0,180,180,550,55	21271,85+1,90,45

Трансформаторы силовые, ТС-40-1, ТС-40-2.

Рисунок 10. Внешний вид трансформаторов ТС-40-1, ТС-40-2, броневого типа.

Трансформаторы силовые, ТС-40-1, ТС-40-2, так же имеют по две вторичных обмотки. Максимальный ток нагрузки вторичной обмотки 18+18 вольт — до 1,0 ампера. Отличаются друг от друга исполнением первичной обмотки и соответственно нумерацией выводов. Трансформаторы взаимозаменяемы.Сердечники трансформаторов набраны из пластин УШ19х51.Внешний вид трансформаторов ТС-40-1, ТС-40-2, изображен на рисунке 10, а электрические схемы трансформаторов на рисунке 11.Моточные данные и электрические характеристики трансформаторов отображены в таблице 7.

Рисунок 11. Схема трансформаторов ТС-40-1 (а) и ТС-40-2 (б).

Таблица 7. Моточные данные трансформаторов ТС-40-1, ТС-40-2.

Типтрансформатора	NN обмотки	NN выводов	Число витков	Марка и диаметр провода, мм	Напряжение ном. В	Ток ном. А	Сопротивлени постоянному току, Ом
ТС-40-1	IIIIIII	1-2-34-5-68-9-1011-12	60+387387+6063,5+63,518	ПЭЛ 0,23ПЭЛ 0,23ПЭЛ 0,56ПЭЛ 0,43	17+110110+1718+185,2	0,180,180,950,45	21270,8+0,90,45
ТС-40-2	IIIIIII	1-22-35-6-78-9	44732863,5+63,518	ПЭЛ 0,27ПЭЛ 0,23ПЭЛ 0,56ПЭЛ 0,43	1279318+185,2	0,180,180,950,45	21230,8+0,90,45

Трансформатор ТС-40-4

Трансформатор имеет выходные напряжения 17+17 вольт (выводы 5-6-7), и 5+8 вольт (выводы 8-9-10).Напряжение сети 220 вольт подключается к выводам 3-11.Обмотка 1-2 имеет выходное напряжение 127 вольт и предназначена для питания двигателя ЭПУ.Номинальный ток нагрузки обмотки 5-6-7 составляет 0,8 А.Схема трансформатора изображена ниже на рисунке 11.

Рисунок 11. Схема трансформатора ТС-40-4.

Режимы работы трансформатора

Режим холостого хода

Данный режим характеризуется разомкнутой вторичной цепью трансформатора, вследствие чего ток в ней не течёт. По первичной обмотке протекает ток холостого хода, главной составляющей которого является реактивный ток намагничивания. С помощью опыта холостого хода можно определить КПД трансформатора, коэффициент трансформации, а также потери в сердечнике (т.н. «потери в стали»).

Режим нагрузки

Этот режим характеризуется работой трансформатора с подключенными источником в первичной и нагрузкой во вторичной цепи трансформатора. В вторичной обмотке протекает ток нагрузки, а в первичной — ток, который можно представить как сумму тока нагрузки (пересчитанного из соотношения числа витков обмоток и вторичного тока) и ток холостого хода. Данный режим является основным рабочим для трансформатора.

Режим короткого замыкания

Этот режим получается в результате замыкания вторичной цепи накоротко. Это разновидность режима нагрузки, при котором сопротивление вторичной обмотки является единственной нагрузкой. С помощью опыта короткого замыкания можно определить потери на нагрев обмоток в цепи трансформатора («потери в меди»). Это явление учитывается в схеме замещения реального трансформатора при помощи активного сопротивления.

Режим холостого хода

При равенстве вторичного тока нулю (режим холостого хода), ЭДС индукции в первичной обмотке практически полностью компенсирует напряжение источника питания, поэтому ток, протекающий через первичную обмотку, равен переменному току намагничивания, нагрузочные токи отсутствуют. Для трансформатора с сердечником из магнитомягкого материала (ферромагнитного материала, трансформаторной стали) ток холостого хода характеризует величину потерь в сердечнике (на вихревые токи и на гистерезис) и реактивную мощность перемагничивания магнитопровода. Мощность потерь можно вычислить, умножив активную составляющую тока холостого хода на напряжение, подаваемое на трансформатор.

