Разделительный трансформатор обеспечивает физическую и электрическую изоляцию между двумя цепями. Он изолирует и защищает электронные схемы и людей от поражения электрическим током от основных линий. Электрическая энергия от первичной к вторичной передается через магнитную связь.Трансформаторы с соотношением 1: 1 используются только в качестве изолирующего трансформатора. Типичный изолирующий трансформатор без какого-либо физического и электрического соединения между двумя обмотками показан выше.

Функция изолирующего трансформатора:

Основная функция изолирующего трансформатора — уменьшить скачки напряжения в линиях питания. Из-за освещения, статического электричества или из-за внезапного изменения используемого напряжения. Он влияет на линии электропитания, вызывая скачки напряжения, переходные процессы и скачки.Скачок напряжения — это внезапное повышение уровней напряжения, которое длится очень короткое время (3 наносекунды или более) и распространяется с высокой скоростью.

Пики напряжения переносят высокие напряжения в диапазоне от нескольких вольт до нескольких тысяч вольт. Такие скачки напряжения, если они достигнут нагрузки, могут вызвать прерывание работы или повредить оборудование. Если мы подключим изолирующий трансформатор между линиями электропитания, скачки напряжения могут быть минимизированы до достижения нагрузки.Посмотрим, как это достигается.

Предположим, что на первичной стороне изолирующего трансформатора (т. Е. На стороне питания) возникает всплеск высокого напряжения и тока с быстрым изменением. Когда этот скачок напряжения проходит через первичную обмотку. Поскольку индуктор противодействует резкому изменению тока. Индуктивная первичная обмотка не позволяет мгновенно изменять ток, а скорее изменяется экспоненциально.

По мере увеличения тока увеличивается магнитный поток, индуцируя напряжение во вторичной обмотке.Благодаря индуктивному характеру первичной и вторичной обмоток, он препятствует воспроизведению спайка во вторичном. Также видно, что противодействие тока будет пропорционально скорости его изменения. Поскольку скачок напряжения содержит быстро изменяющиеся напряжение и ток, сопротивление также будет больше. Таким образом, всплески во вторичной цепи или цепи нагрузки значительно уменьшаются, избегая нежелательных воздействий на нагрузочное оборудование, как показано выше.

Другой важной функцией изолирующего трансформатора является то, что он устраняет заземление нагрузочного оборудования или вторичной обмотки.Следовательно, помехи от контура заземления и шумовое воздействие на нагрузку устраняются за счет использования изолирующего трансформатора. Изолирующий трансформатор обеспечивает безопасность и защиту чувствительного оборудования, используемого в измерениях, лабораторном, медицинском оборудовании и т. Д. От скачков напряжения, контуров заземления и других искажений линии электропередачи.

Изолирующий трансформатор по конструкции аналогичен обычному трансформатору с сердечником. Вторичная обмотка полностью изолирована от первичной с помощью электростатических экранов, подавляющих шумы.Автотрансформатор, который состоит из общей обмотки как для первичной, так и для вторичной обмотки, не может использоваться в качестве изолирующего трансформатора из-за электрического соединения между двумя обмотками.

Разделительный трансформатор. Что нужно знать

Что такое изолирующий трансформатор?

Изолирующий трансформатор — это трансформатор, используемый для передачи электроэнергии от источника переменного тока к некоторому оборудованию или устройству, при этом запитываемое устройство отключается от источника питания, обычно по соображениям безопасности.Изолирующие трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку и используются для защиты от поражения электрическим током, для подавления электрических шумов в чувствительных устройствах или для передачи энергии между двумя цепями, которые нельзя соединять. Трансформатор, продаваемый для изоляции, часто имеет специальную изоляцию между первичной и вторичной обмотками и рассчитан на то, чтобы выдерживать высокое напряжение между обмотками.

Википедия — Изолирующий трансформатор

Типовая электрическая схема

Вы, вероятно, этого не знаете, но ваше сетевое питание, скорее всего, обеспечивается через изолирующий трансформатор.В электрической подстанции, которая питает ваш дом, скрывается огромный кусок меди и железа (трансформатор), который потребляет относительно высокое электрическое напряжение и преобразует его в наше общепризнанное напряжение 230–240 В, которое мы все знаем. В вашем доме есть кабель от этого трансформатора с двумя жилами. Один — это токоведущий провод, а другой — комбинированный провод защитного заземления и нейтрали (PEN). (Это наиболее распространенная в Великобритании система TN-C-S. Доступны и другие системы.)

Внутри вашего дома провод PEN разделяется на нейтраль и землю внутри вашего потребительского блока / распределительного щита, также известного как плата предохранителей. Обратите внимание, что здесь нейтраль и земля соединены вместе, что означает, что напряжение между фазой и нейтралью такое же, как напряжение на земле — номинальное 230 В, а напряжение между нейтралью и землей равно нулю (поскольку они соединены вместе). Также обратите внимание, что токоведущий провод, проходящий через предохранитель электрической платы, разделен на выводы для ваших различных цепей, каждая из которых защищена автоматическим выключателем или плавким предохранителем.Для дополнительной защиты также может быть установлено устройство защитного отключения (УЗО). В то время как предохранитель или автоматический выключатель обычно требует много ампер тока для срабатывания или срабатывания УЗО с током около 30 мА, протекающим на землю (на самом деле дисбаланс между токами под напряжением и нейтралью, которые при нормальной работе одинаковы). Он используется для обеспечения дополнительной защиты при возможном контакте с водой или в других потенциально опасных ситуациях. Запомни это!

Идея этого устройства — обеспечение электробезопасности.Если токоведущий провод отсоединится от части оборудования и коснется заземленного шасси, то протечет сильный ток и сработает предохранитель или сработает прерыватель. Тот же результат будет получен, если в оборудовании возникнет короткое замыкание между фазой и нейтралью. Если в электрическом душе есть оголенный проводник, с которым контактирует вода, тогда будет меньший электрический ток, который будет течь от живого к земле, и это обнаруживается УЗО, которое сработает и отключит электроэнергию к неисправному элементу оборудования. (и все остальное в той же цепи).Удобно, если вы обнажены в заземленной ванне.

Итак, теперь у нас в розетке три проводника. Предполагая, что мы подключены к земле (поскольку мы стоим на ней), тогда мы получим удар электрическим током, если случайно коснемся токоведущего проводника, но мы будем в безопасности, если коснемся нейтрального проводника (как нейтраль относительно земли. напряжение равно нулю). Если мы изолированы от земли (например, в резиновых сапогах), мы можем коснуться токоведущего проводника и не получить электрический ток. Если мы коснемся как токоведущего, так и нулевого проводов, мы, конечно, получим ток.

Изолирующий трансформатор для безопасности

Итак, как можно использовать изолирующий трансформатор для обеспечения электробезопасности? Все сводится к тому, что на самом деле представляет собой трансформатор. Проще говоря, это две катушки проволоки вокруг железного сердечника. Входящая катушка, называемая первичной, преобразует электрическое поле в магнитное. Это магнитное поле затем индуцирует электрическое поле на второй катушке, и, следовательно, на выходе этой катушки (называемом вторичной обмоткой) появляется напряжение. Изменяя количество витков в катушках, можно повышать или понижать напряжение, но в нашем случае количество витков равно, поэтому выходное напряжение такое же, как и входное.Однако важно понять, что между входом и выходом нет электрического соединения. Связь сделана магнетизмом. Это означает, что выход «изолирован» от входа, отсюда и термин изолирующий трансформатор!

Выход изолирующего трансформатора все еще имеет номинальное выходное напряжение 230 В между его выходными проводниками, но нет связи с землей. Это означает, что вы можете безопасно прикоснуться к любому проводнику без риска поражения электрическим током. Однако вы все равно получите удар электрическим током, если дотронетесь до обоих проводов!

Важно отметить, что с изолирующим трансформатором устройство, которое может иметь замыкание на землю, которое приведет к срабатыванию автоматического выключателя или срабатыванию предохранителя, будет работать нормально.Фактически, изолирующие трансформаторы используются именно по этой причине в определенных приложениях, где внезапное отключение питания из-за замыкания на землю может вызвать еще большие опасности (например, на химических заводах или в операционных). В таких случаях обычно обеспечивается мониторинг, чтобы в случае возникновения тревоги подавать сигнал тревоги.

На приведенной выше схеме при установке без изолирующего трансформатора устройство имеет замыкание на землю (например, токоведущий провод замкнулся на шасси).Поскольку нейтраль и земля соединены в блоке потребителя, система рассматривает это как короткое замыкание, и поэтому будет протекать большой ток, который приведет к срабатыванию предохранителя или срабатыванию автоматического выключателя. Это также приведет к срабатыванию УЗО, если оно установлено.

Когда в цепь включен изолирующий трансформатор, ничего не произойдет. Это потому, что вторичные живые и нейтральные больше не живые и нейтральные. Их действительно следует называть фазой 1 и фазой 2, поэтому я заключил их в кавычки. Поскольку они больше не находятся под напряжением и нейтрали, нет связи с входящей землей, и, следовательно, ток короткого замыкания не может протекать.В этом случае, поскольку есть короткое замыкание от «живого» к земле, это «живое» фактически становится эквивалентом нейтрали, а «нейтраль» фактически становится под напряжением. На приведенной выше схеме у вас будет 230 В между «фазой» и «нейтралью», 230 В между «нейтралью» и землей и ноль вольт между «фазой» и землей.

Однако в основном изолирующий трансформатор используется для обеспечения безопасности, когда люди работают под напряжением, случайное прикосновение к проводнику под напряжением не вызовет поражения электрическим током, или что существует риск повреждения кабелей и т. Д.например, на строительных площадках.

Другим следствием этого является то, что устраняется «утечка на землю», то есть утечка тока от живого к земле, вызванная сетевыми фильтрами. Поскольку прямого заземления нет, то утечке на землю некуда течь. Это может быть полезно при работе рядом с пациентом или для уменьшения утечки на землю от нескольких устройств, чтобы избежать ложных срабатываний УЗО.

Использование изолирующего трансформатора для снижения электрического шума.

Трансформатор, будучи катушкой, имеет так называемую индуктивность. Индуктивность является препятствием для высокочастотных сигналов. Электрический шум — это высокочастотный сигнал, поэтому трансформатор препятствует этому. Другие проблемы с питанием также могут быть уменьшены, особенно если в конструкции трансформатора есть электростатический экран, который заземлен. С помощью этого метода можно эффективно уменьшить любые электрические переходные процессы между проводниками питания и землей.

