Hoe de uitgangsspanning van een transformator te verhogen. De bekende step-up trafo...

De transformator zet stroom om in netwerken en installaties die zijn ontworpen om elektriciteit te ontvangen en ermee te werken. Een step-up transformator is een statische eenheid die wordt aangedreven door een spanningsbron voor het transformeren hoge spanning naar lage scores. Het wordt gebruikt om logische beveiligingscircuits en meetlijnen te isoleren van hoogspanning.

Het concept van een transformator

Een elektromagnetisch apparaat met twee of meer wikkelingen die door inductie op een magnetisch circuit zijn verbonden, wordt een transformator genoemd. Het is ontworpen om de spanning te veranderen; wisselstroom met frequentiebehoud en wordt gebruikt bij de productie, transmissie over afstand en acceptatie van elektriciteit.

De spanningsverhoger bevat een draadspoel omgeven door magnetische lijnen, die zich op de kern bevinden om de stroom te geleiden. Het staafmateriaal is ferromagnetische legeringen. De unit werkt met een hoog vermogen, het gebruik ervan is te wijten aan verschillende spanningen van stadslijnen (ongeveer 6,2 kV), een consumentencircuit (0,4 kV) en het vermogen dat nodig is voor de werking van elektrische apparaten en machines (van enkele metingen tot enkele honderden kilovolts ).

Toepassing in netwerken

De apparaten zijn geïnstalleerd in elektrische leidingen en voedingen voor consumentenwinkels. Volgens de wet van Joule-Lenz komt er warmte vrij naarmate de stroom toeneemt, waardoor de draad wordt verwarmd. Om energie over lange lineaire afstanden te transporteren, wordt de spanning verhoogd en de stromen verminderd. Wanneer het de verbruiker bereikt, wordt het vermogen verminderd, omdat om veiligheidsredenen massieve isolatie zou moeten worden gebruikt.

Aan het begin van de ketting wordt een step-up transformator geïnstalleerd en de indicatoren worden op het ontvangstpunt neergelaten. Dergelijke combinaties worden herhaaldelijk door de transmissielijn gebruikt, waardoor: gunstige omstandigheden het transporteren van elektriciteit en het creëren van aanvaardbare waarden voor de consument.

Door de aanwezigheid van drie fasen in het netwerk worden driefasige units gebruikt voor energietransformatie. Soms wordt een groep gebruikt waarin de apparaten zijn gecombineerd tot een stermodel, terwijl ze een gemeenschappelijke geleidende staaf hebben.

Hoewel de coëfficiënt nuttige actie bij aggregaten hoge spanning bijna honderd procent bereikt, komt er toch nog veel warmte vrij. Een typische transformator van een 1 GW elektriciteitscentrale levert meerdere megawatts. Om dit fenomeen te verminderen, is een koelsysteem ontworpen in de vorm van een tank met niet-brandbare vloeistof of transformatorolie en een sterk apparaat voor luchtwarmteafvoer. Koelen is vaak water, het droge principe wordt op laag vermogen gebruikt.

Magnetisch systeem

Het magnetische circuit is een complex van platen of andere elementen gemaakt van elektrisch staal, samengesteld in een geselecteerde geometrische configuratie. De aggregaatvelden zijn geconcentreerd in het ontwerp. Geassembleerd magnetisch circuit met knooppunten en verbindingselementen vormt de kern van de transformator. Het deel waarop de windingen zijn gewikkeld, is de staaf. Het gebied van het systeem dat is ontworpen om het circuit te sluiten en de windingen van het circuit niet te dragen, wordt het juk genoemd. De locatie van de staven in de ruimte dient om het systeem in de volgende typen te verdelen:

Eenheidswikkelingen

De wikkeling bestaat uit individuele windingen die geleiders zijn, of een complex van dergelijke zenders (kernen van meerdere draden). De draai gaat eenmaal om de staaf heen, waarvan de stroom, samen met de stromen van andere kernen en systemen, het magnetische veld reproduceert. Als gevolg hiervan is er elektromotorische kracht(EMV).

De wikkeling is een geordend complex van windingen. Het vormt een keten waarin de krachten die bij omwentelingen worden opgewekt, worden toegevoegd. De wikkeling van een driefasige eenheid bestaat uit meerdere gecombineerde wikkelingen van drie fasen met dezelfde spanning.

De wikkelstaven van de step-down en step-up transformatoren zijn gemaakt in een vierkante configuratie voor: beste gebruik ruimte (verhogen van de vulfactor in het staafvenster). Als het nodig is om de doorsnede van de kern te vergroten, is deze verdeeld in verschillende geleiders. Dit wordt gebruikt om wervelstromen in de wikkeling te verminderen. Een geleider met een vierkante doorsnede wordt een geleider genoemd. Volgens de werking van de wikkeling zijn ze onderverdeeld in verschillende typen:

De kern is geïsoleerd met een laag papier of emaille vernis. Twee beschermde draden die parallel lopen, naast elkaar liggen, zijn omheind met een gewone papieren wikkel en worden een getransponeerde kabel genoemd. Zijn afzonderlijke vorm is een continue voortzetting, die zich ontwikkelt wanneer de kern van een laag naar de volgende laag met dezelfde toonhoogte in een enkele isolatie beweegt. Papierbescherming is gemaakt van dunne stroken van 2-4 cm breed die rond de kabel zijn aangebracht. Om de gewenste laag van een bepaalde dikte te verkrijgen, wordt het papier in meerdere lagen aangebracht. Afhankelijk van het ontwerp is de wikkeling:

Koeltank

Het is een container voor olie en beschermt tegelijkertijd de actieve componenten van het apparaat tegen oververhitting. In het ontwerp speelt het de rol van een ondersteuning voor aanvullende en besturingsapparaten. Lucht wordt uit de tank verwijderd voordat deze wordt gevuld, waardoor de isolatie wordt aangetast en verminderd. beschermende eigenschappen. Hierdoor werkt de tank in omstandigheden van lage atmosferische druk.