Для трансформатора без ферромагнитного сердечника потери на перемагничивание отсутствуют, а ток холостого хода определяется сопротивлением индуктивности первичной обмотки, которое пропорционально частоте переменного тока и величине индуктивности.

Напряжение на вторичной обмотке в первом приближении определяется законом Фарадея.

Режим короткого замыкания

В режиме короткого замыкания, на первичную обмотку трансформатора подаётся переменное напряжение небольшой величины, выводы вторичной обмотки соединяют накоротко. Величину напряжения на входе устанавливают такую, чтобы ток короткого замыкания равнялся номинальному (расчётному) току трансформатора. В таких условиях величина напряжения короткого замыкания характеризует потери в обмотках трансформатора, потери на омическом сопротивлении. Мощность потерь можно вычислить, умножив напряжение короткого замыкания на ток короткого замыкания.

Данный режим широко используется в измерительных трансформаторах тока.

Режим нагрузки

При подключении нагрузки к вторичной обмотке во вторичной цепи возникает ток нагрузки, создающий магнитный поток в магнитопроводе, направленный противоположно магнитному потоку, создаваемому первичной обмоткой. В результате в первичной цепи нарушается равенство ЭДС индукции и ЭДС источника питания, что приводит к увеличению тока в первичной обмотке до тех пор, пока магнитный поток не достигнет практически прежнего значения.

Мгновенный магнитный поток в магнитопроводе трансформатора определяется интегралом по времени от мгновенного значения ЭДС в первичной обмотке и в случае синусоидального напряжения сдвинут по фазе на 90° по отношению к ЭДС. Наведённая во вторичных обмотках ЭДС пропорциональна первой производной от магнитного потока и для любой формы тока совпадает по фазе и форме с ЭДС в первичной обмотке.

Трансформаторы 110 кВ

Трёхфазные двухобмоточные трансформаторы 110 кВ

Тип	Sном, МВА	Пределы регулирования	Каталожные данные	Расчетные данные
Uном обмоток	Uк, %	ΔРк, кВт	Рх, кВт	Iх, %	Rт, Ом	Хт, Ом	ΔQх, квар
ВН	НН
ТМН-2500/110	2,5	+10*1,5 % −8*1,5 %	110	6,6;11	10,5	22	5,5	1,5	42,6	508,2	37,5
ТМН-6300/110	6,3	±9*1,78 %	115	6,6;11	10,5	44	11,5	0,8	14,7	220,4	50,4
ТДН-10000/110	10	±9*1,78 %	115	6,6;11	10,5	60	14	0,7	7,95	139	70
ТДН-16000/110	16	±9*1,78 %	115	6,5;11	10,5	85	19	0,7	4,38	86,7	112
ТРДН(ТРДНФ25000/110	25	±9*1,78 %	115	6,3/6,5;6,3/10,5;10,5/10,5	10,5	120	27	0,7	2,54	55,9	175
ТДНЖ-25000/110	25	±9*1,78 %	115	27,5	10,5	120	30	0,7	2,5	55,5	175
ТД-40000/110	40	±2*2,5 %	121	3,15;6,3;10,5	10,5	160	50	0,65	1,46	38,4	260
ТРДН-40000/110	40	±9*1,78 %	115	6,3/6,3;6,3/10,5;10,5/10,5	10,5	172	36	0,65	1,4	34,7	260
ТРДЦН-63000/110	63	±9*1,78 %	115	6,3/6,3;6,3/10,5;10,5/10,5	10,5	260	59	0,6	0,87	22	410
ТРДЦНК-63000/110	63	±9*1,78 %	115	6,3/6,3;6,3/10,5;10,5/10,5	10,5	245	59	0,6	0,8	22	378
ТДЦ-80000/110	80	±2*2,5 %	121	6,3;10,5;13,8	10,5	310	70	0,6	0,71	19,2	480
ТРДЦН(ТРДЦНК)-80000/110	80	±9*1,78 %	115	6,3/6,3;6,3/10,5;10,5/10,5	10,5	310	70	0,6	0,6	17,4	480
ТДЦ-125000/110	125	±2*2,5 %	121	10,5;13,8	10,5	400	120	0,55	0,37	12,3	687,5
ТРДЦН-125000/110	125	±9*1,78 %	115	10,5/10,5	10,5	400	100	0,55	0,4	11,1	687,5
ТДЦ-200000/110	200	±2*2,5 %	121	13,8;15,75;18	10,5	550	170	0,5	0,2	7,7	1000
ТДЦ-250000/110	250	±2*2,5 %	121	15,75	10,5	640	200	0,5	0,15	6,1	1250
ТДЦ-400000/110	400	±2*2,5 %	121	20	10,5	900	320	0,45	0,08	3,8	1800

