Budowa i działanie transformatora jednofazowego

Czym jest transformator jednofazowy?

Transformator jednofazowy działa na jednym cyklu napięcia i ma tylko jeden przewód fazowy i jeden przewód neutralny. To różni się od transformatorów trójfazowych gdzie wiele cykli napięcia zachodzi jednocześnie i są trzy przewody fazowe oraz jeden przewód neutralny.

Wyjście transformatora zależy od zastosowania, do którego został zainstalowany. Na przykład w Ameryce wszystkie standardowe urządzenia domowe działają na 110 woltów i to jest to, co większość ich transformatorów jednofazowych zainstalowanych w domach dostarcza jako wyjście.

Różne części transformatora jednofazowego

Jest 5 głównych i kluczowych części transformatora jednofazowego, które współpracują ze sobą, aby dostarczyć Ci jednofazowy prąd zmienny.

Uzwojenie transformatora

Transformator jednofazowy, który widzisz, ma dwa uzwojenia. Jedno z uzwojeń nazywa się pierwotnym, a drugie uzwojenie to uzwojenie wtórne. Jeśli przyjrzysz się uważnie, zobaczysz, że wszystkie transformatory jednofazowe przyjmują sygnał na swoim uzwojeniu pierwotnym. Wszystkie te transformatory dostarczą Ci wyjście do twojego domu przez swoje uzwojenie wtórne.

Ile twój transformator zwiększa lub zmniejsza napięcie elektryczne dla twojego zastosowania zależy od współczynnika przekształcenia twojego transformatora.

Dowiedz się więcej o Uzwojenie transformatora

Rdzeń transformatora

Rdzeń transformatora to centralna część każdego transformatora jednofazowego i jest to część, na której wykonane jest uzwojenie. Twój rdzeń transformatora jednofazowego będzie miał swoje uzwojenie pierwotne i wtórne na przeciwnych końcach. Rdzeń transformatora jednofazowego jest odpowiedzialny za transfer strumienia elektromagnetycznego z uzwojenia pierwotnego do uzwojenia wtórnego transformatora.

Izolacja i separacja

W transformatorze jednofazowym montaż uzwojenia transformatora i rdzenia transformatora musi być montażem bezkontaktowym. Oznacza to, że uzwojenie transformatora jednofazowego nie dotyka bezpośrednio rdzenia transformatora. Aby opracować montaż bezkontaktowy, punkt styku między uzwojeniem a rdzeniem transformatora jednofazowego jest izolowany przy użyciu wysokiej jakości materiału izolacyjnego, takiego jak żywica epoksydowa lub płyty papierowe.

Możesz być zainteresowany: Dlaczego warto wybrać arkusze ze stali krzemowej do rdzeni transformatorowych?

Mechanizm chłodzenia

Ponieważ większość transformatorów jednofazowych nie jest duża i działają wyłącznie w celu regulacji energii elektrycznej w zakresie do małych urządzeń przemysłowych. Z tego powodu ich rozmiar i oznaczenia mocy nie są naprawdę duże, ale wciąż produkują dużo ciepła odpadowego. Aby usunąć ciepło odpadowe, każdy transformator jednofazowy wymaga mechanizmu chłodzenia.

Czytaj dalej: Czym jest chłodzenie transformatora i jak jest realizowane?

Inne ważne części

Jak każdy inny transformator, transformator jednofazowy także ma wszystkie inne standardowe części transformatora. Te standardowe części obejmują wkładki, zbiornik konserwacyjny, odpowietrznik, przełącznik odczepów oraz wszystkie inne narzędzia i czujniki bezpieczeństwa.

Konstrukcja transformatora jednofazowego

Jeśli chcesz naprawdę zrozumieć transformator jednofazowy i nauczyć się, jak działa, to zrozumienie jego całkowitej struktury i sposobu budowy jest bardzo ważne.

Tutaj postaramy się wyjaśnić Ci projekt różnych części transformatora jednofazowego, jak te części są ze sobą zestawiane w celu opracowania podstawowej struktury, a następnie jak wszystkie części są ze sobą budowane, aby stworzyć jeden transformator jednofazowy.

Możesz być zainteresowany: Budowa transformatorów trójfazowych

Rdzeń transformatora jednofazowego

Jak każdy transformator, który możesz zobaczyć zainstalowany na słupie, rdzeń transformatora jednofazowego jest jego najważniejszą częścią. Ma prostokątny kształt z dwoma pionowymi nogami zwanymi kończynami i dwiema poziomymi belkami zwanymi strzemionami. Kończyny i strzemiona są połączone ze sobą, aby stworzyć prostokątną ramę nazywaną rdzeniem transformatora.

Prostokątna rama rdzenia rzeczywiście ma jeden z dwóch podstawowych kształtów dla transformatorów jednofazowych. Konstrukcję rdzenia twojego transformatora jednofazowego można wykonać na dwa sposoby. Możesz mieć albo projekt typu rdzeniowego, albo projekt typu powłoki dla rdzenia twojego transformatora.