Om het geluid van de werking van de transformator te verminderen, moet deze overeenkomen: audio frequenties, gereproduceerd door de staaf van de eenheid, en soortgelijke indicatoren van de resonantie van structurele elementen. Om te resetten wanneer het vloeistofvolume in de tank door verwarming toeneemt, is een apart geplaatst expansievat geïnstalleerd.

Het verhogen van het vermogen verhoogt de snelheid van de beweging van elektronen buiten en binnen de transformator, waardoor de structuur wordt vernietigd. De verstrooiende magnetische stroom in de tank werkt op dezelfde manier. Inserts worden gebruikt van een materiaal dat niet onderhevig is aan magnetisatie. Ze zijn geplaatst rond isolatoren met een hoge stroming, waardoor het risico op oververhitting wordt verkleind. De binnenbekleding van de tank is zo gemaakt dat de magnetische flux niet door de tankbehuizingen kan gaan. Een materiaal met een lage weerstand tegen magnetisme absorbeert de stroom voordat deze de buitenmuren binnendringt.

Het aantal halve cirkels komt bijna overeen met het aantal wikkelwindingen. Bij een toename van het aantal beurten worden er meer bogen gemaakt, maar er is geen strikte evenredigheid. Bij de uitgang geeft een dikke stip het begin van de wikkelingen aan (op twee spoelen of meer). Ze plaatsen de aanduidingen van de momentane emf, ze zijn meestal hetzelfde aan de uitgangen.

Deze benadering wordt gebruikt bij het tonen van de intermediairs van de eenheden in de conversieketens om het synchronisme of de antifase te schetsen. De aanduiding is ook relevant voor meerdere spoelen, als polariteit vereist is voor hun effectieve werking. Het ontbreken van een expliciete aanduiding van de omhulsels geeft aan dat ze in dezelfde richting gaan, dat wil zeggen dat het einde van de vorige overeenkomt met het begin van de volgende.

Bedieningsfuncties

Voor het bepalen van de levensduur wordt het begrip economische en technische levensduur gehanteerd. Het economische segment eindigt wanneer de prijs van energietransformatie met behulp van de vereiste transformator de eenheidskosten van dezelfde diensten in de overeenkomstige marktniche overschrijdt. Technische term service wordt beëindigd met een fout een groot aantal elementen die grote reparaties aan de unit vereisen.

Parallel gebruiken

Een dergelijke regeling wordt toegepast vanwege het feit dat de vermogensreductie-eenheid bij een kleine belasting aanzienlijke verliezen bij stationair toerental toelaat. Om de situatie te verhelpen, wordt deze vervangen door een groep apparaten met een laag vermogen, die, indien nodig, één voor één worden uitgeschakeld. Vereisten voor deze aansluiting:

De eenheden in de groep worden gebruikt met dezelfde technische parameters.

Frequentie- en vermogensregeling

In geval van gelijke spanning op de primaire wikkelingen, kunnen units met een bepaalde frequentie worden gebruikt met verhoogde netwerkprestaties met de aanbevolen vervanging van bijlagen. Bij een frequentie lager dan de nominale inductie verhogen de waarden in de magnetische aandrijving, wat leidt tot een stroomsprong tijdens inactiviteit en een verandering in de vorm.

Transformatorspanningsregeling wordt gebruikt in het netwerk vanwege het feit dat: normaal werk consumenten is alleen mogelijk met de kracht van bepaalde parameters en minimale afwijkingen daarvan.

Isolatie en overspanning

Specialisten voeren regelmatig tests en reparaties uit van de beschermende laag van de transformator, omdat deze zijn eigenschappen verliest door: hoge temperaturen. Dit geldt voor aggregaatolie in de koeltank en isolatie van actieve elementen. Na het controleren van de statusinformatie beschermende materialen passen in het paspoort van de eenheid.

Soms werken apparaten in omstandigheden met verhoogd vermogen. Overspanning is verdeeld in twee soorten:

• kortdurende actie van een sterke factor duurt van één seconde tot 2-4 uur;
• voorbijgaande overspanning duurt van 2-5 nanoseconden tot 3-5 milliseconden, het kan oscillerend of niet-oscillerend zijn, maar heeft altijd dezelfde richting.

Soms worden beide soorten overspanning gecombineerd tijdens overbelasting. Blikseminslagen kunnen de redenen zijn voor hun optreden, terwijl de huidige indicator van de impuls afhangt van de afstand tussen de transformator en de plaats van impact. De tweede reden zijn de veranderingen in arbeidsomstandigheden die binnen het systeem worden gevormd. Ze bestaan ​​uit storingen, geleidingsstoringen, kortsluitingen, branden, frequente verbindingen en uitval.

Tijdens de kwaliteitscontrole in de fabriek controleren de units en geven ze informatie over de mogelijkheid ononderbroken werking volgens de normen.

