Трансформатор – это электронное устройство для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Обычно трансформатор состоит из одной первичной обмотки, одной или нескольких изолированных проволочных вторичных обмоток и магнитопровода.

Силовые трансформаторы – это очень распространенное устройства, одна из важных единиц электронного оборудования.

Силовой трансформатор - устройство, которое осуществляет преобразование энергии переменного тока в сетях энергоснабжения. Без силовых трансформаторов не обойтись для работы радиотехники, систем автоматики и других устройств, питающихся от электросети.

Трансформаторы тока были созданы для существенного увеличения напряжения тока, которое поступает от электростанции. Еще такой силовой трансформатор называют повышающим трансформатором тока. С другой стороны, силовые трансформаторы (трансформаторы тока) сокращают высокое напряжение до необходимого для питания электрооборудования придела, к примеру, до 220 вольт. Это есть понижающие силовые трансформаторы.

Еще трансформатор тока, используется для измерения больших токов. Первичная обмотка такого трансформатора тока включается в цепь, по которой течет измеряемый переменный ток, а к вторичной подключаются измерительные приборы. Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока, пропорционален току, протекающему в его первичной обмотке.

Трансформатор напряжения — трансформатор, созданный для преобразования высокого напряжения в низкое напряжение в цепях, в измерительных цепях и цепях РЗиА. Использование трансформатора напряжения позволяет изолировать логические цепи защиты или(и) цепи измерения от цепи с высоким напряжением.

В практичных конструкциях трансформаторов у производителя есть выбор между двумя различными базовыми концепциями:

• Стержневой
• Броневой

Любая из приведенных концепций не влияет на эксплуатационные характеристики и на эксплуатационную надёжность трансформатора, но имеются существенные различия в технологическом процессе их изготовления. Каждый производитель выбирает сторону, которую он считает наиболее удобной с точки зрения производства, и стремится к применению выбранной концепции на всём объёме производственного цикла.

Обмотки стержневого типа включают в себе сердечник, сердечник же броневого типа заключает в себе обмотки. Если посмотреть на действующий компонент (т.e. сердечник с обмотками) стержневого типа, его обмотки хорошо видны, но они скрывают за собой стержни магнитной системы сердечника. В конструкции броневого типа сердечник скрывает в себе основную часть обмоток.

Ещё одно отличие состоит в оси обмоток, у стержневого типа, как правило, имеет вертикальное положение, в то время как в конструкции броневого типа она может быть либо вертикальной, либо горизонтальной.

Для изготовления самодельного трансформатора необходимо сперва произвести его расчет.

Расчет трансформатора

Целью расчета является получение заданных выходных параметров трансформатора для сети с частотой 50 Гц при стремлении к его минимальной массе и габаритам.

Расчет трансформатора лучше всего начать с выбора его магнитопровода, т. е. определения конфигурации и геометрических размеров.

Наиболее часто встречаются три типа конструкции магнитопровода:

Конструкции магнитопроводов трансформаторов: а) броневого пластинчатого; б) броневого ленточного;
в) кольцевого ленточного

При маленьких мощностях, от единиц до десятков Вт, наиболее удобны броневые трансформаторы. Они имеют всего один каркас с обмотками и весьма просты в изготовлении.

Трансформатор с кольцевым сердечником, так же именуемом торроидальным, может быть использован при мощностях от 30 до 1000 Вт, когда необходимо минимальное рассеяние магнитного потока или когда требуется минимальный объем. Имея некоторые преимущества в объеме и массе перед другими типами конструкций трансформаторов, торроидальные являются вместе с тем и наименее технологически удобными в изготовлении.

Начальными исходными данными для упрощенного расчета являются:

- напряжение первичной обмотки Ui;

- напряжение вторичной обмотки Uz;

- ток вторичной обмотки l2;

- мощность вторичной обмотки Р2 =I2 U2 = Рвых

Важно, если обмоток много, то мощность, отдаваемая трансформатором, определяется суммой всех мощностей вторичных обмоток (Рвых).

НЕ ПОСРЕДСТВЕННО РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА

Габариты магнитопровода, выбираемой конструкции, необходимые для получения от трансформаторов требуемой мощности, могут быть найдены по следующей формуле:

Кок - коэффициент заполнения окна, см. таблицу.

Кст - коэффициент заполнения магнитопровода сталью, см. таблицу.

Величины электромагнитных нагрузок Вмах и J зависят от мощности, снимаемой со вторичной обмотки цепи трансформатора, и берутся для расчетов из таблиц.

Конструкция магнитопровода

Магнитная индукция Вмах, [Тл] при Рвых, [Вт]

5-15

15-50

50-150

150-300

300-1000

Броневая (пластинчатая)

1, 1-1, 3

1, 3

1, 3-1, 35

1, 35

1, 35-1, 2

Броневая (ленточная)

1, 55

1, 65

Кольцевая

1, 7

1, 6

Плотность тока J, [а/мм кв.] при Рвых, [Вт]

3, 9-3, 0

3, 0-2, 4

2, 4-2, 0

2, 0-1, 7

Трансформатор Тока Своими Руками