Budowa jakościowego rdzenia jest wykonywana przy użyciu wysokiej jakości laminowanych arkuszy stali krzemowej. Bardzo cienki arkusz stali krzemowej jest cięty za pomocą precyzyjnej prasy metalowej w kształty E-I, U-I lub toroidalnego. Ilość arkuszy jest następnie układana w stos, a precyzyjna maszyna stosowana jest do ich prasowania i montażu w rdzeniu.

Uzwojenie transformatora

Możesz wybrać miedź lub aluminium do uzwojenia swojego transformatora. Oba te materiały są najczęściej używanymi materiałami do uzwojeń transformatorowych. Zależy to od zastosowania transformatora jednofazowego. Transformatory opracowane do użytku ogólnego, takie jak te zainstalowane w obszarach mieszkalnych, mają w swoim uzwojeniu drut aluminiowy.

Transformator opracowany dla wrażliwej maszynerii z każdej branży ma miedziane druty używane w ich nawijaniu. Dzieje się tak, ponieważ miedź jest znacznie lepszym przewodnikiem, ale jest droższa, a aluminium jest lżejsze i tańsze, ale nieco mniej przewodzące niż miedź.

Podczas budowy nawijania transformatora wykorzystuje się maszyny do nawijania o wysokiej jakości i najbardziej zaawansowanym rozwiązaniu. Maszyny te działają automatycznie i nie są kontrolowane przez system komputerowy, w którym operator może podać dane na temat liczby zwojów, projektu oraz wszystkich innych aspektów technicznych nawijania transformatora. Te maszyny następnie rozwijają nawijanie transformatora z dokładną liczbą zwojów.

Ponieważ wymagania mocy z jednofazowego transformatora nie są duże, nawijanie jest zazwyczaj budowane w konfiguracji warstwowej lub w konfiguracji dysków. Nawijanie transformatora w konfiguracji warstwowej jest konstruowane przez tworzenie wielu warstw drutów miedzianych lub aluminiowych z izolacją umieszczoną w każdej warstwie.

W konfiguracji dyskowej różne dyski są tworzone z użyciem przewodzącego materiału, a następnie dyski są łączone z materiałem izolacyjnym umieszczonym pomiędzy dwoma dyskami. W jakim kraju tworzona jest zazwyczaj konstrukcja dla jednofazowych transformatorów wysokiego napięcia.

Izolacja i separacja

Izolacja transformatora i izolacja są wymagane do rozwoju montażu nawijania i rdzenia bez kontaktu, aby uniknąć zwarcia w układzie nawijania i rdzenia oraz chronić nawijanie i rdzeń przed zewnętrznymi czynnikami środowiskowymi, takimi jak wilgoć, kurz i zanieczyszczenia.

Izolacja i izolacja transformatora są realizowane podczas budowy w zależności od rozmiaru i typu jednofazowego transformatora. Jeśli musisz opracować transformator jednofazowy typu suchym, rdzeń i zespół nawijania będą pokryte żywicą epoksydową.

Żywica w formie płynnej jest umieszczana w zbiorniku, a zespół rdzenia i nawijania zanurza się w tym zbiorniku. To wypełnia wszystkie szczeliny i regiony kontaktowe pomiędzy rdzeniem transformatora i nawijaniem. Zespół rdzenia i nawijania jest następnie wyciągany i podgrzewany, aby utwardzić żywicę. Po utwardzeniu żywica zamienia się w stały materiał, aby izolować oraz izolować zespół rdzenia i nawijania.

Jeśli musisz opracować transformator jednofazowy typu zanurzonego w oleju, region kontaktowy zespołu rdzenia i nawijania będzie izolowany za pomocą izolacyjnego papieru prasowego albo specjalnego rodzaju taśmy izolacyjnej lub tkaniny. Ten sam materiał izolacyjny będzie również używany do izolacji najbardziej zewnętrznej warstwy nawijania.

Następnie cały zespół rdzenia i nawijania transformatora zostanie umieszczony w zbiorniku i napełniony olejem transformatorowym, aby zakończyć proces. To całkowicie izoluje i izoluje zespół rdzenia i nawijania od zewnętrznej atmosfery.

Zbiornik transformatora

Zbiornik transformatora jest zintegrowaną częścią jednofazowego transformatora, niezależnie od tego czy jest to transformator suchy czy transformator olejowy.. Zespół nawijania i rdzenia transformatora jest umieszczany w zbiorniku transformatora, aby chronić go przed zewnętrznymi czynnikami środowiskowymi, takimi jak burze i przed ekstremalnym i bezpośrednim światłem słonecznym.