Примечания.
1. Регулирование напряжения осуществляется за счет РПН в нейтрали, за исключением трансформаторов типа ТМН-2500/110 с РПН на стороне НН и ТД с ПБВ на стороне ВН.
2. Трансформаторы типа ТРДН могут изготавливаться также с нерасщепленной обмоткой НН 38,5 кВ, трансформатор 25 МВА — с 27,5 кВ (для электрификации железных дорог).

Трёхфазные трехобмоточные трансформаторы 110 кВ

Тип	Sном, МВА	Каталожные данные	Расчетные данные
Uном обмоток	Uк, %	ΔРк, кВт	Рх, кВт	Iх, %	Rт, Ом	Хт, Ом	ΔQх, квар
ВН	СН	НН	В-С	В-Н	С-Н	ВН	СН	НН	ВН	СН	НН
ТМТН-6300/110	6,3	115	38,5	6,6;11	10,5	17	6	58	14	1,2	9,7	9,7	9,7	225,7	131,2	75,6
ТДТН-10000/110	10	115	38,5	6,6;11	10,5	17	6	76	17	1,1	5	5	5	142,2	82,7	110
ТДТН-16000/110*	16	115	38,5	6,6;11	10,5	17	6	100	23	1	2,6	2,6	2,6	88,9	52	160
ТДТН-25000/110	25	115	11;38,5	6,6;11	10,5	17,5	6,5	140	31	0,7	1,5	1,5	1,5	56,9	35,7	175
ТДТНЖ-25000/110	25	115	38,5;27,5	6,6;11; 27,5	10,5(17)	17(10,5)	6	140	42	0,9	1,5	1,5	1,5	57	0(33)	33(0)	225
ТДТН-40000/110*	40	115	11;22;38, 5	6,6;11	10,5(17)	17(10,5)	6	200	43	0,6	0,8	0,8	0,8	35,5	0(22,3)	22,3(0)	240
ТДТНЖ-40000/110	40	115	27,5;35,5	6,6;11; 27,5	10,5(17)	17(10,5)	6	200	63	0,8	0,9	0,9	0,9	35,5	0(20,7)	20,7(0)	320
ТДТН(ТДЦНТ) −63000/110*	63	115	38,5	6,6;11	10,5	17	6,5	290	56	0,7	0,5	0,5	0,5	22	13,6	441
ТДТН(ТДЦТН, ТДЦТНК) −80000/110*	80	115	38,5	6,6;11	11(17)	18,5(10,5)	7(6,5)	390	82	0,6	0,4	0,4	0,4	18,6(21,7)	0(10,7)	11,9(0)	480

При Хт обмотки СН, равном нулю, обмотки НН изготавливаются с Uном, равным 6,3 или 10,5 кВ.

Примечание. Все трансформаторы имеют РПН ±9*1,78 % в нейтрали ВН за исключением трансформатора ТНДТЖ-40000 с РПН ±8*1,5 % на ВН.

Параметры тороидальных трансформаторов

Данное устройство является силовым повышающим либо однофазным понижающим трансформатором. Оно состоит из тороидального сердечника, на котором может присутствовать две или больше обмотки.

Работа тороидальных устройства схожа с другими трансформаторами. Они предназначаются для того, чтобы осуществлять преобразование напряжения из одного уровня в другой.

Благодаря универсальной конструкции сердечника производство тороидальных трансформаторов стало возможным с меньшим весом и размером. Всё это приводит к существенному улучшению технических и экономических показателей.