Step-up transformatoren zijn vermogensstructuren die zijn ontworpen voor installatie in elektrische huishoudelijke en industriële circuits. De installatie verandert de spanning naar boven. Hoe het step-up type transformator werkt, waar dergelijke installaties worden gebruikt, moet in meer detail worden bekeken.

werking

Om te begrijpen wat step-up transformatoren zijn, moet u het werkingsprincipe begrijpen. De apparatuur is vervaardigd voor energiecentrales, waarvan de ontwerpschema's tot de categorie passerend behoren.

De step-up transformator in energiecentrales wordt gebruikt om te voorzien in: nederzettingen, andere objecten met stroom met bepaalde technische indicatoren. Zonder omvormer hoog voltage wordt gaandeweg steeds minder. De eindgebruiker zou ontvangen: een onvoldoende hoeveelheid elektriciteit. Dankzij deze installatie wordt elektriciteit van de overeenkomstige waarde ontvangen bij de eindcentrale in het circuit. De consument ontvangt spanning in het netwerk tot 220 V. Industriële netwerken worden geleverd tot 380 V.

Een diagram dat de werking van een transformator in een lijn toont, bevat verschillende elementen. De generator bij de centrale produceert elektriciteit van 12 kV. Het gaat door de draden naar onderstations. Hier is een transformatorapparaat geïnstalleerd, ontworpen om de snelheid in de lijn te verhogen tot 400 kV.

Vanuit het onderstation wordt elektriciteit geleverd aan de hoogspanningslijn. Verder komt de energie het step-down onderstation binnen. Hier wordt het teruggebracht tot 12 kV.

Transformatoren met het omgekeerde werkingsprincipe leiden de stroom naar de laagspanningstransmissielijn. Aan het einde wordt nog een verlagingseenheid geïnstalleerd. Hieruit wordt elektriciteit met een indicator van 220 V geleverd aan huizen, appartementen, enz.

Apparaatprincipe:

Gezien hoe de spanningsverhogende transformator werkt, moet u zich verdiepen in de basisprincipes van het ontwerp. De basis van de transformator is het mechanisme elektromagnetische inductie. De metalen kern bevindt zich in een isolerende omgeving. De schakeling bevat twee spoelen. Het aantal windingen is niet hetzelfde. Spoelen kunnen de indicator verhogen, in het eerste circuit waarvan er meer windingen zijn dan in het tweede.

Spanning variabel type komt in de eerste lus. Dit is bijvoorbeeld een stroom in het netwerk van 110 (100) V. Er verschijnt een magnetisch veld. De sterkte neemt toe met de juiste verhouding van windingen in de kern. Wanneer elektriciteit door de tweede wikkeling gaat, verschijnt er een stroom met een bepaalde indicator in de step-up transformator. Er wordt bijvoorbeeld een 220 V-netwerkkenmerkindicator verstrekt.

In dit geval blijft de frequentie hetzelfde. Voor het leveren van gelijkstroom aan de voedingslijn is een omvormer in de schakeling gemonteerd. Dit apparaat kan in opstapapparatuur zijn. Het apparaat kan niet alleen werken om de spanning te veranderen, maar ook de frequentie. Bepaalde apparaten werken op gelijkstroom.

Rassen

1. Autotransformator. Het heeft één gecombineerde wikkeling.
2. Stroom. De meest voorkomende variëteit onder apparaten die de spanningsindicator verhogen.
3. Anti-resonant. bezit gesloten ontwerp. omdat speciaal principe: functioneren hebben compacte afmetingen.
4. geaard. De windingen zijn verbonden door een ster of een zigzag.
5. Piek transformatoren. Gescheiden gelijk- en wisselstroom.
6. Huishouden. De toename van de kenmerken van elektriciteit tijdens de werking van de transformator wordt in een klein bereik uitgevoerd. Ze helpen interferentie in het huishoudelijke netwerk te elimineren, apparatuur te beschermen tegen spanningspieken, lage en hoge elektriciteit.

De gepresenteerde ontwerpen verschillen in kracht en technische kenmerken.

Andere types

In overeenstemming met de prestatiekenmerken van de gepresenteerde apparatuur, verschilt deze op verschillende andere manieren. Door het aantal circuits zijn er enkelfasige (huishoudelijke) en driefasige (industriële) structuren.

Als koelsysteem worden verschillende stoffen gebruikt. Er zijn olie- en droge varianten. In het eerste geval is de apparatuur goedkoper. Olie is een ontvlambare stof. Bij gebruik wordt een hoogwaardige bescherming tegen een ongeval geboden. Droge aggregaten zijn gevuld met een niet-brandbare stof. Ze zijn duurder, maar de vereisten voor hun installatie zijn loyaal.

De circulatie van de koeler in het systeem kan geforceerd of natuurlijk zijn. Er zijn ontwerpen waarin deze methoden worden gecombineerd. Door de verscheidenheid aan typen kan iedereen het optimale type apparaat kiezen.

Markering

Fabrikanten hebben een speciale markering van de gepresenteerde apparatuur ontwikkeld. Hierdoor kunnen consumenten en inspecteurs eenvoudig het type apparatuur bepalen.

BIJ algemeen beeld notatie ziet er zo uit - TM / N - X, waar:

• T - aanduiding van het apparaattype;
• M is het vermogen van de door de fabrikant gespecificeerde eenheid, kVA;
• H - spanningsklasse vanaf de zijkant van de hoogspanningswikkeling (HV);
• X - klimaatkarakteristiek die de kenmerken van plaatsing bepaalt in overeenstemming met GOST 15150.

