Здравствуйте мои уважаемые читатели!
Продолжаем работу по созданию библиотеки элементов.
В предыдущем материале мы рассмотрели УГО группы «S».
Следующая группа «T» - трансформаторы.
Группа «T» - очень маленькая, но очень необходимая группа. Любая аппаратура должна «кушать» и кормят её блоки питания - БП, в основе любого БП «кормильцем» служит ТРАЕСФОРМАТОР! Это относится к любым БП – сетевым, питающимся от промышленной сети, импульсным, так же питающимся от промышленной сети и от химических источников тока, солнечных батарей или генераторов постоянного тока. И только отдельная группа химических источников тока, солнечные батареи и низковольные генераторы обеспечивают питание аппаратуры без применения трансформаторов, но всё чаще и там применяются импульсные трансформаторы, позволяющие питать аппаратуру различными напряжениями.
Вот такая «деталька», можно сказать – «СЕРДЦЕ» любого оборудования.
Но сердце бывает различное по размерам: у комара его и в микроскоп рассмотреть трудно, а у синего кита, внутри человек может ходить. Вот так и трансформаторы бывают разными по величине:
1. Очень большие ( иногда очень-очень большие );
2. Большие;
3. Нормальные ( от нормально-маленьких до нормально-больших );
4. Маленькие;
5. И очень маленькие.
ЭТО ШУТКА, но с долей правды!!!
Самые очень-очень большие применяются на электростанциях и на электроподстанциях. Радиолюбители, работающие в энергосистемах такие устройства видели «живые», а большинство простых радиолюбителей только на картинках. Самый большой трансформатор, сделанный моими руками, но с участием большого коллектива имел мощность 660 kW – 6/10kB – 400B. Очень большая «деталька»…
И обозначается эта «деталька» на схемах очень просто
Основой УГО всех трансформаторов служит половина окружности
Радиус полуокружностей лежит в очень широких пределах от 1,5мм до 4мм. Все другие элементы имеют чёткие размеры и только для трансформаторов и для индуктивностей разрешены такие широкие «ворота». И какой же радиус выбрать? Давайте разберемся
Необходимо отметить, что шаг координатной сетки 5мм является основным, но по ГОСТ-у не нормируется расстояние между линиями связи на принципиальных схемах. Не рекомендуется располагать линии связи ближе 2-х мм. Теперь посмотрим как радиус 2,5мм «согласуется» с самыми распространёнными элементами
Выбор радиуса 2,5мм не является доминирующим, и каждый конструктор может выбрать любой. Вот, и мои читатели сами выберут, как выполнять УГО трансформаторов и индуктивностей.
Теперь коротко о начертании самого трансформатора ( обмотка с сердечником )
Понятие «стальной сердечник» не означает, что он сделан из цельного куска стали. Сердечник набирается из тонких пластин специальной трансформаторной стали и чем тоньше пластины, тем лучше для трансформатора – меньше греется сердечник токами ФУКО и как следствие выше КПД!
Теперь о том, какие бывают трансформаторы по количеству обмоток… Трансформатор состоит и первичной обмотки и необходимого количества вторичных. Но есть особая группа трансформаторов, где первичных обмоток две ( или кратное двум ) и одна вторичная ( возможно две, три или одна с отводами ). Это трансформаторы для выходных каскадов усилителей звуковой частоты. В таких трансформаторах и для сердечников требуются пластины из трансформаторной стали особо высокого качества.
Отдельная разновидность трансформаторов – автотрансформаторы. Основное отличие автотрансформатора от трансформатора – это включение всех обмоток последовательно. Часть обмотки ( обмоток ) является первичной, а другая часть вторичной.
Преимущество автотрансформаторов перед трансформаторами: уменьшенные габариты при той же мощности, экономия медного провода так как часть обмотки ( общая ) «работает» и по входу, и по выходу. Провод для общей части обмотки применяется большего диаметра, но всё равно это экономичнее чем при отдельной обмотке. При значительных плюсах есть и очень существенный минус – выход автотрансформатора гальванически связан с входным напряжением ( сетью ), что требует более четких соблюдений техники безопасности!
И маленькое путешествие в прошлое – как увеличить величину сетевого напряжения при пониженном напряжение в общей сети…
Как видно из схемы один и то же трансформатор может регулировать сетевое напряжение. И при этом его мощность существенно меньше суммарной мощности потребителей. Если Вам требуется увеличить входное напряжение на 20 Вольт при максимальном токе потребления 10 Ампер, то трансформатор должен быть рассчитан на 10 х 20 = 200W. При таком токе мощность потребителей ( суммарная ) составит 2000W. Обычно таких мощностей не требуется и можно обойтись трансформатором на 60…100 Ватт.
Ещё один интересный автотрансформатор – это ЛАТР – лабораторный автотрансформатор. Очень удобный прибор, позволяет регулировать выходное напряжение практически от нескольких Вольт и до 300. Опять же недостаток – нет развязки от сети, но плавная регулировка даёт существенные преимущества, а если учесть, что большинство ЛАТРов имеют выходной ток 9 Ампер – эквивалентную замену ему найти практически невозможно! Если таковой окажется в Вашем распоряжении даже неисправный – не выбрасывайте, а постарайтесь отремонтировать!!! Новый купить дороговато будет!!!
