Разделительный трансформатор - принцип работы и назначение. Принцип действия разделительного трансформатора

Разделительный трансформатор - принцип работы и назначение

Разделительный трансформатор – это устройство, которое предназначено для так называемого гальванического разделения потребителей электроэнергии и питающей их электрической сети.

Основной задачей подобного устройства можно назвать повышение безопасности за счет того, что у такого оборудования, как разделительный трансформатор, отсутствуют во вторичных цепях электрические связи с землей или с источниками напряжения, выполненными в виде глухозаземленной или эффективно заземленной нейтрали на трансформаторных подстанциях.

разделительный трансформатор В данной ситуации даже возникновение возможного электрического пробоя на корпусе не будет вызывать перегрузки по электротоку. Сам прибор будет при этом оставаться в абсолютно исправном и рабочем состоянии. При случайном прикосновении человека к части устройства, которая, соответственно, находится под аварийным напряжением, ток утечки не превысит жизненноопасного уровня для человека, и в результате трагедии можно будет избежать.

Разделительный трансформатор будет не лишним не только на промышленных предприятиях, но даже дома. Особенно, если имеется домашняя мастерская.

выходной трансформатор

В основе такого устройства, как трансформатор разделительный, лежит так называемый ТС ( трансформатор унифицированный). Так как современные бытовые электрические приборы бывают различной энергоёмкости и мощности, унифицированные трансформаторы также берут с расчетом на самые разные типы нагрузки и величины мощности нагрузки.

Эффект разделения и отсутствия электрической связи ( что приводит к так называемой гальванической развязке по напряжению, которое питает прибор, и по напряжению, которое подается от линий электрического снабжения) достигается весьма просто. Разделительный трансформатор имеет в своей конструкции две обмотки – вторичную и первичную. Между ними устанавливается усиленная ( не менее чем двойная) изоляция или металлический заземленный кран, который позволяет гарантировать избежание пробоя. Так как разделительный трансформатор не предназначен для преобразования напряжения, то его коэффициент трансформации обычно равен единице. При этом напряжение на входе будет отличаться от напряжения на выходе.

трансформатор разделительный

Однако в чем тогда смысл использования такого трансформатора? Это легко продемонстрировать на примере, если во влажном месте, например, в ванной комнате есть электроточка без гальванической развязки. В случае, если в такую точку попадет влага, произойдет пробой изоляции. Как следствие, некоторый участок стены и незаземленные электроприборы рядом с ним попадут под воздействие напряжения.

Если будет пробой изоляции и при разделительном трансформаторе, то та же часть стены тоже может оказаться под напряжением, однако в этом случае ток будет самый минимальный. А если пробоя изоляции нет, расчет такого устройства, как разделительный трансформатор, выбран правильно, то тока или напряжения не будет вообще.

Такое устройство используют часто в медицине.Есть возможность использовать его как выходной трансформатор либо как связующий трансформатор для согласования сопротивления цепи.

fb.ru

Разделительный трансформатор (РТ): назначение и принцип работы

Разделительный трансформатор («РТ») представляет собой прибор, предназначенный для преобразования переменного тока и напряжения. Он использует на входе и выходе идентичное напряжение. Применение подобных агрегатов повышает безопасность, так как во вторичных цепях отсутствуют электрические связи с источником напряжения или землей.

Разделительный трансформатор 220/36 В

Устройство

Чтобы понять, что такое трансформатор разделительный, необходимо вникнуть в принципы работы аппарата. Если человек случайно прикоснется к такому прибору, удара током не последует. Разделительный понижающий трансформатор не имеет сообщение с землей. Безопасность эксплуатации обеспечивается благодаря автономной работе обмоток. Каждая катушка разделена и не соприкасается с другой обмоткой, не зависимо от мощности. Прикасаться к контурам при эксплуатации категорически запрещается. Если человек одновременно дотронется до них и к железным проводникам, последует удар током.

Сегодня в продаже представлены разделительные трансформаторы 220/220В, 380/380В. Они понижают напряжение для питания приборов постоянным током до 120 В, а переменным – до 50 В. Минимальное напряжение в сети при этом будет 24 В.

В устройство разделительных трансформаторов положен принцип работы, который связан с возникновением гальванической развязки низкого напряжения. Чтобы этого добиться, обмотки усиливают двойной или тройной электроизоляцией. Индуцирование электроэнергии, полученной при прохождении через обмотки тока, происходит во второй катушке.

Назначение агрегата заключается помимо всего прочего в устранении перепадов напряжения в сети. Он способен защитить бытовую технику, промышленное оборудование от поломки, а человека – от удара током.

Предназначение

Разделительный трехфазный или однофазный аппарат применяется с целью минимизировать риски в процессе эксплуатации электрооборудования. Существует три основных направления, для которых применяется представленный прибор:

Исключает поражение током при попадании на работающий инструмент брызг воды. Для этого катушки имеют усиленную изоляцию. Ручной электрический инструмент изготавливается по этому принципу.
Для техники с металлическим корпусом или режущего оборудования (дрель, болгарка и т. д.).
Между первичной и вторичной обмоткой может идти заземленный контур. Она предотвращает появление между цепями переменного тока емкостные связи.