De markering kan andere kenmerken bevatten. Een plaat die de parameters van het apparaat aangeeft, is op zijn lichaam geïnstalleerd. Bij het installeren van de apparatuur moet informatie met markering zich op een voor visuele inspectie toegankelijke plaats bevinden. Lees meer over het markeren van transformatoren.

Reparatie en service

Een transformator is een complex apparaat. Periodiek moet het worden onderhouden en. Het wordt aanbevolen om dit werk toe te vertrouwen aan professionals. Alleen een persoon met een passende opleiding heeft het recht om dergelijk werk uit te voeren.

Bij verhoogde snelheid verwarming, de aanwezigheid van ruis, het is vereist om de transformatorcircuits terug te spoelen. Deze procedure kan worden uitgevoerd door een niet-gekwalificeerde specialist met: minimum niveau kennis op het gebied van elektrotechniek.

Het apparaat heeft een magnetische aandrijving. Het is gebruikelijk om spoelen. Het eerste circuit is verantwoordelijk voor het verlagen en het tweede - voor het verhogen van de elektriciteit in het netwerk. Inspectie van de transformator wordt uitgevoerd volgens een bepaalde technologie.

Inspectie

eerst uitgevoerd visuele inspectie blok. Als tijdens het gebruik oververhitting wordt waargenomen, verschijnen er vervormingen, onregelmatigheden en zwelling van de isolatie op het oppervlak. Als de inspectie geen afwijkingen aan het licht heeft gebracht, moet u de invoer en uitvoer van het apparaat vinden. De eerste is verbonden met de eerste spoel. Dit creëert een magnetisch veld wanneer elektriciteit wordt toegepast. De uitgang is aangesloten op de secundaire wikkeling.

Het uitgangssignaal wordt gefilterd. Deze indicator moet worden gemeten. De inklapbare delen van de rompconstructie worden verwijderd. Vereist toegang tot microchips. Hiermee kun je de spanning meten met een multimeter. In dit geval moet rekening worden gehouden met de nominale indicatoren. Als de gemeten waarde lager is dan 80% van de door de fabrikant opgegeven waarde, werkt het primaire circuit niet correct.

De eerste spoel is losgekoppeld van het apparaat. Hij krijgt geen stroom meer. Vervolgens wordt het secundaire circuit gecontroleerd. Bij afwezigheid van filtratie wordt stroom gebruikt van meetinstrument. Bij afwezigheid van normale spanning in het systeem, moet de apparatuur worden gerepareerd.

Nadat is gecontroleerd of de samenstellende elementen in goede staat verkeren, wordt de constructie gemonteerd omgekeerde volgorde. Indien nodig wordt het apparaat gerepareerd.

Interessante video: Hoe werkt een transformator?

Na de kenmerken, het werkingsprincipe van step-up transformatoren te hebben overwogen, kan men hun belang in hoogspanningslijnen beoordelen. Sollicitatie soortgelijke apparatuur verbetert de kwaliteit van elektriciteit in huishoudens, industriële netwerken. Het is overal geïnstalleerd. Er is tegenwoordig veel vraag naar de gepresenteerde soorten installaties.

De spanningsval in het 220 volt primaire netwerk is soms een zeer ernstig probleem in platteland, en niet alleen. De koelkast start niet, de tegel warmt niet op, je kunt er niet over strijken met een strijkijzer, je kunt het niet solderen met een soldeerbout, maar je weet maar nooit.... Als de spanningsval voor verwarmingstoestellen die voor het netwerk hebben actieve weerstand, het fenomeen is niet dodelijk, dan kan het voor de apparatuur waarin motoren zijn geïnstalleerd, met name koelkasten, de laatste in hun leven zijn.

Laten we beginnen met een eenvoudige, met verwarmingsapparatuur. Aangezien de vorm van de spanning voor kachels niet uitmaakt, is het geen probleem om de effectieve (rms of effectieve) waarde van de voedingsspanning voor hen te verhogen. Laten we naar het diagram kijken.

Dit voorvoegsel van de netspanning (Fig.1) corrigeert eerst (Fig.2), en neemt vervolgens, door de energie die is opgeslagen in de condensatoren, toe effectieve spanning:, zie figuur 3.

De gelijkrichtbrug kan zowel kant-en-klaar gebruikt worden als gesoldeerd uit losse diodes. In landelijke gebieden, bovengrondse hoogspanningslijnen en hoogspanningsimpulsspanningspieken niet ongebruikelijk, dus let bij het kiezen van gelijkrichterelementen op het maximum werkspanning dioden. Hoe hoger hoe beter, uiteraard binnen redelijke grenzen. De bedrijfsstroom van de diodes moet 2 tot 3 keer groter zijn dan de belastingsstroom.De capaciteit van de condensatoren moet je zelf kiezen. Het hangt ook af van de grootte van de spanningsdip in het netwerk en van het vermogen van uw verwarming. Wees voorzichtig met dit voorvoegsel, als de netspanning weer normaal wordt, zal de spanning aan de uitgang hoger zijn dan de bedrijfsspanning van de belasting. De grootte van de overspanning hangt af van de capaciteit van de aangesloten dit moment condensatoren. Vandaar de noodzakelijke stroommarge van de diodes. Ik heb zo'n opzetstuk voor een grote 100W soldeerbout in de vorm van een bijl, voor zijn snelle opwarming.