Одной из особенностей такого трансформатора, который имеет свободные выводы, является маленький объём, по сравнению с агрегатами с шихтованным сердечником. Экономия достигает отметки в 60 процентов.

Трансформаторы, имеющие гибкие выводы, намного проще подсоединяются к различным деталям внутренней компоновки любого оборудования.

Ещё одной особенностью является сердечник, выполненный в кольцевой форме. Большинство специалистов считают её самой идеальной.

Такое производство тороидальных трансформаторов требует намного меньше материалов. Обмотка, которая равноудалено располагается по всей площади сердечника, обладает меньшей длинной. Это способствует снижению её сопротивления, а КПД тут наоборот – растёт.

В таких трансформаторах можно использовать ток большей плотности, так как обмотки прекрасно охлаждаются естественным путём.

Минимальное количество железа в конструкции таких устройств позволяет достичь меньшего намагничивания, что приводит к возможности использовать большую тепловую нагрузку.

Тороидальные устройства сегодня применят взамен трансформаторов, сердечник которых имеет шихтованный тип. Они способны гарантировать большую экономию электричества. Это 30 процентов при работе с нагрузкой и около 80% – в режиме холостого хода.

Конструкция

При рассмотрении описания конструкции трансформаторный прибор демонстрирует определенный набор качеств. Особенности эксплуатации обеспечивает устройство внутренних систем. Для охлаждения масляного вещества применяются специальные радиаторы.

Магнитопривод изготавливается из электротехнической стали. В состав конструкции входит переключатель. Обмотки изготавливаются из алюминия. Верх бака имеет крюки для подъема агрегата. Внизу предусмотрена пробка для слива масла, взятия его проб. В конструкцию включается болт заземления.

На торцах предусмотрены выводы ВН, НН. Изоляторы выполнены из фарфора. Контролировать уровень масла в баке позволяет специальный прибор. Между поверхностью охладителя и крышкой находится азотная подушка.

Термический сигнализатор измеряет температуру масла. Предусмотрены приборы для измерения внутреннего давления в баке. При достижении 0,75 атм., срабатывает специальная защита. Газы выводятся из прибора наружу.

Как работает трансформатор тока

Трансформатор тока – это тип “измерительного трансформатора”, который предназначен для получения переменного тока во вторичной обмотке, пропорционального току, измеряемому в первичной обмотке. Трансформаторы тока уменьшают ток высокого напряжения до гораздо меньшего значения и обеспечивают удобный способ безопасного контроля фактического электрического тока, протекающего в сети переменного тока, с помощью стандартного амперметра.

Основной принцип работы трансформатора тока несколько отличается от принципа работы обычного трансформатора напряжения.

Трансформатор тока состоит из одной или нескольких катушек, образующих его первичную обмотку. Первичная обмотка может иметь одну плоскую катушку, или катушку из сверхпрочного провода, намотанного на сердечник, или просто проводник или шину, расположенную в центральном отверстии, как показано на рисунке.

Из-за такой схемы трансформатор тока также часто называют “последовательным трансформатором”, поскольку первичная обмотка, которая никогда не имеет более нескольких витков, соединена последовательно с проводником, по которому течет ток для питания нагрузки.

Однако вторичная обмотка может иметь большое количество витков, намотанных на многослойный сердечник из магнитного материала с низкими потерями. Этот сердечник имеет большую площадь поперечного сечения, поэтому плотность создаваемого магнитного потока низкая, если используется проводник с меньшей площадью поперечного сечения, в зависимости от того, какой ток должен быть ступенчатым при попытке выдать постоянный ток, независимо от подключенной нагрузки.

Вторичная обмотка подает ток либо на короткозамкнутый амперметр, либо на резистивную нагрузку до тех пор, пока напряжение, индуцированное во вторичной обмотке, не станет достаточно большим, чтобы насытить сердечник или вызвать повреждение из-за чрезмерного пробоя напряжения.

В отличие от трансформатора напряжения, первичный ток трансформатора тока не зависит от вторичного тока нагрузки, а управляется внешней нагрузкой. Вторичный ток обычно имеет стандартный номинал 1 Ампер или 5 Ампер для больших значений первичного тока.