Благодаря перечисленным качествам применение трехфазных или однофазных трансформаторов разделительного типа рекомендуется применять как в бытовых целях, так и на производстве. Оно способно снизить риск мастеров в процессе эксплуатации электрооборудования. Подобные агрегаты применяются в банях, ваннах, громкоговорителях, а также прочих условиях повышенной опасности поражения током. В промышленности различные станки, машины работают на электричестве, которое генерирует разделительный трансформатор.

Производители бытовой техники рекомендуют устанавливать УЗО перед подключением аппаратуры в сеть. Это позволяет выполнить требования безопасности ее эксплуатации.

Зачем применять дополнительную защиту?

Продемонстрировать важность применения такого устройства, как разделительный трансформатор можно на простом примере. Если в ванной комнате, сауне или бане установлена розетка без гальванической развязки, попадание в нее воды приведет к короткому замыканию. Произойдет разрушение изоляции. Напряжение произведет разрушительное действие на стену и незаземленные соседние объекты.

При наличии в электросхеме защитного устройства позволяет сделать такое воздействие напряжения минимальным даже при разрушении изоляции. Если же материал не будет пробит вообще, воздействия тока на окружающие точку питания предметы вовсе не будет.

Поэтому во влажных помещениях, а также при работе электроинструмента рекомендуется устанавливать защитные установки. В некоторых случаях производители даже не будут давать гарантию на эксплуатацию оборудования, если подобные агрегаты не будут включены в схему подключения к сети.

Разновидности

Сегодня применяется несколько основных разновидностей аппаратов, повышающих безопасность эксплуатации бытовой техники и объектов основных фондов предприятия. Выделяют следующие типы:

Трансформатор тока. Его первичная обмотка подключается к источнику электроэнергии, а вторичная – к счетчику или другому измерительному прибору. Его применяют в измерительных или релейных цепях.
Пик-трансформатор. Преобразует синусоидальное напряжение. Чаще всего эксплуатируется в аппаратах с оцифровкой.
Импульсные. Получает и преобразует полученный сигнал, а затем передает прямоугольный импульс. Предотвращает появление высокочастотных помех.
Автоматический. Применяется принцип соединения первичной и вторичной обмотки в одну, что позволяет образовывать не только магнитную, но и электрическую связь.
Силовой. В конструкции есть две или больше обмоток, которые преобразуют в процессе электромагнитной индукции одну систему напряжения в другую.
Портативный. Используется для уличного и тоннельного переносного освещения. Он имеет компактные габариты. Аппарат также применяют на открытой местности или при экстремальных рабочих условиях.

Разделительные трансформаторы могут быть узкоспециализированными. Для больниц, например, применяют особые агрегаты. Они отвечают за обеспечение электричеством таких важных объектов, как реанимация, операционная и стационарные отделения. Разделяющие материалы препятствуют возникновению связи развязки с фазой и заземлением. Это позволяет предупредить поражение током медицинский персонал, пациентов.

В бытовых целях применяют агрегаты как однофазные, так и трехфазные. Чаще всего его применяют для котлов, электрического теплого пола и т. д.

Подключение к котлу

Чтобы подключить разделительный трансформатор к котлу, необходимо отключить питание в сети. В процессе монтажа требуется произвести развязку гальванической цепи. Для этого потребуется аппарат 380/380В. Техника, предохраняющая котел от аварийной ситуации, должна иметь максимальный порог напряжения на уровне не менее 10-15%, сравнительно с котлом.

После этого можно приступать к подключению устройств. Сразу же необходимо разъединить питание по линии фазы для соединения с нулевым проводом. Для этого используют отключающее устройство. Разделительный трансформатор и котел тестируются при повторном нагреве. Предварительно следует дождаться полного остывания системы.

Как сделать аппарат самому?

Изготовить маломощную конструкцию возможно самостоятельно. Для этого необходимо разместить две полуобмотки на идентичных каркасах. Каждая катушка разделяется на две равные части.

Работать оборудование будет от сети 220В. Последовательно требуется соединить две полуобмотки. Необходимо снять напряжение с точек на вторичной катушке. На холостом ходу оно должно уменьшиться до уровня 216 В. Каркас может быть при этом корпусным.

Чтобы проверить работу аппарата, необходимо подсоединить обычную лампу к контактам. Лучше выполнить подключение к сети 36 В. Можно также встроить в механизм дроссель или стабилизатор.

Модель должна быть небольшая. Это облегчит процесс ее создания. Создавать представленное оборудование самостоятельно позволяется только тем мастерам, которые имеют некоторый опыт работы с электрикой.