Помехи между силовыми проводниками можно уменьшить за счет индуктивности, но не устранить.Вот почему в специализированных устройствах стабилизации мощности, которые включают в себя изолирующие трансформаторы, дополнительная фильтрация проводится на вторичной стороне трансформатора, чтобы еще больше уменьшить это.

Вместо того, чтобы вдаваться в подробности об этом, эта статья предназначена для чтения перед сном.

Или можете просто поверить мне на слово.

Восстановление облигации N-E

В сложных электрических установках или в некоторых, где проводка может быть старой, иметь плохие соединения или иным образом иметь чрезмерный импеданс, напряжение между нейтралью и землей может увеличиваться, особенно в самых удаленных от распределительного щита точках и особенно там, где задействованы высокие токи.Это может быть, а может и не быть проблемой для вашего электрического оборудования. Вы можете просто снова подключить нейтраль к земле, но электрические правила не допускают этого. Однако, поскольку вторичная обмотка изолирована от первичной, вы можете безопасно получить новую нейтраль и землю, соединив их во вторичной обмотке изолирующего трансформатора. Это также сделано для устранения шума между «нейтралью» и землей — когда вы замыкаете ее.

Однако при этом существует проблема безопасности. Если, например, оборудование находится в зонах, которые могут контактировать с водой (например, в лабораториях), желательно защитить эту цепь с помощью устройства защитного отключения.Это связано с тем, что вода является довольно плохим проводником электричества, и в случае, если на часть оборудования попадает вода, протекает недостаточно тока, чтобы сгореть предохранитель, но может протекать ток, достаточный для того, чтобы кто-то, кто может контактировать с водой, и землю неприятным электрическим током. Обратите внимание, что для нарушения сердечного ритма требуется всего несколько миллиампер тока.

Возьмите сценарий выше. Для защиты операторов, работающих с оборудованием, от риска контакта воды с токоведущими проводниками, цепь оснащена УЗО.Если вода будет пролита на оборудование и войдет в контакт с токоведущими проводниками, возникнет ток утечки, что приведет к срабатыванию УЗО. Это отключит питание оборудования и оставит оператора в безопасности.

В следующем сценарии был установлен изолирующий трансформатор, который питает оборудование. Если сейчас прольется вода, любой контакт с токоведущими проводниками приведет только к заземлению проводов. Ток не будет протекать, следовательно, оператор будет в безопасности, а оборудование продолжит работу.

В последнем сценарии изолирующий трансформатор имеет заземление, подключенное к одной из вторичных фаз, создавая новую эффективную связь нейтраль-земля. Если теперь вода пролита на оборудование и войдет в контакт с токоведущими проводниками, ток будет течь от конца фазы трансформатора к оборудованию, через воду на землю, а затем обратно к трансформатору. Поскольку этот путь тока находится во вторичной обмотке трансформатора, УЗО не обнаруживает дисбаланса и, следовательно, не срабатывает.Оператор сейчас находится в небезопасной среде с потенциалом поражения электрическим током, поскольку они могут стать самой низкой точкой сопротивления для тока утечки.

Такие опасности могут существовать не только в воде. Я вспоминаю, как мне рассказывали о случае с неудачливым оператором кассы в крупной сети продуктовых магазинов. Она не знала, что электрический кабель, питающий какое-то оборудование, запутался в механизме ее кресла. Когда она повернулась в кресле, это вызвало разрез в изоляции кабеля, который затем коснулся токоведущего провода.Эта цепь была защищена не УЗО, а только автоматическими выключателями. Следовательно, для отключения выключателя потребуется короткое замыкание, подобное току. В этом случае у кресла было плохое соединение с землей, поэтому кресло — и несчастный оператор — теперь находились под напряжением. Каждый раз, когда она касалась чего-то заземленного — например, кассового или конвейерного механизма, — она ​​получала поражение электрическим током. Если бы цепь была защищена с помощью УЗО, это не предотвратило бы поражение электрическим током, но его серьезность снизилась бы, и это произошло бы только один раз, а не несколько раз, когда это случалось с этой бедной женщиной, пока не было отключено питание.Ретроспективная акция действительно заключалась в том, чтобы подогнать УЗО (и сделать это во всех магазинах). Если бы они установили изолирующий трансформатор, то оператор вообще не получил бы удара током. Никакой неисправности не будет — за исключением визуального осмотра. Если бы они установили изолирующий трансформатор с перемычкой N-E на вторичной обмотке, это бы свело на нет эффект УЗО, создав еще одну опасную ситуацию для оператора.

Постановление о трансформаторе

Трансформаторы несовершенны, и в них существует сопротивление, которое вызывает падение напряжения в трансформаторе при протекании тока.Чем больше протекает ток, тем больше падение напряжения и, соответственно, выходное напряжение. Регулировка трансформатора — это разница между напряжением холостого хода и напряжением полной нагрузки, выраженная в процентах. Плохое регулирование может вызвать другие проблемы в цепи. Например, если нагрузка является нелинейной и принимает ток порциями с высокой величиной — например, в выпрямителях, то плохое регулирование может вызвать искажение формы волны и внести в систему гармоники напряжения. Другие проблемы включают слишком низкое падение напряжения и срабатывание систем защиты от пониженного напряжения.

ИБП и изолирующие трансформаторы

Прежде чем я перейду к ИБП с изолирующими трансформаторами, вероятно, стоит упомянуть, что происходит с бестрансформаторными системами ИБП в случае замыкания на землю, как описано выше. Утечки на землю невозможно устранить с помощью ИБП. Фактически, он является кумулятивным, поэтому утечка на землю ИБП добавляется к утечке на землю подключенных нагрузок. Это соображение для подключаемых ИБП, но это тема другой статьи. Если происходит событие утечки на землю, которое приводит к срабатыванию УЗО, то питание ИБП будет потеряно, и ИБП будет делать то, что он должен делать, а именно продолжать подавать питание на подключенную нагрузку, даже если у нее есть неисправность.Обратите внимание, что здесь я предполагаю, что это неисправность порядка десятков миллиампер — достаточная для срабатывания УЗО, но недостаточная для срабатывания предохранителя или размыкателя цепи. Это может показаться вам опасным. Однако, когда ИБП работает от батареи, он будет иметь (подключаемые системы — не всегда в случае проводных систем) реле обратной связи. То, что он делает, — это разомкнутая цепь, предотвращающая попадание выхода инвертора на входящие контакты питания ИБП. Фактически это то же самое, что изоляция. Теперь нагрузка изолирована от источника, и поэтому ток утечки на землю не будет продолжать протекать, и, следовательно, опасности не будет.

Если в ИБП есть изолирующий трансформатор, это обеспечивает дополнительную защиту по мощности, но требует определенных соображений. Во-первых, он требует добавления большого количества меди и железа, что существенно увеличивает его вес и физические размеры. Как описано выше, соединение нейтрали с землей на вторичной обмотке ИБП приводит к тому, что любая защита УЗО становится избыточной, поэтому предпочтительно, чтобы трансформатор был плавающим. В системах ИБП с проводным подключением, если требуется соединение N-E, монтажники на месте могут довольно легко добавить его и установить любую защиту УЗО после ИБП.Кроме того, где в цепи ИБП должен быть трансформатор? На входе или на выходе?

Если он находится на входе, то ИБП имеет дополнительное преимущество защиты, обеспечиваемой трансформатором. Это означает, что утечка на землю ИБП (и подключенного оборудования) равна нулю при измерении на входе ИБП.

Если он находится на выходе, то выход ИБП всегда будет постоянным, независимо от того, работает он от батареи или в нормальном режиме. Это будет особенно важно, если требуется облигация N-E.

На мой взгляд, лучшим вариантом мы считаем входной трансформатор в сочетании с действительно плавающим выходом. Это самая безопасная конфигурация, которую мы включили в наши системы ИБП серии TX.

Редактировать — Плавающее напряжение

Добавляем это к исходной статье, чтобы подробно объяснить, почему выходное напряжение относительно земли такое, как оно есть.

Если мы возьмем наш развязывающий трансформатор, на котором вторичные обмотки выхода не заземлены. Как бы мы ни старались, всегда будет существовать некоторая паразитная емкость между выходными фазами и землей, полное сопротивление которой мы назовем Z _p .

Затем мы измеряем (используя вольтметр с высоким сопротивлением) между фазой 1 и фазой 2 и получаем выходное напряжение Vo. Теперь, измеряя расстояние между Фазой 1 и Землей, что мы ожидаем найти? Мы измеряем напряжение на паразитном импедансе Z _p . Если предположить, что это то же самое между фазой 1 и землей, как между фазой 2 и землей, тогда измеренное напряжение будет V _m = V _o (Z _p / (Z _p + Z _p ) ), или В _м = В _или /2, например, мы измеряем половину выходного напряжения.Таким образом, для трансформатора на 230 В мы ожидаем измерения около 115 В.

Если мы подключим часть оборудования к трансформатору, который содержит входной фильтр, то мы обнаружим, что между фазами входа и землей намеренно включены конденсаторы. Игнорирование Z _p (как Z _c ≪Z _p ), затем V _m = V _o (Z _c / (Z _c + Z _c )) Например, половина V _o снова.

Вот почему измеренное напряжение между фазой и землей обычно составляет примерно половину выходного напряжения трансформатора.Я понимаю, почему на первый взгляд это может вызвать беспокойство, поскольку кажется, что у нас есть высокое напряжение на землю даже через наш изолирующий трансформатор. Однако ток не будет течь (и, следовательно, это безопасно), если мы подключим любую фазу к земле. Все, что мы делаем, это теперь относим эту фазу к Земле.

Обзор разделительных трансформаторов

Разделительный трансформатор — это трансформатор, в котором входная и выходная обмотки электрически изолированы. Изолирующий трансформатор должен изолировать ток первичной обмотки и вторичной обмотки соответственно.

Каталог

Изолирующие трансформаторы являются безопасными источниками питания и обычно используются при ремонте и техническом обслуживании машин для защиты, молниезащиты и фильтрации.

Принцип действия изолирующего трансформатора такой же, как и у обычного трансформатора 一 принцип электромагнитной индукции . Разделительные трансформаторы обычно (но не все) относятся к трансформаторам 1: 1.Хотя вторичная обмотка не подключена к земле, между любой линией вторичной обмотки и землей все же существует разность потенциалов и разность фаз в 180 градусов, что опасно.