Nu over bijvoorbeeld een koelkast. Deze vriend heeft een variabele sinus nodig. Natuurlijk kunt u zowel een autotransformator als een stabilisator kopen. Maar met een simpele transformator, de zogenaamde booster transformator. Laten we naar het diagram kijken.

Op het schema is te zien dat een extra wikkeling van de transformator in serie is geschakeld met de bovendraad van het 220 volt netwerk. Als het in fase met het netwerk wordt ingeschakeld, zullen de spanningen optellen (wanneer het nodig is om de spanning te verhogen), als het uit fase wordt ingeschakeld, dan de netspanning en de spanning op de secundaire wikkeling van de transformator wordt afgetrokken, dit is het geval wanneer de spanning moet worden verlaagd.

Hoe de spanning van het netwerk te verhogen, berekeningen.

Laten we nu een beetje rekenen, in ieder geval bij benadering. Laten we zeggen dat je een spanningsval van dertig volt hebt. De vereiste laadstroom is vijf ampère. Hieruit volgt dat we een vermogen van 150W nodig hebben. Een transformator van een oude buizen-tv kan dat vermogen gegarandeerd aan. Bijvoorbeeld, TS-180.
Transformator TS-180, TS-180-2, TS180-2V parameters downloaden

Dus we hebben de gegevens gedownload, de TS-180 gevonden, alle windingen van de primaire windingen bij elkaar opgeteld, 375+58+375+58=866 windingen. Het aantal windingen per volt vinden we 866/220 = ongeveer 4 windingen per volt. Om de 30V te krijgen die we nodig hebben, vermenigvuldigen we 30 met 4 = 120 windingen. 60 windingen per spoel (TS-180 heeft er twee). De draaddiameter voor vijf ampère is 0,7 √I = 0,7√5 = 0,7∙2,236 ≈ 1,56 mm. Kleine uitleg. Na het demonteren van fabriekstransformatoren, verhoog ik altijd het aantal windingen van de primaire wikkeling, in de eerste plaats omdat het niet mogelijk zal zijn om de kern terug te monteren, zoals in productieomstandigheden. Daarom is een toename van de nullaststroom (mogelijk meerdere keren vanwege de afwezigheid van een ferro-vulmiddel in de opening, omdat de kern is gespleten) gegarandeerd. Ja, en de pantserkern kan niet volledig worden gemonteerd, de plaat 1,2,3 blijft nog steeds over.

Het is je vast al opgevallen dat het via zo'n transformator mogelijk is om een ​​motor te voeden met een vermogen van één kilowatt. Er is geen tuimelschakelaar in het circuit om onze transformator aan te sluiten. Het kan schakelen zoals de primaire wikkeling van een transformator, maar er zullen verliezen zijn door de secundaire wikkeling die constant op het netwerk is aangesloten, dus het kan de secundaire wikkeling zelf schakelen, maar er zullen verliezen zijn door de permanent ingeschakelde primaire wikkeling. Terwijl ik dit bericht schrijf, schoot er een idee door mijn hoofd. Nu zal ik een diagram toevoegen en tekenen. Om de transformator te schakelen, heb je dus twee schakelaars nodig of één met meerdere richtingen. Alles draait nu om het idee, ik tekende een diagram. Laten we naar het diagram kijken.

En dus staat de schakelaar in de onderste stand, de transformator voegt spanning toe. Schakelaar omhoog, primaire wikkeling kortgesloten, dus in secundaire wikkeling kortsluiting, en dit is niets anders dat de transformator is verdwenen, alleen de actieve weerstand van de secundaire wikkeling blijft.

Taaa ... k, een ander plan was geboren. Nu ga ik tekenen. Waarom heb ik hier niet eerder aan gedacht, hoewel op het web, misschien heeft iemand dit al lang getekend. Wij kijken.

Zitten de schakelaars beide onder of beide boven, dan zit er geen transformator in de schakeling, is er kortsluiting in de primaire wikkeling, de resterende actieve weerstand is minder dan een ohm. Nu links boven, rechts onder - de transformator voegt bijvoorbeeld spanning toe, en rechts boven, links onder - vermindert. Dat is alles, misschien vindt iemand het nuttig. Veel geluk. K.V.Yu. Ja, een beetje meer, een beetje meer. En als in plaats van schakelaars toe te passen H-brug uit veldeffecttransistors , en zelfs een microcontroller die het niveau van de netspanning bewaakt, dan kun je waarschijnlijk een relais-type AC-spanningsstabilisator maken met een kleine (relatief) transformator voor een groot (relatief) vermogen. Wie zou dit allemaal hebben gedaan. Door tenminste er is iets om over na te denken.
Artikel downloaden

Wat en waarom verhoogt de transformator? En ten koste van wie?

We hebben al gekeken naar wat een transformator is, laten we nu eens nader bekijken wat een step-up transformator is en waarvoor deze wordt gebruikt. Laten we beginnen met een eenvoudig voorbeeld, wat zal helpen begrijpen waarom step-up transformatoren nodig zijn.

Neem een ​​zaklamp en zorg ervoor dat de batterijen niet leeg zijn en de lamp helder is. En schroef nu de kop van de zaklamp los en voed de lamp via een kabel van 50 meter lang. Doe het zelf als je ons niet gelooft, de lamp gaat niet branden. Dit gebeurt vanwege te grote verliezen in de lijn voor deze spanning. Let op het woord spanning.