Применение в различных сферах деятельности аппаратуры, способной увеличить безопасность эксплуатации различных электрических устройств, инструментов и машин, крайне необходимо. Это позволяет в полном объеме выполнять общепринятые правила охраны труда, пожарной безопасности.

protransformatory.ru

Разделительный трансформатор: принцип действия и основные особенности

трансформатор разделительный Как известно, трансформаторы бывают понижающими напряжение и повышающими напряжение. Кроме этого, существуют также и такие трансформаторы, у которых входное напряжение по величине равняется напряжению на выходе. Кажется странным, зачем получать на выходе то же напряжение, что и на входе? Все довольно просто: суть в том, что две обмотки (первичная и вторичная) не соприкасаются друг с другом, то есть вторая обмотка (вторичная) работает автономно. Подобного рода трансформаторы называют разделительными.

Принцип работы разделительных трансформаторов

Необходимо помнить о неоспоримом факте: в наш дом входят проводники, которые «доставляют» электрическую энергию, необходимую нам для различных потребительских нужд – приготовления пищи, стирки, света и тепла. Если ненароком прикоснуться к обоим проводникам (фазы и нуля), через организм человека пройдет довольно высокий электрический потенциал. Чем это может грозить, наверное, объяснять не нужно.

При использовании разделительного трансформатора, нулевой проводник не имеет заземления. Таким образом, случайное прикосновение к проводам или же к прибору никакого вреда человеку не принесет. Однако необходимо отметить, что на вторичной обмотке все-таки имеется опасный потенциал, а поэтому, прикосновение к проводу с одновременным прикосновением к какому-либо заземленному металлическому предмету (например, стояк водоснабжения) может угрожать жизни человека.

Еще одно преимущество использования разделительного трансформатора

Трансформатор сглаживает возможные скачки напряжения, тем самым исключает вероятность преждевременного выхода из строя разнообразной электрической аппаратуры. Именно поэтому все дорогостоящие электроприборы настоятельно рекомендуется подключать через разделительный трансформатор.

Где применяются подобные трансформаторы

Подобного рода трансформаторы широко применяются в тех помещениях, которые отнесены к группе повышенной опасности: ванные комнаты, сауны, бассейны и т.п. Кроме того, разделительные трансформаторы используются также в тех помещениях, где присутствует большое количество металлоконструкций, которые имеют нестабильное заземление.

Необходимо ли устанавливать совместно с разделительным трансформатором УЗО?

На первый взгляд может показаться, что потребность в УЗО отсутствует. Однако это далеко не так. Вследствие повреждения изоляции опасный электрический потенциал вполне может оказаться на корпусе того или иного прибора. Прикоснувшись к такому прибору и одновременно прикоснувшись к предмету, связанному с землей, есть опасность поражения электрическим током. Следовательно, использовать с трансформатором устройство защиты все же необходимо.

Добавить комментарий

oaobze.ru

Разделительный трансформатор: назначение и тестирование

Разделительный трансформатор – это устройство, обеспечивающее гальваническую развязку первичной и вторичной цепи, развязку по переменному току, и имеющее среди конструктивных особенностей усиленную изоляцию между обмотками. Иногда разделительными называются трансформаторы обыкновенной конструкции, чтобы подчеркнуть назначение приборов.

Назначение

В российской литературе мало внимания уделяется разделительным трансформаторам, составители Википедии скопировали выдержки из ПУЭ и ГОСТ Р 50571.11. Начнём с основных терминов:

Под двойной изоляцией понимаются меры безопасности, когда наряду с защитой проводников корпус либо отсек выполняется из изоляционного материала, что исключает поражение током, к примеру, в случае ненамеренного попадания брызг. Ручной электроинструмент изготавливается в подобном исполнении.
Усиленной изоляцией оборудуются приборы с металлическим корпусом либо рабочие токопроводящие части оказываются под током. К примеру, электродрель.
Защитным экраном называется заземлённая обмотка (сеть, спираль и пр.), включённая между первичным и вторичным контуром. Иногда её называют щитом Фарадея, предназначение меры — устранить между цепями ёмкостную связь по переменному току.

Швартовка судов

Казалось бы, в задачу трансформатора входит передача переменного тока. Причём полезного. Обмотки сконструированы так, чтобы пропускать частоту 50 Гц. Ёмкостная связь способна нарушить правило, и во вторичную цепь отправятся помехи. Если уровень велик, происходящее способно замкнуть ток на землю и представлять угрозу жизни людей либо целостности оборудования. К примеру, швартовка судна и питание от земли идут преимущественно через трансформаторы с экраном Фарадея, чтобы предотвратить коррозию корпуса, вызванную электролитическими токами, идущими сквозь воду на дно.

Токи текут, вызванные разницей потенциалов между нейтралью суши и нижними слоями залива. Чтобы устранить эффект, применяются резисторы NGR. Это небольшие сопротивления, рассчитанные на ток 5 А (при напряжении до 5 кВ) и снимающие потенциал с корпуса судна, замыкая на контур через крайне низкое сопротивление. Образующийся резистивный делитель исключает занос сюда потенциала, образованного токами нейтрали. Что вызывается неравномерной нагрузкой фаз.

