En transformator er en statisk elektromagnetisk enhet som er designet for å konvertere (transformere) en vekselspenning ved å øke eller redusere den. Den kan også brukes til å endre antall faser og sjeldnere for å endre frekvensen på vekselstrøm.
Elektrisk energi overføres vanligvis over lange avstander ved spenninger som er flere ganger høyere enn spenningsnivået som brukes av innenlandske forbrukere. Bruken av transformatorer forbedrer kvaliteten på overføringen av elektrisk energi og gjør det mulig å redusere tapene som oppstår i nettverkene.
Enhet og driftsprinsipp
En transformator består strukturelt av to (eller flere) viklinger og en kjerne, som også kalles en magnetisk krets. Spenningen påføres enheten på primærviklingen, og den allerede konverterte spenningen fjernes fra sekundærviklingen. Viklingene er koblet til hverandre ved hjelp av et vekslende magnetfelt, som dannes i kjernen av spenningen som tilføres primærviklingen.
Typer transformatorer
- makt;
- måling;
- lite strøm;
- puls;
- topptransformatorer.
Tap
Overføring av strøm fra primær til sekundær er alltid ledsaget av tap.
Det er ingen roterende komponenter i transformatoren og derfor ingen mekaniske tap. Imidlertid oppstår tap i kobber av viklingene på grunn av tilstedeværelsen i viklingene til en elektrisk motstand, så vel som magnetiske tap i stålets kjerne på grunn av de resulterende virvelstrømmene og reversering av magnetisering.
Av disse grunnene overføres ikke all energi, men bare det meste.
Effektivitet og måter å øke den på
Som en hvilken som helst annen energiomformer har en transformator en ytelseskoeffisient (COP), som karakteriserer effektiviteten til driften.
Effektivitet er forholdet mellom kraften som enhetens nyttelast trekker og kraften som den belastede transformatoren trekker fra nettet. Effektiviteten kan også uttrykkes i forhold til forholdet mellom energieffektivt brukt og energien som forbrukes fra systemet.
Siden transformatoren er en passiv energiomformer, er effektiviteten alltid mindre enn enhet (η <1). Dette betyr at kraften som forbrukes av belastningen som er koblet til sekundærviklingen, alltid er mindre enn den strømmen forbruket av den lastede enheten fra systemet.
Det er flere måter å forbedre effektiviteten på, hovedsakelig rettet mot å redusere tap. For å redusere tap av kobber er det for eksempel nødvendig å øke tverrsnittet av viklingstrådene. Og en reduksjon i tap på grunn av reversering av magnetisering kan oppnås når du bruker mykt magnetisk stål med en viss sammensetning og struktur for kjernen.
For å redusere virvelstrømstap, bør den magnetiske kjernen samles fra separate, isolerte fra hverandre stålstenger. Silisium kan også brukes som tilsetningsstoff i materialet til den magnetiske kretsen.