Источником питания для управляющего трансформатора и электронного лампового оборудования также является изолирующий трансформатор. Источники питания, такие как вентильные усилители, вентильные приемники и осциллографы, а также трансформаторы управления токарными станками, являются изолирующими трансформаторами. Например, развязывающий трансформатор 1: 1 обычно используется для безопасного обслуживания цветных телевизоров.Он также используется в кондиционерах.

Рисунок 1. Изолирующий трансформатор

Прежде всего, мы обычно используем одну линию переменного напряжения питания для подключения к земле, и существует разность потенциалов 220 В между другой линией и землей, что вызывает поражение электрическим током. Однако вторичная обмотка изолирующего трансформатора не подключена к земле, и между любыми двумя проводами и землей нет разницы потенциалов. Люди не получат поражения электрическим током, если коснутся какой-либо линии, поэтому это безопаснее.

Во-вторых, выходной конец изолирующего трансформатора полностью открыт и изолирован от входного конца, так что он имеет хороший фильтрующий эффект на входном конце трансформатора (напряжение источника питания, подаваемое сетью), чтобы обеспечить чистое напряжение питания электрооборудования.

Другое применение — предотвращение помех. Его можно широко использовать в метро, ​​высотных зданиях, аэропортах, станциях, доках, промышленных и горнодобывающих предприятиях, а также в туннелях для передачи и распределения электроэнергии.

Принцип действия изолирующего трансформатора такой же, как и у обычного трансформатора. Оба они используют принцип электромагнитной индукции. Разделительный трансформатор обычно относится к трансформатору 1: 1. Поскольку вторичная обмотка не подключена к земле, нет разницы потенциалов между любой вторичной линией и землей, что безопасно в использовании и часто используется для обслуживания источника питания.

Не все изолирующие трансформаторы являются трансформаторами 1: 1. Источником питания для управляющего трансформатора и электронного лампового оборудования также является изолирующий трансформатор. Источники питания, такие как вентильные усилители, вентильные приемники, осциллографы и управляющие трансформаторы токарного станка, являются изолирующими трансформаторами. Изолирующий трансформатор 1: 1 обычно используется для безопасного обслуживания цветных телевизоров и кондиционеров.

Обычно, хотя первичная и вторичная обмотки трансформатора также выполняют функцию изоляции цепи, в случае более высоких частот емкость между двумя обмотками все равно будет вызывать электростатические помехи между контурами с обеих сторон.

Чтобы избежать таких помех, первичная и вторичная обмотки изолирующего трансформатора обычно размещаются на разных столбцах сердечника, чтобы уменьшить емкость между ними. Первичная и вторичная обмотки также могут быть размещены концентрически, но между ними размещен электростатический экран для обеспечения высокой защиты от помех.

Электростатическое экранирование — это незамкнутый медный лист или немагнитная проводящая бумага между первичной и вторичной обмотками, который называется экранирующим слоем.Медный лист или немагнитная проводящая бумага соединяется с оболочкой с помощью провода. Иногда, чтобы получить лучший экранирующий эффект, по всему трансформатору также покрывают экранирующую оболочку.

Экран также добавлен к выводу обмотки для предотвращения других внешних электромагнитных помех. Таким образом, будет только основная остаточная магнитная связь между первичной и вторичной обмотками, а эквивалентная распределенная емкость между ними может быть меньше 0.01pF, тем самым значительно уменьшая емкостной ток между первичной и вторичной обмотками и эффективно подавляя источник питания и всевозможные помехи от других цепей.

1. Подключите входную клемму изолирующего трансформатора к соответствующему напряжению источника питания (380 В) и подключите выходную клемму изолирующего трансформатора (660 В) к входной клемме оборудования, которое будет использоваться.

2. Включите блок питания, и он может нормально работать.

1.

Обычные развязывающие трансформаторы не имеют прямого электрического соединения между первичной и вторичной обмотками, поэтому они выполняют функцию изоляции потенциалов независимо от коэффициента трансформации, в то время как изоляция трансформаторы могут изолировать более высокие разности потенциалов.

Он широко используется в линиях электропередачи переменного тока и линиях связи для изоляции контуров заземления и эффективного подавления синфазных помех в низкочастотном и звуковом диапазоне, но не может подавлять помехи в дифференциальном режиме.

Изолирующие трансформаторы сигналов и импульсов также широко используются в диапазоне аудио / видео для прерывания контура заземления и выполнения таких функций, как связь переменного тока, изоляция компонентов постоянного тока и согласование импеданса. Из-за распределенной емкости между первичной и вторичной сторонами сопротивление контура заземления изолирующего трансформатора уменьшается.

2.

Металлический экранирующий слой вставлен между первичной и вторичной сторонами экранирующего изолирующего трансформатора.Экранирующий слой делит емкость между первичной и вторичной сторонами на две части, которые играют роль экранирования.

Рис. 2. Экранированный изолирующий трансформатор

Если металлический экранирующий слой подключен к клемме заземления трансформатора, синфазные помехи от первичной стороны обходятся импедансом экранирующего слоя до достижения вторичная сторона.

Если металлический слой подключен к входной клемме первичной стороны трансформатора (когда есть зарядное устройство ответвлений, зарядное устройство ответвлений или клемма заземления и клемма нейтрали), то помехи в дифференциальном режиме от первичной стороны также будут короткими. — замыкается экранирующим слоем до выхода на вторичную сторону.

3. Изолирующий трансформатор с двойным экраном

Когда синфазные и дифференциальные помехи появляются на первичной стороне одновременно, экранирующий слой подключается к первичной стороне для уменьшения шума дифференциального режима, а другой экранирующий слой подключается к опорной плоскости или заземлению синфазных помех для уменьшения синфазных помех.

Корпус изолирующего трансформатора также подключен к защитному заземлению.Соединительный провод экранирующего слоя должен быть коротким и надежным, иначе на высоких частотах эффект экранирования будет значительно снижен.

4.

(1) Принцип действия трехфазного изолирующего трансформатора

Он в основном использует электромагнитную индукцию для уменьшения емкости первичных и вторичных линий. Как правило, он используется в кондиционерах для облегчения обслуживания в соответствии со спецификацией 1: 1. В нормальных условиях между первичной обмоткой и вторичной обмоткой трансформатора имеется изолирующая цепь.Но если частота выше, будут электростатические помехи с обеих сторон.

Рис. 3. Трехфазный развязывающий трансформатор

Этого рода помех можно избежать, поместив первичную и вторичную обмотки изолирующего трансформатора на неиспользуемые колонны. Таким образом можно уменьшить емкость между ними. Размещение между ними имеет определенные принципы и функции. Если они расположены концентрически, будет добавлено электростатическое экранирование, а способность к помехам будет очень высокой.

(2) Функция изолирующего трансформатора

1) Он может полностью изолировать электрические цепи на первичной и вторичной сторонах, а также изолировать цепь. Кроме того, высокочастотные потери в его железном сердечнике могут предотвратить попадание высокочастотного шума в контур управления. Только в случаях небольшого диапазона электропитания и коротких линий используется изолирующий трансформатор для заземления вторичной обмотки. В это время емкостной ток на землю системы слишком мал, чтобы вызвать травму.

2) Электрическая изоляция. Выходная и входная емкостная связь разделительного трансформатора мала, и она оказывает сдерживающее влияние на помехи, вызванные молнией, разрядом, переключением сети, запуском двигателя и другими шумами сети. Это относительно эффективный подавитель шума источника питания.

С этой точки зрения изолирующий трансформатор более эффективен для защиты оборудования. Так называемая защита личной безопасности относится к защите людей, которые работают с этим оборудованием.Поскольку электродвижущая сила изолирующего трансформатора получается за счет вторичной индукции, он не образует петлю с первичной стороной (которая образует петлю с землей), поэтому он не вызовет поражения электрическим током.

3) Измените напряжение. Трехфазный изолирующий трансформатор может изменять напряжение 220 В переменного тока на 15 В переменного тока, он может даже отделить 220 В GND от 15 В GND, что очень важно.

Мы знаем, что когда человеческое тело удерживает нейтральный провод 220 В и затем касается земли, ток не течет, но если человеческое тело удерживает провод под напряжением, а затем касается земли, это будет опасно для жизни.

Изолирующий трансформатор может изолировать контрольную точку (т. Е. Землю). После изоляции трансформатора, например, если напряжение все еще составляет 220 В, пока два провода не соприкасаются с землей, тогда нет проблем, если человеческое тело удерживает любой из них и соединяется с землей. .

5. Изолирующий трансформатор

Изолирующий трансформатор ИБП в основном выполняет следующие функции:

(1) Снижение напряжения нулевого заземления и оптимизация сети питания оконечных устройств ИБП

Установка Изолирующий трансформатор на выходе инвертора ИБП может изолировать электрическое соединение между входом и выходом, тем самым эффективно снижая нулевое напряжение на выходе.

Поскольку вторичная обмотка изолирующего трансформатора имеет соединение Y-типа, новая нейтральная линия генерируется после заземления нейтральной точки, тем самым снижая напряжение нулевого заземления.

Рис. 4. Изолирующий трансформатор в ИБП

Фактически, миникомпьютеры HP, IBM и SUN предъявляют чрезвычайно высокие требования к нулевому напряжению для обеспечения точных вычислительных возможностей и высоконадежной обработки данных и возможности передачи.Установка изолирующего трансформатора может полностью решить проблемы, вызванные высоким нулевым напряжением заземления.

(2) Отфильтруйте гармоники на стороне нагрузки и улучшите качество электропитания

Сам разделительный трансформатор имеет индуктивные характеристики. Он может отфильтровать большое количество гармоник низкого порядка на стороне нагрузки, уменьшить высокочастотные помехи и может значительно ослабить гармоники высокого порядка. Использование силовых изолирующих трансформаторов может эффективно подавлять шумовые помехи, проникающие в источник питания переменного тока, и улучшать электромагнитную совместимость оборудования.

(3) Повышение способности защиты от перегрузки и короткого замыкания для защиты нагрузки и хоста ИБП

Благодаря своим характеристикам изолирующий трансформатор является наиболее стабильным устройством в ИБП. Во время нормальной работы ИБП, если он сталкивается с большим током короткого замыкания, трансформатор генерирует обратную электродвижущую силу, задерживает воздействие тока короткого замыкания на нагрузку и инвертор и защищает нагрузку и ИБП. хозяин.

(4) «Прохождение переменного тока и блокировка постоянного тока» . P защищает нагрузку при выходе из строя ИБП .

Разделительный трансформатор — это трансформатор с гальванической развязкой между входной и выходной обмотками. Его функция — безопасная изоляция людей и электроприборов. Так в чем же разница между изолированным трансформатором и импульсным источником питания?