Помимо прочего это вредоносное явление легко вызывает искру. Если обычный сухогруз подключается через разделительный трансформатор без экрана, танкеры и газовые хранилища подобным образом питать запрещается. Иначе нельзя заранее предсказать, где форма корпуса и повышенное напряжение создадут искру, приводящую с большой степенью вероятности к печальным последствиям.

Из схемы видно, что заземлённая нейтраль трансформатора швартуется на корпус танкера, чтобы уравнять потенциалы. Эта мера блокирует течение тока через воду, а разделительный трансформатор исключает прочие опасности. В указанном случае «заботятся» о корпусе судна и содержимом танков, предполагается, что рабочий персонал в курсе, как себя вести на опасном объекте.

Система NGR выгодно отличается от изолированной или глухозаземлённой нейтрали отсутствием большой величины токов на нулевом проводнике в районе контура и относительной безопасностью. Появляется возможность простыми средствами контролировать превышение токов утечки над допустимым уровнем и даже коммутировать (разрывать и воссоединять) при помощи реле связь нейтрали с грунтом, если появляется необходимость.

В случае со швартовкой судна резистор в цепи заземления позволяет простыми методами избежать сложностей с разрушением корпуса, описанных выше.

Человек и вода

На аналогичном принципе построена и защита человека, находящегося в контакте с водой. Если в зонах ванны и вблизи разрешается использовать исключительно оборудование со сверхнизким безопасным напряжением, неспособным причинить вред в силу малых значений, то розетки (к примеру, на стиральную машину) ставятся через разделительный трансформатор. Экран Фарадея не становится обязательной мерой, лёгкий укус тока не повредит человеку и не вызовет коррозию ванны. Запрещается лишь любую точку вторичной обмотки заземлять.

Идея почерпнута из методик трёхфазных цепей с заземлённой нейтралью. Считается, что зануление корпуса — надёжная защита. В районе земли указанный провод контачит со всеми фазами. А потенциал на одной из них в любой момент времени ниже грунта. Следовательно, ток пойдёт туда, а не к человеку, неосторожно взявшемуся за оголённый металл, где не ожидал найти высокое напряжение. Заземление рассматривается в качестве дополнительной меры.

Аналогичным образом, будь одна точка вторичной обмотки заземлена, ток замкнулся бы через человека, водопровод и грунт на указанную точку. Результат мероприятия зависит от отношения сопротивлений множества составляющих цепи, но укус тока лёгким уже не назовёшь. Возможны смертельные исходы.

После разделительного трансформатора ставится предохранитель либо автомат защиты, исключая дифференциальный. Опаснейший вариант замыкания может произойти между двумя точками обмотки без участия заземления.

Потенциал высоты

С ростом высоты над уровнем грунта потенциал атмосферы увеличивается. Уже на уровне макушки человека составляет приличное значение. Людей не бьёт током потому, что поверхность кожи, одежда проводят электрический заряд. В результате у стоящего на земле показатель выравнивается с почвой, а огибающие поля приподнимаются. Фактически мы представляем бугорок.

Иное дело, когда на стальной высокой мачте стоит антенна. Дело даже не в антенне, а огнях, предназначенных дать пилоту авиалайнера понять, что впереди препятствие. Металлические части, арматура светильников действуют в качестве приёмной антенны. И высотный потенциал вместе с радиосигналом начинают уходить в цепь питания. Понятно, что подобные помехи внизу не нужны, это негативный эффект.

Чтобы избежать этого, применяют разделительный трансформатор с коэффициентом передачи, равным единице. Нет разницы, где ставить прибор, он всегда изолирован от грунта. Максимум, что произойдёт – стекание статического заряда по изоляции. Указанный процесс постепенный и вреда не причиняет. Трансформатор отсекает:

Постоянную составляющую, текущую по медной жиле провода питания. Эффект схож с эффектом высотной антенны за счёт высотной разницы потенциалов. Случалось, людей било током при неосторожной стыковке разъёма с видеомагнитофоном или телевизором.
Переменные составляющие плохо проходят через обмотку, её параметры рассчитаны на частоты 50 Гц (собственная ёмкость трансформатора не блокируется экраном Фарадея, образуется резонансный контур). Амплитуда этой части невелика, но способна создавать помехи оборудованию, включённому в общую сеть питания.

На мачте потенциал относительно почвы может составлять 300 кВ. Питать сигнальные огни напрямую нет возможности. В целях защиты оборудования целенаправленно применяют разделительные трансформаторы Артура Остина. Будущий изобретатель работал инспектором по изоляции коммуникаций в Pacific Gas & Electric Co и хорошо изучил вопрос. Потом даже организовал собственную компанию.