Существует три основных типа трансформаторов тока:

• Трансформатор тока с обмоткой – первичная обмотка трансформатора физически соединена последовательно с проводником, по которому течет измеряемый ток, протекающий в цепи. Величина вторичного тока зависит от коэффициента скрутки трансформатора.
• Тороидальный трансформатор тока – не имеет первичной обмотки. Вместо этого линия, по которой течет ток в цепи, проходит через окно или отверстие в тороидальном трансформаторе. Некоторые трансформаторы тока имеют “расщепленный сердечник”, что позволяет открывать, устанавливать и закрывать их без отключения цепи, к которой они подключены.
• Трансформатор тока с сердечником – этот тип трансформатора использует фактический кабель или шину главной цепи в качестве первичной обмотки, что соответствует одной катушке. Они полностью изолированы от высокого рабочего напряжения системы и обычно крепятся болтами к токоведущему устройству.

Обозначения:

Трансформаторы силовые, ТС-40, броневого типа.

Использовались в блоках питания бытовой, звуковоспроизводящей аппаратуре, например в электрофонах «Аккорд — стерео», «Аккорд — 201- стерео».

Трансформатор силовой, ТС-40.

Сердечник трансформатора набран из пластин УШ19 х 51 мм.
Трансформатор имеет отводы в первичной обмотке для подключения к сети с напряжением 110, 127, 220 и 240 вольт (выводы 2, 3, 4, 5).
Схема броневого трансформатора ТС-40, изображена на рисунке 9, а моточные данные и электрические характеристики отображены в таблице 6.
Обмотка 10-11, используется для питания индикаторной лампочки.

Рисунок 9. Схема трансформатора ТС-40.

Таблица 6. Моточные данные трансформатора ТС-40.

Сердечник	NN обмотки	NN выводов	Число витков	Марка и диаметр провода, мм	Напряжение ном. В	Ток ном. А	Сопротивлени постоянному току, Ом
УШ19х51	I I II III	1-2-3 3-4-5 7-8-9 10-11	387+60 328+65 99,5+100,5 17	ПЭЛ 0,27 ПЭЛ 0,23 ПЭЛ 0,49 ПЭЛ 0,49	110+17 93+20 28+28 5,0	0,18 0,18 0,55 0,55	21 27 1,85+1,9 0,45

Трансформаторы силовые, ТС-40-1, ТС-40-2.

Рисунок 10. Внешний вид трансформаторов ТС-40-1, ТС-40-2, броневого типа.

Трансформаторы силовые, ТС-40-1, ТС-40-2, так же имеют по две вторичных обмотки. Максимальный ток нагрузки вторичной обмотки 18+18 вольт — до 1,0 ампера. Отличаются друг от друга исполнением первичной обмотки и соответственно нумерацией выводов. Трансформаторы взаимозаменяемы.
Сердечники трансформаторов набраны из пластин УШ19х51.

Подключение к сети трансформаторов следующее:

ТС-40-1 — соединяются между собой выводы 3-4, сеть 220 вольт подаётся на выводы 2-5, для подключения к сети с напряжением 127 вольт — соединяются между собой выводы 1-4 и 3-6, а сеть 127 вольт подаётся на выводы 1-3 (4-6).

ТС-40-2 — сеть 220 вольт подаётся на выводы 1-3, а 127 на выводы 1-2.

Внешний вид трансформаторов ТС-40-1, ТС-40-2, изображен на рисунке 10, а электрические схемы трансформаторов на рисунке 11.
Моточные данные и электрические характеристики трансформаторов отображены в таблице 7.

Рисунок 11. Схема трансформаторов ТС-40-1 (а) и ТС-40-2 (б).

Таблица 7. Моточные данные трансформаторов ТС-40-1, ТС-40-2.