1. Вход и выход изолирующего трансформатора — все переменный ток, в то время как импульсный источник питания преобразует переменный ток в постоянный.

2. Изолирующий трансформатор — это устройство, которое использует принцип электромагнитной индукции для изменения напряжения. , ток и импеданс. Изолирующий трансформатор первичной обмотки используется в цепях переменного тока . Импульсный источник питания — это источник питания, в котором используются современные силовые электронные технологии для управления соотношением времени включения и выключения переключающих транзисторов для поддержания стабильного выходного напряжения.Импульсные источники питания бывают двух типов: переменный ток в постоянный и постоянный ток.

Рис. 5. Импульсный источник питания

3. КПД : изолирующий трансформатор мощностью 400 Вт имеет высокий КПД, а импульсный источник питания 400 Вт имеет низкий КПД;

4 . Повышение температуры: Повышение температуры изолирующего трансформатора 400 Вт ниже, чем у импульсного блока питания 400 Вт.

5 Стоимость изолирующего трансформатора мощностью более 500 Вт ниже, чем у импульсного источника питания.

6 . Изолирующий трансформатор сам по себе не имеет помех, но сам импульсный источник питания является источником высокочастотных помех с высокочастотным электромагнитным излучением;

7 . Срок службы изолирующего трансформатора больше, чем у импульсного источника питания;

8 . Изолирующий трансформатор может нормально работать при -30 ℃, но импульсный источник питания уже трудно использовать на холодном севере;

9 . Изолирующий трансформатор имеет гибкий и настраиваемый объем, без независимой и открывающейся формы, а импульсный источник питания имеет длительный индивидуальный цикл;

10 . Изолирующий трансформатор можно использовать при явной перегрузке за короткое время, а импульсный источник питания — нет.

Общие сведения о трансформаторах потенциала

Какова цель изолирующего трансформатора?

Разделительный трансформатор — это трансформатор с гальванической развязкой между входной и выходной обмотками.Изолирующий трансформатор используется для предотвращения случайного одновременного прикосновения пользователей к заряженному телу. Изолирующий трансформатор, коэффициент трансформации которого обычно составляет 1: 1, представляет собой специальный трансформатор с высокой прочностью изоляции между первичной и вторичной обмотками для изоляции различных потенциалов для подавления синфазных помех.

— это безопасный источник питания, обычно используемый для ремонта и обслуживания машин, и играет роль защиты, молниезащиты и фильтрации.Принцип действия повышающего и понижающего изолирующего трансформатора такой же, как и у обычного трансформатора. Все они используют принцип электромагнитной индукции. Поскольку вторичная обмотка не подключена к земле и нет разницы потенциалов между какой-либо вторичной линией и землей, изолирующий трансформатор безопасен в использовании и часто используется в качестве источника питания для обслуживания.

Основная функция повышающего и понижающего изолирующего трансформатора — полностью изолировать первичную и вторичную стороны, а также изолировать контур.Кроме того, высокочастотные потери в железном сердечнике используются для подавления высокочастотных помех в контуре управления. Использование изолирующих трансформаторов для левитации вторичной обмотки относительно земли можно использовать только в ситуациях, когда диапазон источника питания небольшой, а линия короткая. В этот момент ток емкости системы относительно земли слишком мал, чтобы причинить вред людям. Другой важной функцией повышающего и понижающего изолирующего трансформатора является изоляция опасного напряжения для защиты личной безопасности.

С развитием энергосистемы трансформатор играет все более важную роль в качестве ключевого оборудования в энергосистеме. Его безопасная работа напрямую связана с надежностью всей энергосистемы. Деформация катушки трансформатора относится к осевым и амплитудным изменениям размеров, смещению корпуса, деформации катушки и другим ситуациям, которые возникают, когда катушка находится под нагрузкой. Существуют две основные причины деформации обмотки трансформатора: первая заключается в том, что трансформатор неизбежно подвергается воздействию внешнего короткого замыкания во время работы; во-вторых, трансформатор случайно столкнулся в процессе транспортировки и подъема.

Чтобы обеспечить личную безопасность и избежать ненужных потерь во время технического обслуживания, лучше всего подключить изолирующий трансформатор 1: 1 к цепи 220 В переменного тока между сетью и входом питания, чтобы предотвратить поражение электрическим током (показано на рисунке 1). ). Если для обнаружения цепи используется осциллограф, сканер, генератор сигналов или другое оборудование, заземляющий провод трехжильного кабеля питания этого оборудования должен быть отсоединен (показано на рисунке 2). Кроме того, источник питания не может работать без нагрузки во время обслуживания, и для проверки необходимо добавить эквивалентную нагрузку около 280 Ом.

Что такое изолирующий трансформатор?

Каталог

Ⅰ Разделительный трансформатор Описание

Две медные катушки, намотанные друг на друга и питаемые от собственного источника питания, образуют изолирующий трансформатор. Хотя термин «изолирующий трансформатор» технически применяется к любому трансформатору, это, в частности, трансформатор, который изолирует переменный ток от цепи. Разделив две цепи с помощью индукционной петли или понизив напряжение переменного тока до тех пор, пока он не попадет в саму цепь, изолирующий трансформатор сделает это.Трансформаторы, изолированные друг от друга основной (входной) и вторичной (выходной) обмотками, известны как разделительные трансформаторы. В этой конфигурации диэлектрический изолирующий барьер электрически разделяет входную мощность и выходную мощность.

Ⅱ Конструкция изолирующего трансформатора

Трансформаторы можно описать как две катушки, окружающие сердечник из ферромагнитного материала, как показано на Рисунке 4.

Основная и вторичная катушки показаны на схематическом изображении; источник электричества подключен к первичной обмотке, а изолированный выход взят от вторичной обмотки.Физически катушки отличаются друг от друга и от сердца. Первый трансформатор был впервые использован Майклом Фарадеем во время его исследований по электромагнетизму. Фарадей обнаружил, что провод с током создает магнитное поле, окружающее провод, и что ток в одном из них генерирует магнитное поле, когда два разных провода наматываются на тороид из мягкого железа, а изменяющийся поток, в свою очередь, индуцирует напряжение в другой. Теперь известная как взаимная индукция, Фарадею приписывают открытие, что смещение магнитного потока в цепи вызывается электродвижущей силой по формуле:

Иногда это отображается с использованием абсолютного значения E: отрицательный знак, указывающий, что электродвижущая сила противодействует току.

Хотя изоляция обеспечивается любым трансформатором, состоящим из двух отдельных катушек и без заземляющих экранов, термин изолирующий трансформатор применяется к трансформаторам, специально разработанным для электрической изоляции, основная цель которых — изолировать источник переменного тока от цепей, устройств, а также первичной и вторичной обмоток. обмотки.

Они также имеют специальную изоляцию между первичной и вторичной обмотками и расположены между обмотками, чтобы выдерживать высокие напряжения. Поскольку емкостные и резистивные пути катушек могут быть подключены к шуму линии электропередач / переходному напряжению, изолирующие трансформаторы имеют дополнительные функции для минимизации синфазного шума (который возникает как на горячих, так и на нейтральных проводах с заземлением), поперечных модовых помехах (которые возникает между горячим и нейтральным проводами) и электромагнитный шум.Сигналы постоянного тока и помехи, вызванные контурами заземления, блокируются трансформатором. Чтобы уменьшить любую емкость между обмотками, для чувствительного оборудования (компьютеров или измерительных приборов) используются электростатические экраны.

Изоляционные трансформаторы, используемые для защиты, обычно имеют соотношение витков 1: 1 с числом витков в первичной и вторичной обмотках, но когда напряжение все еще необходимо изменить, повышающие и понижающие изолирующие трансформаторы использовал.При выборе изолирующего трансформатора ознакомьтесь со спецификациями включенных функций, оценками и их конструкцией.

Ⅲ Как работают изолирующие трансформаторы?

Изолирующие трансформаторы действуют так же, как и другие типы трансформаторов. Чтобы первичная обмотка индуцировала ток во вторичной обмотке, изолирующий трансформатор состоит из двух электромагнитов, намотанных друг на друга. Если в первичной обмотке намотано больше вторичной обмотки, напряжение уменьшается.Если во вторичную обмотку намотано больше, чем первичная обмотка, напряжение увеличивается. Чтобы поддерживать одинаковое напряжение, но различать две цепи, изолирующий трансформатор может иметь первичную и вторичную обмотки, которые намотаны одинаково, создавая ток от одной катушки к другой, а не обеспечивая прямую связь.

Ⅳ Какова основная функция изолирующего трансформатора?

Его основная роль состоит в том, чтобы включать определенные цепи, которые не могут безопасно обрабатывать переменный ток напрямую.Это не только гарантирует полную защиту вашей системы, но также помогает предотвратить короткое замыкание или возгорание. Он входит в состав большей части оборудования для снижения напряжения до тех пор, пока оно не попадет в приложение в целях безопасности. Другой важной особенностью использования этого трансформатора является то, что он помогает управлять любым требуемым напряжением.

Ⅴ Изолирующие трансформаторы специального назначения

Изолирующие трансформаторы были разработаны для специализированных приложений. Вот несколько примеров:

Оптимизированы для распространения прямоугольных электрических импульсов и для обеспечения гальванической развязки цифровых сигналов. Они используются в сети компьютеров.

Они питают лампы препятствий воздушного движения, которые вы видите на антенных конструкциях, изобретенных Артуром О. Остином. Схема освещения на антенной мачте, если бы она не была изолирована, проводила бы радиочастотную энергию на землю. Электросеть здания переменного тока также полностью отделена от башни этими трансформаторами.

Они используются для обеспечения надежного напряжения для счетчиков и для надежной изоляции цепей управления от высокого напряжения / тока. Первичная обмотка трансформатора подключена к цепи высокого напряжения / тока, а измеритель, как и соединения, показанные на рисунке 3, подключен к вторичной цепи.

Примечание. Некоторые трансформаторы изготавливаются только с одной обмоткой, которая имеет ответвления на обмотке в разных местах, чтобы разделить ее на основную и вторичную части.Эти устройства, известные как автотрансформаторы, поскольку одна обмотка является общей, не обеспечивают развязку. Отдельные катушки имеют изолирующие трансформаторы, без физического соединения между катушками, без заземления.

Ⅵ Каковы преимущества изолирующих трансформаторов?

Из-за их разнообразного применения и преимуществ в различных отраслях и компаниях используются изолирующие трансформаторы. Здесь перечислены некоторые из его наиболее значительных преимуществ.