Импульсные цепи

Разделительные трансформаторы в этом случае становятся термином нарицательным. В цифровой технике применяются для развязки цепей и нормализации уровней сигнала (0 и 1). Если постоянная составляющая начинает уплывать, использование трансформатора считается простым способом вернуть логические уровни на место. При этом одна точка вторичной обмотки непременно заводится на нейтраль вторичной цепи. А соединяется ли она с корпусом, зависит от реализации конкретной схемы.

Импульсный разделительный трансформатор идеален для инвертирования сигнала и смены логического уровня. Это достигается встречным включением катушек и изменением коэффициента передачи. В цифровой технике логический уровень измеряется лишь по напряжению, а величина тока в большинстве случаев не играет роли. Лишь бы хватило для переключения микросхем (минимальный порог указывается в технических характеристиках).

Импульсные трансформаторы имеют малые габариты в силу высоких частот используемых сигналов. Это могут быть гигагерцы, в которых измеряется тактовая частота процессора. В результате заметить эту микросхему среди прочих удаётся лишь по маркировке. К примеру, счетверённый трансформатор (muRata) 1600 С имеет длину корпуса 2 см.

Одновременно обеспечиваются потрясающие разделительные качества. Сопротивление изоляции напряжению 500 В постоянного тока составляет 10 ГОм (как в высоковольтных цепях), а включать изделие допустимо в прямом и обратном направлении. Вторичная и первичная обмотки идентичны. Это важно при преобразовании уровней: разделительный трансформатор работает на повышение и понижение напряжения.

В спецификации указываются собственные ёмкости изделий, что прямо указывает на отсутствие экранов Фарадея. За ненадобностью исключение громоздкого элемента помогает экономить место.

Тестирование электрического оборудования

Часто новые изделия не до конца продуманными в конструктивном плане. Это вызывает появление высокого напряжения в неподобающих местах. Если заземлить источник питания в одной точке, произойдёт несчастный случай при прикосновении. Разделительный трансформатор, ни одна из точек вторичной обмотки которого не соединена с грунтом, становится надёжной защитой по соображениям, изложенным выше.

При тестировании происходит всестороннее изучение объекта, и дефект окажется замечен, а опасность – устранена внесением поправки в электрические схемы или технологический процесс.

Ранее присутствовали схемы, где несущее алюминиевое либо стальное шасси могло служить нулевым проводником. Это касается электронных ламп. В таком случае на модуле обязательно присутствовал высокий потенциал, это нормальный режим, в составе оборудования корпус блока недоступен прикосновению человека. А значит, при тестировании разделительный трансформатор просто необходим. Экран Фарадея в этом случае не считается обязательной частью.

Измерения

В силу особенностей аналоговые измерители чувствительны к питающему напряжению. Это касается оценки ёмкостных и омических сопротивлений, ряда прочих параметров. Для повышения точности можно обеспечить развязку по постоянному току либо высокочастотной составляющей. В отдельных случаях нужно сдвинуть фазу опорного напряжения на 180 градусов. Проще это сделать при помощи разделительного трансформатора, когда первичная и вторичная обмотки включаются навстречу.

Отдельным отрядом идут измерительные трансформаторы для снятия значений параметров высоковольтных цепей. Указанный класс приборов разделительными обычно не называют в силу очевидных причин. К примеру, трансформатор тока позволяет обнаружить короткое замыкание в цепи заземления NGR. Изделие может настраиваться на резисторы под ток 5, 10 и 15 А, что соответствует цепям 5 (6,6), 10 и 15 кВ. Переключатель позволяет гибко привести параметры трансформатора к нужному значению.

vashtehnik.ru

Разделительный трансформатор: принцип работы, подключение

Устройство, которое предназначено для преобразования напряжения и переменного тока называется трансформатором (ТР). Если устройство использует и на выходе, и на входе одинаковое напряжение тока, то это разделительный трансформатор.

Принцип работы

Все мы знаем, что благодаря прогрессу, у нас в доме находится огромное количество разнообразных токоприёмников, которые способствуют удовлетворению всех бытовых нужд: приготовлению пищи, уборке, досугу. Но также всем с детства известно, что нельзя прикасаться одновременно к двум проводникам фазы и нуля, иначе может случиться непоправимое. Для защиты человека от поражения электрическим током существует — заземление. Но причем тут трансформаторное устройство и как вообще оно работает?

Разделительный трансформатор

Безопасный разделительный понижающий трансформатор производства ABB не использует заземление, даже прикоснувшись к нему, человек себе не нанесёт вред. Это происходит благодаря тому, что обмотки отделены друг от друга и работают автономно, независимо от мощности, в отличие от трансформатора 220 / 12В. Единственное, чего нельзя делать – это трогать обмотку, и в этот момент соприкасаться с заземлёнными железными проводниками или землей.