Тип трансформатора	NN обмотки	NN выводов	Число витков	Марка и диаметр провода, мм	Напряжение ном. В	Ток ном. А	Сопротивлени постоянному току, Ом
ТС-40-1	I I II III	1-2-3 4-5-6 8-9-10 11-12	60+387 387+60 63,5+63,5 18	ПЭЛ 0,23 ПЭЛ 0,23 ПЭЛ 0,56 ПЭЛ 0,43	17+110 110+17 18+18 5,2	0,18 0,18 0,95 0,45	21 27 0,8+0,9 0,45
ТС-40-2	I I II III	1-2 2-3 5-6-7 8-9	447 328 63,5+63,5 18	ПЭЛ 0,27 ПЭЛ 0,23 ПЭЛ 0,56 ПЭЛ 0,43	127 93 18+18 5,2	0,18 0,18 0,95 0,45	21 23 0,8+0,9 0,45

Трансформатор ТС-40-4

Рисунок 12. Внешний вид трансформатора ТС-40-4 броневого типа.

Трансформатор имеет выходные напряжения 17+17 вольт (выводы 5-6-7), и 5+8 вольт (выводы 8-9-10).
Напряжение сети 220 вольт подключается к выводам 3-11.
Обмотка 1-2 имеет выходное напряжение 127 вольт и предназначена для питания двигателя ЭПУ.
Номинальный ток нагрузки обмотки 5-6-7 составляет 0,8 А.
Схема трансформатора изображена ниже на рисунке 13.

Рисунок 13. Схема трансформатора ТС-40-4.

Трансформатор ТС-40-5

Рисунок 14. Внешний вид трансформатора ТС-40-5 броневого типа.

Трансформатор этот аналогичен трансформатору ТС40-4 лишь с небольшой разницей. Он имеет выходные напряжения 17+17 вольт (выводы 5-6-7), и 5 вольт (выводы 8-9).
Напряжение сети 220 вольт, так же подключается к выводам 3-11.
Обмотка 1-2 имеет выходное напряжение 127 вольт и предназначена для питания двигателя ЭПУ.
Номинальный ток нагрузки обмотки 5-6-7 составляет 0,8 А.
Схема трансформатора изображена ниже на рисунке 15.

Рисунок 15. Схема трансформатора ТС-40-5.

Трансформаторы мощности

Трансформаторы мощности — это электроустановки, предназначенные для преобразования электрической энергии переменного тока. Они используются для передачи электроэнергии от источника к нагрузке при изменении напряжения.

Трансформаторы мощности имеют высокую эффективность и широко применяются в энергетической отрасли, промышленности и быту. Они обычно имеют большую мощность и предназначены для работы с напряжением свыше 1000 вольт и током свыше 100 ампер.

Основное применение трансформаторов мощности — передача электроэнергии через высоковольтные линии электропередачи. Они играют важную роль в процессе передачи электроэнергии с генераторов на распределительные станции и далее к конечным потребителям.

Трансформаторы мощности могут быть разных типов: однофазные и трехфазные. Однофазные трансформаторы применяются в сетях с однофазным напряжением, а трехфазные — в сетях трехфазного тока. Они также могут быть выполняемыми и встраиваемыми, распределительными и силовыми, автотрансформаторами и разделительными.

В зависимости от конструктивных особенностей, трансформаторы мощности могут быть напольными или настенными. Напольные трансформаторы устанавливаются на полу или на специальных фундаментах, а настенные — на стенах зданий или сооружений.

Принцип работы трансформатора мощности

Трансформатор мощности — это электромагнитное устройство, предназначенное для изменения амплитуды переменного напряжения. Он состоит из двух или более обмоток, обмотка первичного тока называется первичной обмоткой, а обмотка вторичного тока — вторичной обмоткой. Основной принцип работы трансформатора мощности основывается на принципе электромагнитной индукции.

Когда переменный ток протекает через первичную обмотку, это создает переменное магнитное поле вокруг нее. Это переменное магнитное поле вызывает возникновение переменного напряжения во вторичной обмотке. При этом отношение числа витков первичной и вторичной обмоток определяет соотношение токов и напряжений между первичной и вторичной обмотками.

Таким образом, трансформатор мощности позволяет повышать или понижать напряжение переменного тока в зависимости от отношения числа витков в его обмотках. Он обладает высокой эффективностью и позволяет передавать большие мощности без существенных потерь.

Трансформаторы мощности широко используются в энергетических системах для передачи электроэнергии на значительные расстояния. Они также находят применение в промышленности, а также в бытовых приборах, таких как зарядные устройства для мобильных устройств и электронные устройства.