• Изоляцию можно заменить изолирующими трансформаторами в различных цепях.При соотношении 1: 1 основная и вторичная обмотки могут быть разделены изоляционными трансформаторами.

• Трансформаторы изоляции позволяют более простую изоляцию питания постоянного тока. В случае телефонных линий, где усилители необходимы с разными интервалами, разделение составляющих постоянного тока из сигнала выполняется изолирующими трансформаторами для управления каждым усилителем на линии.

• Объединяя судно с источником электроэнергии, разделительные трансформаторы исключают возможность поражения электрическим током.Они позволяют изолировать человека от ресурса таким образом, чтобы электрические провода не контактировали напрямую с линией электропередачи.

• Без изоляции при тестировании и обслуживании электроники прикосновение к токоведущей части цепи может оказаться опасным. Поэтому для защиты используются трансформаторы с соотношением 1: 1. Поэтому для устройств, использующих электричество, изолирующие трансформаторы оказались отличным выбором.

• С помощью изолирующих трансформаторов сводятся к минимуму все виды шума и звука, возникающие при подключении сигнала от аудиоусилителя к выходной цепи динамика.

• Сумма, создаваемая радиочастотой в устройствах с широким контуром, отделяется от линии передатчика изолирующими трансформаторами. Они облегчают отношение к передаваемым сигналам в количестве, генерируемом усилителем радиочастоты, и направляют его на антенну.

Ⅶ Изолирующий трансформатор VS Автотрансформатор

Изолирующий трансформатор — это электрический трансформатор с основной и вторичной обмотками. Эти обмотки изолированы изоляцией.Эта изоляция снижает вероятность поражения электрическим током за счет одновременного контакта активных компонентов и земли.

Автотрансформатор — это однообмоточный электрический трансформатор. Термин «авто» относится не к какой-либо автоматической системе, а только к одиночной катушке, работающей в одиночку. Части одной и той же обмотки служат как основной, так и вторичной сторонами трансформатора в автотрансформаторе.

• Работа изолирующего трансформатора

Изолирующий трансформатор предназначен для разделения цепей.Эти трансформаторы спроектированы и изготовлены между двумя обмотками с учетом емкостной связи. Переменный ток (AC), ток от первичной до вторичной, также будет связан емкостью между первичной и вторичной обмотками.

• Работа автотрансформатора

Основная функция автотрансформатора заключается в управлении напряжением в линии передачи и может использоваться для преобразования напряжений. Автотрансформатор автоматически изменяет напряжение в зависимости от нагрузки только с одной обмоткой.Такие трансформаторы требуют правильной работы с переменным током и не будут работать с постоянным током.

• Общие приложения для автотрансформатора

Повышение в конце длинной линии передачи для компенсации потерь в линии

Пониженное стартерное напряжение асинхронного двигателя

Для включения управления выходом выпрямителя, многоотводное питание первичной обмотки

Пуск люминесцентного светильника

• Общие применения изолирующего трансформатора

Компьютеры и периферия

Медицинское оборудование

Аппаратура дистанционного управления

Телекоммуникационное оборудование

Ⅷ FAQ

1.Что такое изолирующий трансформатор?

Изолирующий трансформатор — это в основном трансформатор с соотношением обмоток 1: 1, т. Е. Он имеет одинаковое количество первичных и вторичных обмоток.

Разделительный трансформатор обеспечивает электрическую изоляцию между двумя цепями, передавая энергию в магнитной форме от одной цепи к другой.

Первая цепь подключена к первичной обмотке трансформатора. Электропитание в этой цепи преобразуется в магнитное поле на первичной обмотке, а магнитное поле намагничивает вторичную обмотку, которая снова преобразуется в электрическую энергию во вторичной цепи.Поскольку он имеет соотношение обмоток 1: 1, напряжение и уровень тока вторичной цепи такие же, как и у первичной цепи. Таким образом, обе цепи электрически изолированы, но между ними передается энергия.

2. Где и почему используются разделительные трансформаторы?

Как следует из названия, они используются для электрической изоляции двух цепей путем обеспечения гальванической развязки между ними. Есть много причин использовать изолирующий трансформатор.

• Изолирующие трансформаторы блокируют передачу компонентов постоянного тока в сигналах от одной цепи к другой, но пропускают компоненты переменного тока в сигналах.
Изолирующие трансформаторы
• используются для согласования импеданса, чтобы обеспечить наиболее эффективную передачу мощности между ступенями и сохранить электрическую изоляцию различных ступеней для предотвращения образования контуров заземления.
• Изолирующие трансформаторы предотвращают передачу гармоник с одной стороны на другую.

3. Как разделительный трансформатор защищает от поражения электрическим током?

Он не всегда защищает от поражения электрическим током, но он защищает от поражения электрическим током на землю при единичном замыкании в системе с заземленной нейтралью (MEN).Току необходим обратный путь к источнику, и если вторичные обмотки изолирующего трансформатора не заземлены, тогда нет обратного пути для тока, протекающего через человека обратно к другому выводу вторичной обмотки. Все, что происходит, — это то, что контактирующая обмотка принимает на себя потенциал земли.

Вы все равно будете шокированы, если вы коснетесь обоих терминалов или если у вас есть несколько устройств с замыканиями на землю, которые обеспечивают обратный путь для тока.

Преимущество состоит в том, что разделительный трансформатор продолжает подавать ток даже в случае замыкания на землю одной из его вторичных обмоток.

4. Каковы недостатки развязывающего трансформатора?

Изолирующий трансформатор — это специально разработанный трансформатор, который используется для изоляции двух разных электрических цепей. Изолирующий трансформатор в основном используется для изоляции нагрузки или запитанного устройства от источника питания.

Некоторые недостатки развязывающего трансформатора приведены ниже.

• Когда развязывающий трансформатор работает как импульсный трансформатор и работает на низкой частоте, во вторичной или выходной форме волны возникают искажения.

• Когда изолирующий трансформатор работает с импульсным сигналом постоянного тока, свойство насыщения сердечника снижается.

• Изолирующий трансформатор специально разработан, поэтому он дороже обычного трансформатора.

5. В чем разница между изолирующим трансформатором и обычным трансформатором?

• Трансформаторы, имеющие первичную и вторичную обмотки, которые отделены друг от друга, известные как изолирующий трансформатор, где как обычный трансформатор используются для отправки и приема электроэнергии.

• Изолирующие трансформаторы не используются для увеличения или уменьшения напряжения, а обычный трансформатор используется для увеличения или уменьшения напряжения и тока в электрической цепи.

• Используются для разделения цепи на первичную и вторичную, так что шум постоянного тока не может пройти. Обычные трансформаторы предназначены для изменения напряжения переменного тока, которое проходит от одной электрической цепи к другой за счет электромагнитной индукции.

6.В чем разница между изолирующим трансформатором и повышающим трансформатором?

Основное назначение изолирующего трансформатора — электрически изолировать две стороны или цепи. Делается это в основном из соображений безопасности. Вы можете сделать вторую сторону противоударной или у нее может быть собственный источник постоянного тока. Обычно коэффициент трансформации изолирующего трансформатора равен одному, что означает, что вход и выход будут одинаковыми по величине, хотя иногда она может отличаться.

В то время как первичная обмотка трансформатора может быть подключена к проводу под напряжением, вторичная обмотка защищена от поражения электрическим током.Таким образом можно соединить две разные цепи.

Повышающий трансформатор используется для повышения напряжения с одного уровня на более высокий. Основная цель — повысить уровень напряжения цепи на вторичной стороне. Две стороны могут быть изолированы, а могут и не быть изолированы, а отношение витков больше единицы.

7. Каков принцип работы разделительного трансформатора?

похож на наш обычный трансформатор, но разница заключается в коэффициенте трансформации.В изолирующем трансформаторе он составляет 1: 1. Таким образом, это также работает по закону взаимной индукции Фарадея. Это говорит о том, что ЭДС индуцируется во вторичной катушке из-за создания магнитного потока напряжениями и токами первичной катушки.

8. Каковы области применения разделительных трансформаторов?

• Основное применение изолирующего трансформатора — это изоляция между источником питания и цепью под напряжением или запитываемым устройством в целях безопасности.

• Разделительный трансформатор используется для преобразования электроэнергии между двумя цепями, которые электрически не связаны друг с другом. Эти две цепи могут иметь одинаковый или разный уровень напряжения.

• Изолирующие трансформаторы могут использоваться в качестве импульсного трансформатора.

• Изолирующие трансформаторы используются для проектирования компьютерных сетей. Здесь изолирующий трансформатор действует как импульсный трансформатор.

• Иногда изолирующий трансформатор используется в электрических цепях, а также в электронных цепях для защиты от поражения электрическим током.

9. Зачем нужен развязывающий трансформатор для подключения осциллографа?

Входной экран осциллографа соединен с землей розетки через шасси осциллографа в целях безопасности. Его никогда не следует подключать к какой-либо точке, потенциал которой не совпадает с потенциалом заземления. Тестируемое устройство также должно быть заземлено или полностью изолировано от земли. В большинстве случаев изолирующий трансформатор является предпочтительным методом.

При тестировании цепей, использующих только источник постоянного тока, лабораторный источник постоянного тока может иметь выходы, изолированные от земли.Это тоже допустимо.

Важно продумать все возможные пути, которые возникают при подключении к другому оборудованию или частям системы. Изолирующий трансформатор безопасен в большинстве ситуаций.

10. Как работает изолирующий трансформатор?

Изолирующие трансформаторы очень важны для обеспечения изоляции медицинских инструментов, питаемых от сети (220 В или 110 В переменного тока), которая подключена к первичной обмотке изолирующего трансформатора, но где электронная сеть, подключенная к пациенту, подключена к вторичная обмотка трансформатора.Поскольку вторичная сеть изолирована от первичной, переменный ток из сети не может пройти через пациента на землю.

Альтернативные модели

Электрическая информация: Статьи | Изолирующий трансформатор

Линейные переходные процессы и всплески являются основными факторами, вызывающими неправильную работу, неустойчивую работу и неточную регистрацию чувствительных и сложных систем.Некоторые эффекты гармоник:

1. Гармоники напряжения вызывают увеличение потерь в стали, гармоники тока вызывают увеличение потерь в меди, паразитных потерь потока и повышенный нагрев трансформаторов.
2. Недопустимые системные напряжения и сверхтоки вызывают преждевременное нарушение изоляции.
3. Создайте механическое напряжение, создавая механические колебания во вращающемся оборудовании.
4. Неисправность силового конденсатора.
5. Перегрузка кабелей.
6. Неисправность системы контроля пульсаций.
7. Неправильное срабатывание реле защиты.
8. Неисправности и выход из строя ЭБУ и нагрузок.
9. Сильные помехи в цифровой логической системе.