Данное устройство используется для питания электросетей напряжением до 120 В при постоянном токе, и до 50 В при переменном токе, и минимальном напряжении 24 В. При работе создается гальваническая развязка сверхнизкого напряжения, которая питает устройства электроэнергией, полученной от локальной электролинии. Такой рабочий эффект достигается благодаря разделению обмоток специальной усиленной электроизоляции, двойной или тройной. На стальной сердечник непосредственно наматывается обмотка, и между ними возникает электромагнитное поле, благодаря потоку энергии, проходящему через них. Индуцирование полученной энергии происходит во второй обмотке трансформатора.

Безопасный разделительный трансформатор

Основное преимущество такого трансформатора в том, что он предотвращает резкие перепады напряжения в электросети, тем самым предохраняя аппаратуру от повреждений, а жизнь человека от травм.

Применение

Квалифицированный специалист будет настаивать именно на покупке такого оборудования для использования в быту и на производстве. Это объясняется простотой работы устройства, его относительной доступностью и безопасностью, а принцип защиты этого прибора от поражения человека электрическим током известен даже школьникам из уроков физики по технике безопасности и охране труда. Схема разделительного трансформатора

Если спросить специалиста, для чего нужно такое устройство, то все просто: оно работает в условиях повышенной электроопасности, на опасных предприятиях и производствах, во влажных помещениях – банях, саунах, ваннах, и даже в громкоговорителях и станочном оборудовании его применение очень широко.

Если собираетесь делать в доме ремонт, то для использования теплого пола просто необходимо установить УЗО. Вообще, к любому вопросу, связанному с электричеством нужно подходить очень серьезно. Для установки электрооборудования в помещениях с большой влажностью (ванны, сауны и др.) существуют строгие правила по технике безопасности и правилам устройства электроустановок. Перед установкой оборудования требуется пригласить для консультации специалиста.

Виды трансформаторов

В зависимости от области применения, материалов обмотки и количества фаз трансформаторы могут быть:

Трансформатор, первичная обмотка которого непосредственно подключена к источнику тока, а во вторичную обмотку включаются измерительные приборы (эл.счётчик), называется трансформатором тока (ТТ). Это устройство, которое используется в различных релейных и измерительных цепях.
Импульсный трансформатор преобразует полученные сигналы и передает прямоугольный электрический импульс. Чаще всего применяется в технике, где вч помехи через кабель питания нарушают работу или ведут к нарушению строчной развертки (используется до 100 кВА).
Для преобразования синусоидального напряжения в устройствах с оцифровкой ts используется пик-транcформатор (большой известностью пользуется продукция Lider).
В некоторых устройствах обе обмотки первичная и вторичная соединены в одну напрямую, и благодаря такому конструктивному решению имеют помимо магнитной связи еще и электрическую. Это принцип используется в автотрансформаторах.
Силовой трансформатор использует две или более обмоток для преобразования при помощи электромагнитной индукции одной системы в другую систему напряжения;
Для освещения улиц и тоннелей широко применяется безопасный разделительный трансформатор для переносного освещения. Это устройство представляет из себя компактный прибор с изолированными обмотками. Портативный прибор может быть установлен на специальную платформу, либо на дин рейку. Переносной трансформатор часто применяется на открытых местностях либо в экстремальных условиях работы.

В свою очередь разделительные трансформаторы также бывают разные. Допустим, все медицинские учреждения оснащены устройством, которое отвечает за электроснабжение для операционных, реанимационных и прочих отделений. Этот прибор называется индивидуальным медицинским разделительным трансформатором для it-системы, и работает в пределах напряжений 220 /220 В. Очень популярные модели, производства компании Allintext, одного из лидеров мировой электрической промышленности, а из отечественных производителей ОСО Электра.

Ключевой особенностью этих приборов является полное отсутствие связи гальванической развязки с нейтралью и фазой, благодаря чему предотвращается поражение электрическим током пациентов и работников мед. учреждений. При желании можно присоединить специальный командный блок, который будет на расстоянии управлять процессом при помощи алгоритмов и программ.

Для бытовых нужд чаще всего применяется повышающий разделительный трансформатор. Он может быть силовым, бытовым или промышленным; в зависимости от области применения максимально допустимое напряжение будет варьироваться в пределах 380 /220 В. Его производят однофазным и трехфазным. Размер трансформатора можно уменьшить, если увеличить частоту переменного тока. В быту применяется для подключения газовых котлов или прочего отопительного оборудования.

Часто применяются разделительные трансформаторы встроенные и специального назначения. Тип подключения определяется степенью безопасности модели и требованиям во время работы. Такие устройства работают с номинальным первичным напряжением, не превышающим 1000 В переменного тока и 1000 В пульсирующего постоянного тока, номинальной частотой не выше 50 Гц.

Как подключить трансформатор к котлу отопления

Для начала нужно отключить питание в механизмах. Теперь нам необходимо развязать гальваническую цепь, поэтому применяем трансформатор 380/380 В разделительный (либо подходящий по мощности к модели котла, но обязательно с равными сигналами входа и выхода). Желательно, чтобы предохраняющая техника имела максимальный порог напряжения на 10-15 % меньше, чем сам котел.