Ongeveer hetzelfde zal gebeuren in een reguliere lijn tussen twee steden als er 220V in de lijn staat. Als er geen transformator in dergelijke bedrading is die de spanning verhoogt, zal elektriciteit de tweede stad niet bereiken, het gaat allemaal verloren. Vanwege deze verliezen gebruiken energietechnici een schema waarin, na het opwekken van elektriciteit, de spanning op het opwekkingspunt aanzienlijk toeneemt, elektriciteit via hoogspanningslijnen naar de consument wordt getransporteerd, waar deze vervolgens tot de gewenste waarde wordt teruggebracht en aan consumenten wordt gedistribueerd .

Dus, in zeer grove lijnen, ziet het schema er in dit geval als volgt uit:

• Een generator die elektriciteit opwekt;
• step-up transformator;
• Krachtoverbrenging lijn;
• Een step-down transformator;
• Lokale elektriciteitsnetten;
• Verbruiker van elektriciteit.

Voor de duidelijkheid hier een plaatje:

Waarom energie? Feit is dat dit het belangrijkste toepassingsgebied is van step-up transformatoren, als we het hebben over de specifieke bijdrage van transformatoren aan de transformatie van elektriciteit. Dat wil zeggen, in dit gebied zijn ze het meest gevraagd, en zonder hen is het onmogelijk om moderne energiesystemen voor te stellen.

Om te begrijpen hoe de spanning stijgt van 110V naar 220V, of de stromen veranderen, moet je onthouden dat niemand de wet van behoud van energie heeft geannuleerd en dat de transformator geen "gratis" elektriciteit produceert. Trouwens, het is gebaseerd op het manipuleren van de wetten van de fysica, het is de moeite waard om ze in een stopcontact te steken.

Integendeel, de step-up transformator illustreert perfect de wet van behoud van energie. Waarom? Ja, want als we de transformator als een gesloten systeem beschouwen, dan krijgen we:

• Inkomende energie (U1) op de primaire wikkeling (elektriciteit), waarvan het aantal windingen wordt aangegeven door N1;
• Variabel magnetisch veld geïnduceerd in het magnetische circuit (kern);
• Uitgaande energie (U2) op de secundaire wikkeling, aantal windingen N2.

(De verhouding van U2 tot U1 geeft de parameter k, de transformatieverhouding genoemd.)

Dus als in dit systeem het aantal windingen hetzelfde is, krijgen we dezelfde spanning aan de uitgang, minus de verliezen in de transformator zelf. Dit is de eerste illustratie. De tweede is dat als het aantal windingen verschilt, we een spanning hoger of lager krijgen aan de uitgang, maar tegelijkertijd in een gesloten "transformator" systeem blijft het vermogen gelijk aan de ingang en uitgang(minus de verliezen in de transformator zelf).

op een notitie. Dit is het heroverwegen waard. Sommige effecten in de elektrotechniek lijken voor niet-specialisten wonderbaarlijk, maar al deze effecten komen altijd precies overeen met de wet van behoud van energie. Denk daarom aan dit voorbeeld voordat u nadenkt over hoe u een apparaat moet kiezen en installeren dat "zeker veel geld zal besparen".

De step-up transformator werkt dus in strikte naleving met de wetten van behoud van energie en elektromagnetische inductie in AC-netwerken, waarbij de spanning en stromen veranderen, maar niet het vermogen.

Kan de transformator worden vervangen?

De typen, typen en omvang van de step-up spanningstransformator zijn niet gemakkelijk te vinden op het netwerk, maar zeer eenvoudig. Laten we rennen om niet te zoeken:

• Per fase (een of drie);
• Door wikkelingen (twee of drie (variëteiten met een gesplitste wikkeling)). Er zijn ook enkelwikkelaars, dit zijn autotransformatoren;
• Isolatie (olie, droge en onbrandbare vulling);
• Op type koeling (olie - natuurlijk, met luchtstoot en met geforceerde circulatie, lucht en met behulp van een stikstofkussen).

De markering van step-up transformatoren (meer precies, alle transformatoren) ziet er als volgt uit:

Al deze apparaten zijn goed beschreven, wijdverbreid en hebben de meeste verschillende regios toepassingen: van grote energie tot zeer kleine huishoudelijke apparaten.

In feite is het gewoon onmogelijk om de meeste transformatoren die de spanning verhogen te vervangen door andere apparaten, maar toch, zoals de klassieker zei: "Er zijn geen onvervangbare mensen" (c).

Het is mogelijk om de spanning of stromen in het elektriciteitsnet op andere manieren te wijzigen en de verliezen zullen vergelijkbaar zijn, en in sommige gevallen zelfs lager. Een voorbeeld is het zogenaamde T-vormige transformatieschema:

Het lijkt misschien dat dit in feite het circuit is van een step-up of step-down transformator. Maar het echte verschil is dit:

Dit is slechts een transformatorcircuit, waaruit het volkomen duidelijk is dat de wikkelingen op geen enkele manier met elkaar zijn verbonden, en de stroom in de secundaire wikkeling wordt als het ware geïnduceerd zonder de deelname van draden. Maar in het T-vormige equivalente circuit van de transformator is duidelijk te zien dat er geen draadbreuk is.

Tegelijkertijd krijgen we, net als in een step-up transformator, verschillende spanningen U1 en U2. Dergelijke methoden worden gebruikt waar: conventionele transformator het verhogen van de spanning is niet mogelijk. De transformator kan dus met uw eigen handen worden gemonteerd en indien nodig worden aangesloten.