По мере того, как устройства становятся все более сложными, требования к чистой энергии становятся еще более строгими. Чтобы избежать этого и обеспечить чистое питание чувствительного оборудования, можно использовать изолирующие трансформаторы. В дополнение к этому они изолируют нагрузку от сети.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ: Принципиальная схема изолирующего трансформатора показана на рисунке ниже:

Этот трансформатор способен ослаблять прохождение линейных помех / шумов от первичной обмотки ко вторичной обмотке. Здесь между первичной и вторичной обмотками используется электростатический экран Фарадея для уменьшения емкости связи между первичной и вторичной обмотками. Они ослабляют шум в обоих направлениях: IN и OUT. Он ослабляет синфазный шум (между заземляющим проводом и токоведущими проводниками), а также поперечный модовой шум (между токоведущими проводниками).

Основной принцип работы заключается в том, что любое изменение напряжения вызывает индуцированное напряжение на экране (медные экраны, которые эффективно заземлены), и эти напряжения заземляются на землю. Хорошее заземление имеет жизненно важное значение для эффективной защиты с помощью изолирующего трансформатора. Изолирующие трансформаторы могут защитить оборудование от напряжений до 2,5 кВ в течение примерно 2 минут. Для дальнейшего повышения защиты перед изолирующим трансформатором могут быть установлены разрядники перенапряжения.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ДЕТАЛИ: В хороших изолирующих трансформаторах (называемых ультра или супер) используется уникальная технология множественного экранирования для уменьшения межобмоточной емкости до менее 0,005 пФ, тогда как обычный изолирующий трансформатор может иметь межобмоточную емкость порядка 50 пФ. . В результате эти изолирующие трансформаторы имеют только около десяти тысячных ток утечки по сравнению с обычными изолирующими трансформаторами. Ток утечки ограничен примерно 20 мкА. Разделение обмоток и двухполюсная конструкция обмоток используются для уменьшения емкости связи.

Используемый изоляционный материал должен быть высокого качества. Для долгого срока службы, меньших потерь и бесперебойной работы необходимо использовать высококачественный сердечник и медь надлежащего размера, а также хорошую технику экранирования.

В трехфазных системах три однофазных блока подключаются по схеме «звезда».

ПРИМЕНЕНИЕ:

1. Для защиты компьютеров, станков с ЧПУ и телекоммуникационного оборудования от шума, скачков и незначительных скачков напряжения.
2. Для защиты от молнии, импульсных помех, короткого замыкания, случайного разряда конденсаторов.
3. Для защиты медицинского оборудования, в котором ток утечки критичен.
4. Для экранирования большого количества электронного оборудования, которое по отдельности создает разные типы шумов на общей шине, а также для уменьшения повреждений из-за циркулирующих шумовых помех.
5. Для защиты оборудования там, где заземление невозможно.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ: Типичные технические характеристики изолирующего трансформатора приведены ниже:

Однофазные трансформаторы (часть 2: Изолирующие трансформаторы)

Изолирующие трансформаторы

Трансформаторы являются изолирующими трансформаторами. Это означает, что вторичный обмотка физически и электрически изолирована от первичной обмотки. Между первичной и вторичной обмотками нет электрического соединения. Этот трансформатор имеет магнитную, а не электрическую связь.Этот Изоляция линии часто является очень желательной характеристикой. Изоляция трансформатор значительно снижает любые скачки напряжения, возникающие при питании. стороны, прежде чем они будут переведены на сторону нагрузки.

Некоторые изолирующие трансформаторы имеют коэффициент трансформации 1: 1. Трансформатор этого типа имеет одинаковое входное и выходное напряжение и используется для только цель изоляции.

Причина в том, что изолирующий трансформатор может значительно снизить любое напряжение всплески до того, как они достигнут вторичной обмотки, из-за времени нарастания тока через индуктор.Напомним, что постоянный ток в катушке индуктивности увеличивается на экспоненциальная скорость. По мере увеличения тока расширяющийся магнитный поле прорезает проводники катушки и индуцирует напряжение, которое противоположно приложенному напряжению. Величина наведенного напряжения пропорциональна к скорости изменения тока. Это просто означает, что более быстрый ток попыток увеличения, тем сильнее сопротивление этому увеличению. Шип напряжения и токи, как правило, очень непродолжительны, что означает что они очень быстро растут в цене.Это быстрое изменение ценностей вызывает сопротивление изменению возрастает так же быстро. К тому времени острие передано на вторичную обмотку трансформатора, он был устранен или значительно сокращен.

Основная конструкция изолирующего трансформатора.

Металлический сердечник используется для обеспечения хорошей магнитной связи между двумя обмотки. Сердцевина обычно состоит из пластин, уложенных друг на друга. Ламинирование сердечник помогает снизить потери мощности, вызванные индукцией вихревых токов.

+++++ 3 Постоянный ток через катушку индуктивности нарастает с экспоненциальной скоростью.

Экспоненциальная кривая Время Ток

+++++ 4 Пики напряжения обычно очень непродолжительны.

Пиковое напряжение Синусоидальное напряжение Продолжительность скачка напряжения

+++++ 5 Изолирующий трансформатор значительно снижает скачки напряжения. Начальный Вторичная нагрузка

+++++ 6 Базовая конструкция изолирующего трансформатора. Обмотка; Железо основной; Обмотка

+++++ 7 Магнитное поле, создаваемое переменным током.Магнитное поле

+++++ 8 Магнитное поле первичной обмотки индуцирует напряжение во вторичной обмотке.

Основные принципы работы:

… одна обмотка изолирующего трансформатора подключена к сети переменного тока. питания, а другая обмотка была подключена к нагрузке. В настоящее время увеличивается от нуля до максимальной положительной точки, магнитное поле расширяется наружу вокруг катушки. Когда ток уменьшается от своего пикового положительного точки к нулю, магнитное поле схлопывается.Когда ток увеличивается к своему отрицательному пику магнитное поле снова расширяется, но с противоположная полярность ранее. Поле снова схлопывается, когда ток уменьшается от отрицательного пика до нуля. Это постоянно расширяющееся и схлопывающееся магнитное поле разрезает обмотки первичной и индуцирует в нем напряжение. Это индуцированное напряжение противостоит приложенному напряжение и ограничивает ток в первичной обмотке.

Когда катушка индуцирует в себе напряжение, это называется самоиндукцией.

Ток возбуждения:

Всегда будет некоторое количество тока в первичной обмотке любого трансформатор напряжения независимо от типа или размера, даже если нет нагрузки подключен к вторичному. Этот ток называется возбуждением. ток трансформатора. Ток возбуждения — это величина тока требуется для намагничивания сердечника трансформатора. Ток возбуждения остается постоянным от холостого хода до полной нагрузки. Как правило, возбуждение ток настолько малая часть тока полной нагрузки, что его часто пропускают. при расчетах.

Взаимная индукция:

Поскольку вторичные обмотки изолирующего трансформатора намотаны тот же сердечник, что и первичный, магнитное поле, создаваемое первичным обмотка также обрезает обмотки вторичной обмотки. Это постоянно меняется магнитное поле индуцирует напряжение во вторичной обмотке. Способность одной катушки для наведения напряжения в другую катушку называется взаимной индукцией. Величина напряжения, индуцированного во вторичной обмотке, определяется соотношением количества витков провода во вторичной обмотке к виткам в первичной обмотке.Например, предположим, что первичная обмотка имеет 240 витков провода и подключена до 120 В переменного тока. Это дает трансформатору отношение вольт на виток 0,5 (120 В / 240 витков = 0,5 В на виток). Теперь предположим, что вторичная обмотка содержит 100 витков провода. Поскольку трансформатор имеет отношение вольт на виток 0,5 вольт на виток, вторичное напряжение 50 вольт (100 витков х 0,5 В / виток = 50 В на оборот).

Расчет трансформатора:

В следующих примерах значения напряжения, тока и оборотов для различных трансформаторы рассчитаны.

Предположим, что разделительный трансформатор имеет 240 витков провода на первичной обмотке. и 60 витков провода на вторичной обмотке. Это соотношение 4: 1 (240 витков / 60 оборотов = 4). Теперь предположим, что к первичной обмотке подключено 120 вольт. Какое напряжение на вторичной обмотке?

Трансформатор в этом примере известен как понижающий трансформатор, потому что он имеет более низкое вторичное напряжение, чем первичное.

Теперь предположим, что нагрузка, подключенная к вторичной обмотке, имеет полное сопротивление. of = Ом.Следующая задача — вычислить текущий расход во вторичной обмотке. и первичные обмотки. Текущий поток вторичной обмотки можно рассчитать используя закон Ома, потому что напряжение и импеданс известны:

Теперь, когда величина тока во вторичной обмотке известна, первичная ток можно рассчитать по формуле.

Обратите внимание, что первичное напряжение выше вторичного, но первичный ток намного меньше вторичного.Хорошее правило Для любого типа трансформатора мощность на входе должна быть равна мощности на выходе. Если первичное напряжение и ток умножаются, произведение должно равно произведению напряжения и тока вторичной обмотки:

Первичное Среднее

120 x 1,5 = 180 ВА

30 x 6 = 180 ВА

В этом примере предположим, что первичная обмотка содержит 240 витков провод и вторичная обмотка содержат 1200 витков провода.Это соотношение витков 1: 5 (1200 витков / 240 витков = 5). Теперь предположим, что подключено 120 вольт. к первичной обмотке. Рассчитайте выходное напряжение вторичной обмотки:

Обратите внимание, что вторичное напряжение этого трансформатора выше, чем первичное напряжение. Этот тип трансформатора известен как повышающий трансформатор.

Теперь предположим, что нагрузка, подключенная к вторичной обмотке, имеет полное сопротивление 2400 Ом. Найдите количество тока в первичной и вторичной обмотках. обмотки.Ток во вторичной обмотке можно рассчитать с помощью Закон Ома:

Теперь, когда величина тока во вторичной обмотке известна, первичная ток можно рассчитать по формуле

Обратите внимание, что количество потребляемой мощности равно количеству выходной мощности:

Первичное Среднее

120 В x 1,25 А = 150 ВА

600 В x 0,25 A = 150 ВА

+++++ 9 Расчет значений трансформатора с использованием коэффициента трансформации.