Теперь подключаем устройства. При работе необходимо соединение с нулевым проводом (бесперебойное), поэтому сразу же разрываем питание по фазной линии с помощью отключающего устройства. Первую проверку нужно осуществить во время повторного нагрева оборудования, так советует производитель Legrand, при повторном подключении к сети нужно дождаться охлаждения нагревательного элемента.

Как сделать трансформатор самому

Ниже предоставлена рабочая схема, по которой разделительный трансформатор осуществляет работу. Как уже понятно из всего вышесказанного, это устройство не что иное, как два соединенных магнитным полем силовых приспособления.

Мы предлагаем попробовать изготовить маломощный транформатор. На схеме демонстрируется две отдельные полуобмотки. Полуобмотки — слово, обозначающее, что каждая обмотка трансформатора разделена на две идентичные части. Размещены эти полуобмотки на двух одинаковых каркасах. Данный термин означает, что обе обмотки в свою очередь делятся на какие-то части.

Рабочая схема разделительного трансформатора

Разделительный сетевой трансформатор будет подключаться к сети 220 В. Две полуобмотки соединены последовательным путем (1 и 2). Их пока не трогаем, но нужно снять напряжение с 5 и 15. Наша цель, чтобы на холостом ходу напряжение уменьшилось до 216 В, так что нужно подсоединить обмотки к каркасу, он может быть корпусный, лишь бы провода не соприкасались. Теперь полуобмотки 1, 2, 5′ и 15′ стали первичными. Для проверки подсоединяем обычную лампу к контактам и включаем в сеть, но не в 220, а в 36 В, так безопаснее.

Схема 3

При желании можно встроить в механизм стабилизатор либо дроссель. Впоследствии это может быть как бытовой, так и компактный разделительный трансформатор для мастерской. Лучше начинать с небольших моделей, т.к. у них значительно легче монтаж.

Если подобного опыта нет, то конечно, лучше всего обратиться за помощью к специалистам. Ведь электричество – это раздел промышленности, где без определенных навыков очень сложно правильно настроить и подключить технику.

www.asutpp.ru

Принцип действия трансформатора - устройство и назначение, схема конструкции

Трансформатор — это электрическая статическая машина, предназначаемая для изменения характеристик напряжения или тока. Название говорящее – трансформировать – значит преобразовывать. Впрочем, трансформации подвергаются только силовые характеристики тока, частота и форма при этом не изменяются.

Трансформатор

Состоит эта машина из нескольких основных частей:

Корпус или магнитопровод – представляет собой сердечник из металлических пластинок, плотно сжатых между собой, изготавливаются из мягкой трансформаторной стали, а в отдельных случаях, из специального состава ферромагнетика.
Первичной обмотки – катушка, размещенная на магнитопроводе, по ней пропускается ток, характеристики которого нужно изменить;
Вторичная обмотка – также катушка, но с проводами других характеристик, в которой индуцируется ток с другими, заранее рассчитанными параметрами.

Принцип работы и область применения

Принцип работы трансформатора

В электромагнитную схему трансформатора входят две обмотки и замкнутый сердечник, выполняемый из трансформаторных листовых материалов. Ток, проходящий по первичной катушке, возбуждает в сердечнике электромагнитную индукцию.

Пересекая провода вторичной катушки, она индуцирует в ней ток, соответствующий параметрам вторичной обмотки. Таких катушек может быть несколько с разными характеристиками (количество витков, сечение провода, материал), соответственно и результат индукции будет различным.

Трансформаторы используются в энергообеспечении народного хозяйства в различных областях:

Для передачи и преобразования электроэнергии:
- Передача электроэнергии на далекие расстояния и ее разделение между пользователями. Передача электричества по сетям непосредственно после генерации связана с большими его потерями. Генераторы дают напряжение 6-24 кВ, а передача, во избежание потерь, осуществляется при напряжении от 110 до 750 кВ. Для получения таких характеристик применяются повышающие трансформаторы.
- Когда электроэнергия по ЛЭП доходит до потребителя, она поступает на понижающие трансформаторные станции, где производится понижение напряжения и мощности в соответствии с потребностями для группы потребителей, а затем распределяется на другие трансформаторные подстанции, например, районного значения. Дальнейшее распределение энергии зависит от потребности того или иного объекта или их группы.
Для правильного включения вентилей в преобразователях, что позволяет согласовать величину напряжения на выходах и входах устройства. Их название – преобразовательные.
Для выполнения различных операций технологических процессов, например – сварки, в электролизных производствах, в обеспечении работы электросталеплавильных агрегатов и других.
Обеспечение работы схем и приборов радиоаппаратуры, электроники, средств связи, бытового электрооборудования и многого прочего.
Для подключения электроизмерительных приборов и отдельных аппаратов (реле, коммандеры и др.) в цепи высокого напряжения для обеспечения измерений и электробезопасности объектов. Такие трансформаторы образуют отдельный класс – измерительные.