С обозначением «Т» практически разобрались. Следующее обозначение «TA» - это трансформаторы тока. Очень серьёзное приспособление! Фактически трансформатор выполнен на кольцевом магнитопроводе и содержит одну обмотку – вторичную, а первичной является проводник, проходящий через кольцо магнитопровода. Назначение простое: - отделить линию, проводящую ток, от измерительного прибора – амперметра, что очень важно при измерении тока в высоковольтных линиях электропередачи ( особенно если это 110 или 220 кВ ); - изменяя количество витков вторичной обмотке можно измерять ток стандартным амперметром на 5А. Трансформаторы тока бывают на разные токи, 1000/5А, 500/5А и так далее. И надо понимать, что для измерения токов в ЛЭП, трансформаторы имеют соответствующие габариты из-за внешней и внутренней изоляции, иногда внутри такого устройства ставятся промежуточные разделительные трансформаторы.
Оба варианта применяют и в промышленном оборудовании и в энергетике. И очень важное требование: ВКЛЮЧЕНИЕ ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА БЕЗ НАГРУЗКИ ( АМПЕРМЕТР ИЛИ ТОКОВОЕ РЕЛЕ ) КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕНО!!! Без нагрузки на клеммах ХТ3 – ХТ4 будет очень высокое напряжение и дуга перекроет всё вокруг. Об этом надо помнить!!!
Я применял трансформатор тока для управления тиристорами в сварочном инверторе. И очень хорошо работал, вторичную обмотку наматывал сам.
Как Вы догадались – если есть трансформатор тока, значит должен быть и трансформатор напряжения. И такие трансформаторы существуют, но об этих элементах можно сказать, что обычный трансформатор без нагрузки является трансформатором напряжения. Есть у каждого трансформатора коэффициент трансформации и если, подаваемое на первичную обмотку напряжение разделить на этот коэффициент получим напряжение на выходе вторичной обмотки. Измеряя напряжение с вторичной обмотки и умножая его на коэффициент трансформации получим напряжение на первичной обмотке. Вот так и измеряют киловольты на ЛЭП и подстанциях. Трансформаторы напряжения обычно рассчитаны на выходное напряжение 1000В. И если коэффициент трансформации равен 220 при показании панельным прибором 1000В – на линии 220 000 Вольт!
Так же как и трансформаторы тока, трансформаторы напряжения служат для разделения измеряемого напряжения от панельного прибора в щите. Размеры, класс защиты также зависят от напряжения. Обозначается трансформатор напряжения «TV», а на схеме УГО как у обычного трансформатора.
И ещё одно обозначение «TS» - электромагнитный стабилизатор. Очень распространён был в былые времена. И работал хорошо и места много не занимал, но если нарушалась пайка от времени, а мотали их алюминиевым проводом – было очень проблематично!!!
Так как стабилизатор содержит определённое количество элементов, на схеме его обозначают квадратом 12 х 12мм и «TS».
Существуют ещё и электронные стабилизаторы, состоящие из автотрансформатора с несколькими отводами позволяющие как повышать выходное напряжение, так и уменьшать. Данную функции выполняет контроллер, следящий за выходным напряжением и переключающий отводы. Существуют переключатели на обычных реле и на электронных. Электронные более долговечны и не создают помех при переключении, так как переключения осуществляются при переходе синусоиды через ноль.
Ещё можно поделить трансформаторы на группы по напряжению, но не по величине напряжения… Трансформаторы, работающие на переменном напряжении: 50Гц, 60Гц и 400Гц – в основном силовые трансформаторы и измерительные. Импульсные трансформаторы работают в преобразователях напряжения и в импульсных схемах от единиц Вольт до 30…40кВ. Очень интересная группа звуковые трансформаторы применяются в усилителях низкой ( звуковой ) частоты, к ним можно отнести и модуляционные трансформаторы передатчиков с амплитудной модуляцией. Импульсные трансформаторы бывают различного назначения и соответственно различных габаритов. Импульсный трансформатор локационного передатчика 1МВт одному человеку поднять тяжело. А импульсный трансформатор серии МИТ выполнен на ферритовом кольце 6…8мм диаметром.
И коротко о самом маленьком силовом трансформаторе, который встретился в моей практике.
Надо учесть, что трансформатор располагается в пластмассовой коробке. Сам трансформатор существенно меньше! Трансформатор являлся основой световой индикации в станке ( японском ) – сколько лампочек индикации, столько таких трансформаторов. Японцы посчитали, что ставить для каждой лампочки свой трансформатор выгодней чем ставить отдельный понижающий трансформатор и промежуточные реле. В современном оборудовании устанавливаются специальные лампочки на 230В ( неоновые ), но это значительно ухудшает технику безопасности при проверке при включенном оборудовании… Станок давно списали, а трансформатор оставил себе на память. Сопротивление сетевой обмотки 3кОм, а вторичная обмотка имеет сопротивление 50 Ом. Не знаю каким проводом ( диаметр), но видимо очень тонким.
Вот коротко о трансформаторах. Более подробно с силовыми трансформаторами и соединением обмоток можно посмотреть в материале
Следующая группа «U» - это устройства связи, преобразователи электрических величин в электрические.
Чтобы не пропустить следующие публикации подписывайтесь на мой канал. Задавайте вопросы, я с удовольствием на них отвечу. Комментируйте и пишите свои замечания! Особенно замечания помогают улучшить мою работу над материалом и текстами.
Желаю Всем крепкого здоровья и чистого неба!!!
электроника для начинающих
электроника
изучаем электронику
сделай сам