Tot slot een paar woorden over het lot van transformatoren

Denk niet dat we hebben besloten om sciencefiction te raken, we zijn praktische en realistische mensen. Maar desalniettemin is de huidige situatie qua opwekking zodanig dat het goed mogelijk is dat transformatoren over tien jaar niet zo'n brede toepassing zullen hebben. Een voorbeeld is iets hoger, dit is slechts een van de opties, maar dit is niet het belangrijkste.

Natuurlijk zullen ze nog tientallen jaren dienst doen, maar op het belangrijkste gebruiksgebied - energie, is een step-up transformator alleen nodig als een secundair, hulpapparaat. En het is alleen nodig om elektriciteit over te brengen naar: lange afstanden. Het is echter vandaag al duidelijk dat de focus van deze applicatie de afgelopen 30 jaar steeds meer is verschoven naar grote ondernemingen. Als 30 jaar geleden een privé huis, niet aangesloten op het elektriciteitsnet, was exotisch, vandaag zijn er al hele dorpen die op geen enkele manier gebruik maken van het netwerk algemeen doel. Bovendien genereren deze nederzettingen zelf energiesystemen met overtollige energie.

Dit is vooruitgang en het proces dat hij ooit in gang heeft gezet, zal zeker tot een logische conclusie komen. Een gloeilamp is misschien een van de eerste apparaten die wijdverbreid is geworden, en 50 jaar geleden leek het voor velen een eeuwig kenmerk van het verlichtingssysteem. Maar het proces is aan de gang en over tien jaar zal het een anachronisme zijn. Tel het niet uitweiding, dit geldt voor alle elektrische apparaten. Het is om deze reden dat we zo op onze hoede zijn voor nieuwe producten, waarvan sommige regelrechte oplichterij zijn, en sommige doodlopende takken van evolutie, zoals bijvoorbeeld.

Een van de taken die ons team van auteurs probeert op te lossen, is gewoon proberen te voorspellen, op het niveau van instinct te evalueren, als je wilt, welke van de nieuwe producten hun rechtmatige plaats in onze elektrische thuisnetwerken zullen innemen, en welke zal blijven duur speelgoed en geldverspilling. Natuurlijk kunnen we het bij het verkeerde eind hebben, maar we zullen proberen ons begrip van deze kwesties te beargumenteren, vooral op de korte termijn.

Om elektrische apparaten van stroom te voorzien, is het noodzakelijk om te zorgen voor de nominale waarden van de voedingsparameters die in hun documentatie worden vermeld. Natuurlijk werken de meeste moderne elektrische apparaten op 220 Volt wisselstroom, maar het komt voor dat je apparaten moet voorzien van stroom voor andere landen waar de spanning anders is of om iets van stroom te voorzien via het boordnet van de auto. In dit artikel zullen we bekijken hoe we de spanning van DC en AC kunnen verhogen en wat hiervoor nodig is.

AC-spanningsverhoging

Boost wisselspanning Er zijn twee manieren - om een ​​transformator of een autotransformator te gebruiken. Het belangrijkste verschil tussen beide is dat bij gebruik van een transformator er een galvanische scheiding is tussen de primaire en de secundair circuit, en bij gebruik van een autotransformator is dit niet het geval.

Interessant! Galvanische isolatie is de afwezigheid elektrisch contact tussen het primaire (input) circuit en het secundaire (output) circuit.

Denk aan veelgestelde vragen. Als u zich buiten de grenzen van ons uitgestrekte land bevindt en de elektriciteitsnetten zijn er anders dan onze 220 V, bijvoorbeeld 110 V, dan moet u om de spanning van 110 naar 220 Volt te verhogen, bijvoorbeeld een transformator gebruiken , zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding:

Het moet gezegd dat dergelijke transformatoren "in elke richting" kunnen worden gebruikt. Dat wil zeggen, als in technische documentatie uw transformator zegt "primaire wikkelspanning 220V, secundair - 110V" - dit betekent niet dat deze niet kan worden aangesloten op 110V. De transformatoren zijn omkeerbaar en als dezelfde 110V wordt toegepast op de secundaire wikkeling, verschijnt 220V of een andere op de primaire verhoogde waarde, evenredig met de transformatieverhouding.

Het volgende probleem waarmee veel mensen worden geconfronteerd, is dat dit vooral vaak wordt waargenomen in particuliere huizen en garages. Het probleem heeft te maken met: slechte conditie en overbelasting van hoogspanningslijnen. Om dit probleem op te lossen, kunt u LATR (laboratory autotransformator) gebruiken. Meerderheid moderne modellen kan netwerkparameters zowel verlagen als soepel verhogen.

Het diagram wordt getoond in voorpaneel, en we zullen niet stilstaan ​​​​bij uitleg van het werkingsprincipe. LATR's zijn te koop verschillende capaciteiten, die in de figuur is ongeveer 250-500 VA (volt-ampère). In de praktijk zijn er modellen tot enkele kilowatts. Deze methode is geschikt voor het leveren van een nominale spanning van 220 volt aan een specifiek elektrisch apparaat.

Als u de spanning in het hele huis goedkoop wilt verhogen, is uw keuze: relais stabilisator. Ze worden ook verkocht met verschillende capaciteiten en de line-up geschikt voor de meeste typische toepassingen (3-15 kW). Het apparaat is ook gebaseerd op een autotransformator. Daarover vertelden we in het artikel waarnaar we verwezen.