Расчет значений изолирующего трансформатора с использованием коэффициента трансформации

Как показано в предыдущих примерах, значения напряжения трансформатора, ток, а обороты можно рассчитать по формулам. Также возможно чтобы вычислить эти же значения, используя коэффициент поворотов. Сделать расчеты используя коэффициент поворота, устанавливается коэффициент, который сравнивает некоторое число до 1 или от 1 до некоторого числа. Например, предположим, что у трансформатора есть первичная обмотка. рассчитано на 240 вольт, а вторичная обмотка — на 96 вольт.Соотношение витков может рассчитывается путем деления более высокого напряжения на более низкое:

Это соотношение указывает на то, что в первичной обмотке 2,5 витка провода. на каждый 1 виток провода во вторичной обмотке. Сторона трансформатора с самым низким напряжением всегда будет иметь наименьшее число (1) отношения.

Теперь предположим, что к вторичной обмотке подключено сопротивление 24 Ом. обмотка. Величину вторичного тока можно найти с помощью закона Ома:

Первичный ток можно определить с помощью коэффициента трансформации.Напомним, что вольт-амперы первичной обмотки должны равняться вольт-амперам вторичной обмотки. Поскольку первичное напряжение больше, первичный ток должен быть меньше вторичного тока:

Первичное Среднее

240 В x 1,6 A = 384 ВА 96 В x 4 A = 384 ВА

Теперь предположим, что вторичная обмотка содержит 150 витков провода. В витки первичной обмотки также можно найти, используя коэффициент трансформации. Поскольку первичный напряжение выше, чем вторичное напряжение, первичное должно иметь больше витков провода:

NP = NS x передаточное число витков; NP = 150 витков x 2.5; NP = 375 витков

В следующем примере предположим, что изолирующий трансформатор имеет первичное напряжение возраст 120 вольт и вторичное напряжение 500 вольт. Вторичный имеет сопротивление нагрузки 1200 Ом. Вторичная обмотка содержит 800 витков провода.

Соотношение витков можно найти, разделив более высокое напряжение на более низкое. напряжение:

Вторичный ток можно найти по закону Ома:

В этом примере первичное напряжение ниже вторичного.

Следовательно, первичный ток должен быть выше:

IP = IS x передаточное число

IP = 0,417 A x 4,17

IP = 1,739 А

+++++ 10 Расчет значений трансформатора.

+++++ 11 Трансформатор с расчетными значениями.

Чтобы проверить этот ответ, рассчитайте вольт-амперы обеих обмоток:

Начальное — Среднее

120 В x 1,739 А = 208,68 ВА

500 В x 0,417 А = 208,5 ВА

Небольшая разница в ответах вызвана округлением значений.

Поскольку первичное напряжение меньше вторичного напряжения, витки провода в первичной обмотке также меньше:

+++++ 11 показывает трансформатор со всеми расчетными значениями.

Многоканальные обмотки:

Изолирующие трансформаторы часто имеют обмотки. которые имеют более одного набора выводных проводов, подключенных к первичной или вторичной обмотке. Они называются многоотводными обмотками. Трансформатор содержит вторичную обмотка рассчитана на 24 вольта.Однако первичная обмотка содержит несколько ответвлений. Один из основных выводных проводов имеет маркировку C и является общим для другого. ведет. Другие выводы обозначены как 120, 208 и 240 вольт. Этот трансформатор сконструирован таким образом, что его можно подключать к разным первичным напряжениям без изменения значения вторичной Напряжение. В этом примере предполагается, что вторичная обмотка имеет всего 120 витков провода. Чтобы поддерживать надлежащее соотношение витков, первичный будет иметь 600 витков провода между C и 120 вольт, 1040 витков между C и 208 вольт, и 1200 оборотов между C и 240 вольт.

Разделительный трансформатор содержит одну первичную обмотку. Вторичный обмотка, однако, была повреждена в нескольких точках.

Один из вторичных выводов имеет маркировку C и является общим для другого. подводящие провода. При подаче номинального напряжения на первичную обмотку напряжение 12 на вторичной обмотке можно получить вольт, 24 вольт и 48 вольт. Должно также следует отметить, что такое расположение отводов позволяет трансформатору может использоваться как трансформатор с центральным отводом для двух напряжений.Если нагрузка помещается поперек выводных проводов, обозначенных C и 24, выводной провод, обозначенного 12 вольт становится центральным отводом. Если нагрузка размещена поперек C и 48 подводящие провода, подводящий провод 24 В становится центральным отводом.

В этом примере предполагается, что первичная обмотка имеет 300 витков провод. Для получения правильного соотношения витков потребуется 30 витков провода. между C и 12 вольт, 60 витков провода между C и 24 вольт и 120 витки провода между C и 48 вольт.

+++++ 12 Трансформатор с многоотводной первичной обмоткой. Первичная обмотка; Вторичная обмотка

+++++ 13 Вторичный трансформатор с несколькими ответвлениями.

+++++ 14 Трансформатор с несколькими вторичными обмотками. Первичная обмотка; Вторичные обмотки

Показанный изолирующий трансформатор аналогичен трансформатору. Трансформатор однако имеет несколько вторичных обмоток вместо одной вторичной обмотка с несколькими отводами.Преимущество трансформатора в том, что вторичные обмотки электрически изолированы друг от друга. Эти вторичные обмотки могут быть как повышающими, так и понижающими в зависимости от применения трансформатора.

Расчет значений для разделительных трансформаторов с несколькими вторичными обмотками

При расчете значений изолирующего трансформатора с несколькими вторичные обмотки, каждая вторичная обмотка должна рассматриваться как отдельный трансформатор.Например, трансформатор содержит одну первичную обмотку и три вторичных. обмотки. Первичная обмотка подключена к 120 В переменного тока и содержит 300 витков провод. Одна вторичная обмотка имеет выходное напряжение 560 вольт и сопротивление нагрузки. 1000 Ом; вторая вторичная обмотка имеет выходное напряжение 208 вольт и сопротивление нагрузки 400 Ом; а третья вторичная обмотка имеет выходное напряжение 24 В и сопротивление нагрузки 6 Ом. Ток, витки провода, и соотношение для каждой вторичной обмотки и тока первичной обмотки.

Первым шагом является вычисление коэффициента поворотов первой вторичной обмотки. Соотношение витков можно найти, разделив меньшее напряжение на большее:

+++++ 15 Расчетные значения для трансформатора с несколькими вторичными обмотками обмотки.

Ток в первой вторичной обмотке можно рассчитать с помощью закон:

Число витков провода в первой вторичной обмотке определяется с помощью коэффициент поворотов. Поскольку эта вторичная обмотка имеет более высокое напряжение, чем первичная, в нем должно быть больше витков провода:

NS1 = NP x передаточное число

NS1 = 300 витков x4.67

Н = 1401 оборот

Величина первичного тока, необходимая для питания этой вторичной обмотки. можно также найти, используя коэффициент трансформации. Поскольку первичная обмотка имеет меньшее напряжение, требуется больше тока:

IP (ПЕРВЫЙ ВТОРИЧНЫЙ) = IS1 x передаточное число

IP (ПЕРВЫЙ ВТОРИЧНЫЙ) = 0.56Ax4.67

IP (ПЕРВЫЙ ВТОРИЧНЫЙ) = 2.61A

Соотношение витков второй вторичной обмотки находится путем деления более высокое напряжение на более низкое:

Величину тока, протекающего в этой вторичной обмотке, можно определить с помощью закон:

Поскольку напряжение на этой вторичной обмотке больше, чем на первичной, она имеет больше витков провода, чем первичный.Количество витков этой вторичной обмотки находится с использованием передаточного числа:

NS2 = NP x передаточное число

NS2 = 300 витков x 1,73

NS2 = 519 витков

Напряжение первичной обмотки ниже, чем на этой вторичной обмотке. Первичный там для этого требуется большее количество тока. Количество требуемого тока Для работы этой вторичной обмотки используется коэффициент трансформации:

IP (ВТОРОЙ ВТОРИЧНЫЙ) = IS2 x передаточное число

IP (ВТОРОЙ ВТОРИЧНЫЙ) = 0.52A x 1,732

IP (ВТОРОЙ ВТОРИЧНЫЙ) = 0.9A

Соотношение витков третьей вторичной обмотки рассчитывается в той же путь как два других. Большее напряжение делим на меньшее:

Первичный ток определяется по закону Ома:

Выходное напряжение третьей вторичной обмотки меньше первичного. В количество витков провода меньше, чем количество витков первичной обмотки:

Первичная обмотка имеет более высокое напряжение, чем эта вторичная.Первичный ток поэтому меньше на величину передаточного числа:

Первичная обмотка должна подавать ток на каждую из трех вторичных обмоток. Следовательно, общая величина первичного тока является суммой токов требуется для питания каждой вторичной обмотки:

IP (ИТОГО) = IP1 1 IP2 1 IP3 IP (ИТОГО) = 2,61 A 1 0,9 A 1 0,8 A

IP (ИТОГО) = 4,31 A Трансформатор со всеми расчетными значениями.

+++++ 16 Преобразователь со всеми расчетными значениями.

+++++ 17 Распределительный трансформатор.

+++++ 18 Напряжение от любой линии до нейтрали составляет 120 вольт. Напряжение на всей вторичной обмотке 240 вольт.

+++++ 19 Напряжения на вторичной обмотке не совпадают по фазе с каждым Другие.

+++++ 20 Нагрузки 240 В подключаются напрямую через вторичную обмотку.

Водонагреватель Электроотопление Центральный кондиционер

+++++ 21 Нейтраль несет сумму неуравновешенной нагрузки.

Распределительные трансформаторы:

Распределительный трансформатор является распространенным типом изолирующего трансформатора. Этот тип трансформатора изменяет высокое напряжение в распределительной сети энергокомпании. линии к общему напряжению 240/120 вольт, используемому для электроснабжения большинства домов и много предприятий. В этом примере предполагается, что первичный подключен к линии 7200 вольт. Вторичная обмотка — 240 вольт с центральным отводом. В центральный отвод заземляется и становится нейтральным проводом или общим проводом.Если напряжение измеряется на всей вторичной обмотке, напряжение 240 вольт. виден. Если напряжение измеряется от любой линии до центрального ответвителя, половина вторичного напряжения, или 120 вольт. Причина этого состоит в том, что заземленный нейтральный проводник становится центром двух противофазные напряжения. Если нарисовать векторную диаграмму, чтобы проиллюстрировать это состояние, вы увидите, что заземленный нулевой провод подключен к центральной точке двух противофазных напряжений.Нагрузки, которые предназначены для работы от 240 вольт, например водонагреватели, электронагреватели сопротивления агрегаты, а центральные кондиционеры подключаются напрямую через линии вторичного.