Устройство

Магнитная схема

Сердечник трансформатора

Конфигурация магнитной схемы разделяет эти устройства на три класса:

тороидальные;
броневые;
стержневые;

Стержень представляет собой ту часть магнитопровода, на которой размещены обмотки, остальная часть называется «ярмо». В виде стержневых изготавливаются трансформаторы большой и средней мощности.

Это связано также с более простой схемой охлаждения такой машины. Магнитопроводы обычно производятся из листовой электротехнической стали толщиной 0,25-0,5 мм. Листовые детали соединяются между собой электротехническим изолирующим лаком. Это делается для уменьшения влияния вихревых токов на работу магнитопровода.

Маломощные и микротрансформаторы обычно производят броневыми, поскольку они в изготовлении дешевле стержневых из-за меньшего числа катушек и технологичности изготовления.

Одним из преимуществ тороидальных трансформаторов является магнитная схема без зазоров. Этим обусловлено низкое магнитное сопротивление магнитопровода таких преобразователей.

Обмотки

Чем ближе расположены обмотки по отношению друг к другу, тем надежнее магнитная связь между ними. Поэтому их принято наматывать одну поверх другой. Такие катушки называются концентрическими.

В зависимости от конструкции, обмотки могут быть расположены последовательно. Эти называются дисковыми. Исполнение зависит от особенностей трансформатора и его назначения.

Мощные статические машины выделяют много тепла и нуждаются в интенсивном охлаждении.

Виды преобразователей

Силовой трансформатор

Предназначается для изменения параметров потока электричества в сетях, используемых для потребления. Необходимость их использования связана с потребностью понижения мощности (до 760 кВ) подводящих сетей в потребительскую мощность городского хозяйства (220/380 В). Силовой преобразователь переменного тока предназначается для изменения силы тока прямым воздействием в сети.

Автотрансформатор

Отличен от предыдущего тем, что обмотки в нем соединяются не только через индукционные потоки, но и непосредственно одна с другой. Вторичная обмотка имеет несколько выводов (но не менее трех), подключение к ним в различных комбинациях ведет к получению различного напряжения.

Преимуществом такой конструкции является повышенный КПД устройства, потому что изменению подвергается только часть энергии. Это эффективно при небольшом различии напряжений на входе и выходе.

Несовершенство этих устройств состоит в том, что между обмотками нет изоляции. Применение оправдано при надежном заземлении в сетях до 115 кВ и небольшим коэффициентом трансформации – в пределах 3-4 раз. Габаритные размеры магнитопровода и обмоток у таких машин меньше, следовательно, они экономичнее в производстве.

Трансформатор напряжения

Этот вид преобразователя питается от соответствующего источника. Применяется обычно для изменения высокого напряжения на пониженное в цепях автоматики или релейной защиты. Использование связано с необходимостью ограждения низковольтных участков схем от повышенного напряжения.

Трансформаторы тока

Здесь первичная катушка получает питание от источника тока. Применяется для понижения тока в устройствах релейной защиты и измерителях. Вместе с тем, производится гальваническая развязка. Как правило, ток на вторичной катушке составляет величину 1А или 5А.

Первичную катушку включают в одну цепь с нагружением, подлежащем контролю, а к вторичной катушке подключаются приборы контроля, либо релейные устройства. Идеальный режим работы вторичной обмотки близок к короткому замыканию. Если происходит замыкание вторичной катушки, возникающее напряжение настолько велико, что повреждает подключенные к ней элементы.

Разделительные трансформаторы

Разделительный трансформатор

Обмотки таких машин не связаны между собой. Такие преобразователи применяются для улучшения условий безопасности функционирования сетей при замыкании, срабатывает гальваническая развязка.

Импульсные преобразователи

Импульсный преобразователь

Предназначаются для реформирования сигналов в виде коротких (до 10 миллисекунд) импульсов с максимальным сохранением их формы. В основном применяется для передачи импульсов, характерных прямоугольной формой. Как правило, главное требование к этому преобразователю – передача кратковременного импульса в максимально сохраненной форме, при этом, изменение его амплитуды и полярности несущественно.

Согласующие трансформаторы

Согласующий трансформатор

Используются при согласовании нагрузок различных участков с максимальным сохранением формы сигнала. Вместе с тем, использование такого преобразователя дает гальваническую развязку разных участков электронных схем.

Пик-трансформатор

Машина, обеспечивающая изменение синусоидальных напряжений в импульсные. При этом, происходит изменение полярности в каждом полупериоде.

Сдвоенный дроссель

Конструктивно выполняется в виде преобразователя с одинаковыми обмотками. Учитывая индуктивное влияние катушек друг на друга, он заметно эффективнее обычного дросселя. Распространены как входные фильтры БП блоков питания в звуковых схемах.

househill.ru