DC-circuits

Iedereen weet dat transformatoren niet op gelijkstroom werken, maar hoe kun je in zulke gevallen de spanning verhogen? In de meeste gevallen wordt de constante verhoogd met, veld of bipolaire transistor en PWM-controller. Met andere woorden, het wordt een transformatorloze spanningsomvormer genoemd. Als deze drie hoofdelementen zijn aangesloten zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding en een PWM-signaal wordt toegepast op de basis van de transistor, dan uitgangsspanning zal toenemen met Ku-tijden.

Ku=1/(1-D)

We kijken ook naar typische situaties.

Stel dat u de achtergrondverlichting van het toetsenbord wilt maken met een klein stukje LED-strip. Hiervoor is het laadvermogen van een smartphone (5-15 W) voldoende, maar het probleem is dat de uitgangsspanning 5 volt is en veel voorkomende typen LED-strips werk vanaf 12 V.

Dan hoe de spanning te verhogen op? oplader? De makkelijkste manier om te boosten is met een apparaat zoals een "dc-dc boost converter" of een "switching DC boost converter".

Met dergelijke apparaten kunt u de spanning verhogen van 5 naar 12 volt, en ze worden zowel met een vaste waarde als aanpasbaar verkocht, waardoor u in de meeste gevallen kunt verhogen van 12 naar 24 en zelfs tot 36 volt. Maar houd er rekening mee dat de uitgangsstroom wordt beperkt door het zwakste element van het circuit, in de situatie die wordt besproken - de stroom op de lader.

Bij gebruik van het gespecificeerde bord, zal de uitgangsstroom zo vaak minder zijn dan de ingang als de uitgangsspanning is gestegen, zonder rekening te houden met de efficiëntie van de omzetter (deze ligt in de buurt van 80-95%).

Dergelijke apparaten zijn gebouwd op basis van MT3608, LM2577, XL6009-microschakelingen. Met hun hulp kunt u een apparaat maken om het regelrelais te controleren, niet op de generator van de auto, maar op het bureaublad, door de waarden aan te passen van 12 tot 14 volt. Hieronder zie je een videotest van zo'n apparaat.

Interessant! Zelfgemaakte liefhebbers stellen vaak de vraag "hoe de spanning van 3,7 V naar 5 V te verhogen" powerbank op de lithium batterijen met je eigen handen?" Het antwoord is simpel: gebruik het FP6291-converterbord.

Op dergelijke borden, met behulp van zeefdruk, wordt het doel van de pads voor verbinding aangegeven, dus u hebt geen diagram nodig.

Ook is een veel voorkomende situatie de noodzaak om een ​​apparaat aan te sluiten op een 220V auto-accu, en het komt voor dat het buiten de stad zeer noodzakelijk is om 220V te krijgen. Als een benzine generator je hebt geen - gebruik autobatterij en een omvormer om de spanning te verhogen van 12 naar 220 volt. Een 1kW-model kan worden gekocht voor $ 35 en is een goedkope en beproefde manier om een ​​220V-boormachine, slijpmachine, boiler of koelkast aan te sluiten op een 12V-batterij.

Als u vrachtwagenchauffeur bent, zal bovenstaande omvormer niet bij u passen, aangezien uw boordnet hoogstwaarschijnlijk 24 volt is. Moet je de spanning verhogen van 24V naar 220V, let daar dan goed op bij het kopen van een omvormer.

Al is het vermeldenswaard dat er universele omvormers zijn die zowel op 12 als op 24 volt kunnen werken.

In gevallen waarin u een hoge spanning moet krijgen, bijvoorbeeld om van 220 naar 1000V te verhogen, kunt u een speciale vermenigvuldiger gebruiken. Het typische diagram wordt hieronder weergegeven. Het bestaat uit diodes en condensatoren. Je krijgt de output gelijkstroom, houd hier rekening mee. Dit is de Latour-Delon-Grenachere verdubbelaar:

En zo ziet het circuit van een asymmetrische vermenigvuldiger (Cockcroft-Walton) eruit.

Hiermee kunt u de spanning zo vaak verhogen als u nodig heeft. Dit apparaat is in cascades gebouwd, waarvan het aantal bepaalt hoeveel volt je aan de uitgang krijgt. De volgende video beschrijft hoe de vermenigvuldiger werkt.

Naast deze circuits zijn er nog vele andere, hieronder zijn de circuits van een kwart-, 6- en 8-voudige vermenigvuldigers, die worden gebruikt om de spanning te verhogen:

Tot slot wil ik u herinneren aan veiligheidsmaatregelen. Wees voorzichtig bij het aansluiten van transformatoren, autotransformatoren en het werken met omvormers en vermenigvuldigers. Raak geen delen onder spanning aan met blote handen. Verbindingen moeten worden gemaakt met het apparaat uitgeschakeld en mogen niet worden gebruikt in vochtige ruimtes waar water of spatten kunnen voorkomen. Overschrijd ook niet de door de fabrikant aangegeven stroomsterkte van de transformator, omvormer of voeding, als u niet wilt dat deze doorbrandt. We hopen dat de gegeven tips je zullen helpen om de spanning tot de gewenste waarde te verhogen! Als je vragen hebt, stel ze dan in de reacties onder het artikel!

Je weet waarschijnlijk niet:

Graag willen( 0 ) Ik houd niet van( 0 )