Zbiornik transformatora jest zazwyczaj konstruowany z wysokiej jakości stalowej blachy nierdzewnej, której grubość zależy od rozmiaru i mocy transformatora. Blacha ze stali nierdzewnej, formowana zgodnie z projektem zbiornika transformatora, zazwyczaj poddawana jest procesom obróbczych, aby zwiększyć jej odporność na korozję.

Postprocess małych zbiorników jednofazowych transformatorów zazwyczaj polega na nałożeniu dobrej jakości farby w sprayu z wieloma warstwami farby nanoszonymi na zbiornik transformatora, podczas gdy w dużych jednofazowych transformatorach zazwyczaj stosuje się różne metody osadzania, takie jak galwanizacja.

Mechanizm chłodzenia

Elektromagnetyczne transformatory, które widzisz zamontowane na słupach w swoich rejonach mieszkalnych, to jednofazowe transformatory suche i zazwyczaj nie potrzebują dedykowanego systemu chłodzenia, a naturalny system chłodzenia powietrzem wystarcza do usuwania ich odpadów ciepła.

Rdzeń i zestaw uzwojeń tych transformatorów są pokryte utwardzonym żywicą, która jest umieszczona w sposób zabezpieczający w zbiorniku transformatora. Zbiornik jest zaprojektowany w taki sposób, aby umożliwić przepływ powietrza nad uzwojeniem pokrytym żywicą. Naturalny przepływ powietrza usuwa odpady z uzwojenia za pomocą procesu zwanego konwekcją naturalną. To jest odpowiednie tylko dla małych i domowych transformatorów jednofazowych.

Transformatory, które widzisz zainstalowane w dużych osiedlach mieszkaniowych lub w małych przemysłach, to zazwyczaj transformator typu olejowego jednofazowy. Zwykle nie wymagają one również żadnego dedykowanego chłodzenia transformatora mechanizm.

Aby ułatwić transfer ciepła z oleju do zbiornika i ze zbiornika do otoczenia, zbiornik jest zazwyczaj zaprojektowany z kilkoma rurkami, które działają jak żebrowanie, zwiększając powierzchnię narażoną na otoczenie. Większa powierzchnia oznacza, że więcej ciepła może być przekazywane do otoczenia przy użyciu krajowego procesu konwekcji.

Zarówno w transformatorach suchego typu, jak i w transformatorach wszelkiego typu, jeśli naturalny system wentylacji nie jest wystarczający do usunięcia odpadów, można zainstalować wentylator elektryczny, aby usunąć ciepło odpadowe. Wentylator elektryczny wymusi przepływ powietrza nad pokrytą uzwojeniem lub nad żebrami zbiornika transformatora olejowego. Ten wymuszony ruch powietrza nad podgrzewanym obszarem usunie znacznie więcej ciepła, wykorzystując zasadę wymuszonego transferu ciepła konwekcyjnego.

Działanie transformatora jednofazowego

Jeśli weźmiesz dowolny transformator jednofazowy, będzie on działał na zasadzie prawa Faradaya. Zgodnie z tym prawem, gdy na pierwotnym uzwojeniu transformatora jednofazowego zastosowane jest napięcie przemienne, w rdzeniu tego transformatora jednofazowego wytwarza się zmienne w czasie pole magnetyczne, które z kolei generuje napięcie wtórne.

To, jak działa transformator jednofazowy, różni się nieco od innych lub transformatorów trójfazowych, ponieważ w transformatorze jednofazowym występuje jeden zestaw uzwojeń pierwotnych i wtórnych, a nie trzy różne zestawy uzwojeń pierwotnych i wtórnych obecnych w transformatorze trójfazowym.

WnioskiTransformator jednofazowy to najczęściej stosowany typ transformatorów elektrycznych, ponieważ większość naszych domowych urządzeń elektrycznych działa na prądzie przemiennym jednofazowym. Te transformatory elektryczne są konstruowane z wysokiej jakości materiałów, a większość ich części jest wytwarzana przy użyciu zautomatyzowanych i precyzyjnych maszyn. Zasada działania tych transformatorów jednofazowych jest dokładnie taka sama jak w przypadku jakiegokolwiek innego transformatora elektrycznego, z jedyną różnicą, która leży w wyjściu, które jest prądem elektrycznym jednofazowym.

Śledź nas

Twoje transformatory jednofazowe powinny mieć solidną konstrukcję i efektywne działanie, aby zapewnić bezpieczne i stałe dostarczanie energii elektrycznej. W firmie Daelim Transformer oferujemy transformatory jednofazowe, które są konstruowane zgodnie z najwyższymi międzynarodowymi standardami CSA, ANSI, DOE, IEEE, IEC i innymi. Wszystkie nasze transformatory elektryczne oferują wydajność 95% lub wyższą zgodnie ze standardami IEEE dotyczącymi wydajnych urządzeń elektrycznych.

JEŚLI masz jakieś pytania dotyczące transformatorów, Skontaktuj się z NAMI a my poprowadzimy Cię przez ten proces.