Нагрузки, рассчитанные на работу от 120 вольт, подключаются из центра коснитесь или нейтрально к одной из второстепенных линий. Функция нейтрального должен переносить разницу в токе между двумя вторичными линиями и поддерживать сбалансированное напряжение. …, Одна из второстепенных линий имеет ток поток 30 ампер, а другой имеет ток 24 ампера.В нейтраль проводит сумму неуравновешенной нагрузки. В этом примере нейтральный ток 6 ампер (30А-24А = 6А).

+++++ 22 Управляющий трансформатор с предохранителем, добавленным во вторичную обмотку обмотка.

+++++ 23 Управляющий трансформатор подключен для работы на 240 В.

Управляющие трансформаторы:

Другой распространенный тип изолирующего трансформатора, встречающийся в промышленности. это управляющий трансформатор. Управляющий трансформатор используется для уменьшения линейное напряжение до значения, необходимого для работы цепей управления.Большинство общий тип управляющего трансформатора содержит две первичные обмотки и одну вторичный. Первичные обмотки обычно рассчитаны на 240 вольт каждая, вторичная обмотка рассчитана на 120 вольт. Такое расположение обеспечивает соотношение 2: 1. соотношение витков между каждой из первичной обмотки и вторичной. Для Например, предположим, что каждая из первичных обмоток содержит 200 витков провод. Вторичная обмотка будет содержать 100 витков провода.

Одна из первичных обмоток имеет маркировку h2 и h3.Другой помечен h4 и h5. Вторичная обмотка обозначена X1 и X2. Если первичный трансформатор должен быть подключен к 240 вольт, две первичные обмотки соединены параллельно путем соединения h2 и h4 вместе, а h3 и h5 вместе. При параллельном соединении первичных обмоток одинаковое напряжение подается на обе обмотки. Это имеет тот же эффект, что и использование одна первичная обмотка на 200 витков провода. Коэффициент оборотов 2: 1 сохраняется, а вторичное напряжение — 120 вольт.

Если трансформатор должен быть подключен к 480 В, две первичные обмотки соединяются последовательно путем соединения h3 и h4 вместе. Входящий питание подключено к h2 и h5. Последовательное соединение первичных обмоток имеет эффект увеличения количества витков в первичной обмотке до 400. Таким образом получается передаточное число 4: 1. Когда 480 вольт подключено к первичное, вторичное напряжение останется на уровне 120.

+++++ 24 Управляющий трансформатор подключен для работы на 480 В.

+++++ 25 Первичные обмотки управляющего трансформатора перекрещены.

Первичные выводы управляющего трансформатора обычно перекрестно соединены. Это сделано для того, чтобы можно было использовать металлические перемычки для подключения первичного Работа на 240 или 480 вольт. Если первичная обмотка должна быть подключена к 240 вольт При эксплуатации металлические звенья будут соединены под винты. Заметить, что выводы h2 и h4 соединены вместе, а выводы h3 и h5 соединены вместе.Сравните это соединение с показанным.

Если трансформатор должен быть подключен для работы на 480 В, клеммы h3 и h4 связаны. Сравните эту связь с подключением.

+++++ 26 Металлические перемычки для подключения трансформатора для работы на 240 вольт.

+++++ 27 Управляющий трансформатор подключен для работы на 480 В.

Типы сердечников трансформатора:

В трансформаторах используются несколько типов сердечников.Самый сердечники изготовлены из тонких стальных штамповок, соединенных вместе, чтобы сформировать прочный металлический сердечник. Сердечник трехфазного трансформатора на 600 мВА. Ламинированные сердечники предпочтительны, потому что на поверхности образуется тонкий слой оксида. поверхность каждой пластинки и действует как изолятор, чтобы уменьшить образование от вихревых токов внутри материала сердечника. Количество основного материала необходимого для конкретного трансформатора определяется номинальной мощностью трансформатор.Количество материала сердцевины должно быть достаточным для предотвращения насыщение при полной нагрузке. Тип и форма сердечника обычно определяют количество магнитной связи между обмотками и в некоторой степени КПД трансформатора.

Трансформатор известен как трансформатор с сердечником. Обмотки размещены вокруг каждого конца основного материала. Как правило, низковольтные обмотка располагается ближе всего к сердечнику, а обмотка высокого напряжения — над обмоткой низкого напряжения.

+++++ 28 Жила трехфазного трансформатора мощностью 600 МВА.

+++++ 29 Трансформатор с сердечником.

+++++ 30 А трансформатор снарядного типа.

+++++ 31 Трансформатор с сердечником типа Н.

+++++ 32 Тороидальный трансформатор.

Трансформатор корпусного типа сконструирован аналогично сердечнику. тип, за исключением того, что тип оболочки имеет металлический сердечник через середину окна. Первичная и вторичная обмотки намотаны на центральная часть сердечника, при этом низковольтная обмотка находится ближе всего к металлу основной.Такое расположение позволяет окружать трансформатор сердечник и обеспечивает отличную магнитную связь. Когда трансформатор во время работы весь магнитный поток должен проходить через центральную часть сердечника. Затем он разделяется на две части внешнего сердечника.

Показанный сердечник H-типа похож на сердечник типа оболочки тем, что имеет железный сердечник через его центр, вокруг которого первичная и вторичная обмотки намотаны. Однако сердечник H окружает обмотки на четырех стороны вместо двух.Этот дополнительный металл помогает уменьшить паразитный поток утечки. и повышает КПД трансформатора. Сердечник H-типа часто встречается на высоковольтных распределительных трансформаторах.

Ленточный сердечник или тороидальный сердечник изготавливается путем плотной намотки длинная непрерывная лента из кремнистой стали в спираль. Лента может или не может быть размещенным в пластиковом контейнере, в зависимости от области применения. Этот тип сердечника не требует стальной штамповки, склеенной вместе.

Поскольку сердечник представляет собой одну непрерывную металлическую часть, утечка потока сохраняется. до минимума.Рассеивание потока — это количество линий магнитного потока, которые не следуют за металлическим сердечником и теряются в окружающем воздухе. Ленточная намотка core — один из наиболее эффективных доступных дизайнов сердечников.

Пусковой ток трансформатора:

Реактор — это индуктор, используемый для добавления индуктивности в цепь. Несмотря на то что трансформаторы и реакторы являются индуктивными устройствами, есть отличное разница в их эксплуатационных характеристиках. Реакторы часто подключаются последовательно с нагрузкой с низким сопротивлением для предотвращения пускового тока (величина тока, протекающего при первоначальном подаче питания на схему) от становится чрезмерным.Трансформаторы, однако, могут давать очень высокие пусковые токи. токи при первом подаче питания на первичную обмотку. Тип сердечник, используемый при создании катушек индуктивности и трансформаторов, несет основную ответственность за эту разницу в характеристиках.

Магнитные домены:

Магнитные материалы содержат крошечные магнитные структуры в молекулярных материал, известный как магнитные домены. На эти домены могут влиять внешние источники магнетизма.+++++ магнитный домен, который не был поляризован внешним магнитным источником.

Теперь предположим, что северный полюс магнита расположен в верхней части материал, содержащий магнитные домены. Обратите внимание, что структура домена изменилось, чтобы перестроить молекулы в направлении внешнее магнитное поле. Если полярность магнитного полюса изменилась, молекулярная структура домена изменяется, чтобы перестроиться с новые магнитные линии потока.Это внешнее влияние может быть произведено электромагнит, а также постоянный магнит.

В некоторых типах ядер молекулярная структура домена ломается. обратно в нейтральное положение при снятии намагничивающей силы. Этот Тип активной зоны используется при строительстве реакторов или дросселей. Ядро этого типа строится путем разделения секций стальных пластин с воздушным зазором. Этот воздушный зазор прерывает магнитный путь через сердечник. материал и несет ответственность за возвращение доменов к их нейтральному положение после снятия намагничивающей силы.

Однако конструкция сердечника трансформатора не содержит воздуха. зазор. Стальные листы соединены между собой таким образом, чтобы создают путь с очень низким сопротивлением для магнитных линий потока. В этот тип сердечника, домены остаются в установленном положении после намагничивания сила была удалена. Этот тип ядра «запоминает», где он был установлен последний раз. Таков был принцип работы основной памяти. ранние компьютеры.Это также причина того, что трансформаторы могут иметь чрезвычайно высокие пусковые токи при первом подключении к сети.

+++++ 39 Магнитные домены оставлены в нейтральном положении. Точка выключения; Ток намагничивания

+++++ 40 Доменов установлены на одном конце магнитной полярности.

Величина пускового тока в первичной обмотке трансформатора ограничена. на три фактора:

1. величина приложенного напряжения,

2.сопротивление провода в первичной обмотке, а…

3. Изменение магнитного поля в сердечнике. Количество флюса изменение определяет величину индуктивного реактивного сопротивления, производимого в первичной обмотке. обмотка при подаче питания.

+++++ простой трансформатор с изоляцией. AC применен к первичной обмотке создает магнитное поле вокруг обмотки. В качестве ток меняется по величине и направлению, магнитные линии потока также изменить.Поскольку линии потока в сердечнике постоянно меняются полярности магнитные домены в материале сердечника также меняются. Как указывалось ранее, магнитные домены в сердечнике трансформатора запомните свою последнюю установленную позицию. По этой причине точка на осциллограмме при котором ток отключен от первичной обмотки может иметь большой влияние на величину пускового тока при повторном подключении трансформатора властвовать. Например, предположим, что питание первичной обмотки отключен в точке пересечения нуля.В этом случае магнитный домены будут установлены в нейтральной точке. Когда питание восстановлено первичная обмотка, материал сердечника может быть намагничен любым магнитным полярность. Это позволяет изменять поток, который является основным ограничивающим током. фактор. В этом случае величина пускового тока будет относительно низкий.

Если ток питания первичной обмотки прерывается при пиковая точка положительного или отрицательного полупериода, однако домены в основном материале будет установлен в этой позиции.+++++ это условие. Предполагается, что течение остановилось, когда достигло его пиковая положительная точка. Если питание снова подключено к первичной обмотке в течение положительного полупериода изменяется лишь очень небольшое количество потока. может иметь место. Поскольку материал сердечника насыщен положительным направления, первичная обмотка трансформатора по существу представляет собой воздушный сердечник.