Трансформатор – электрическое изделие, которое оказывает определенное влияние на показатель напряжения переменного тока. Его принцип действия основывается на таком физическом явлении, как электромагнитная индукция. Существует несколько разновидностей, каждая из них отличается конструкцией, назначением и характеристиками. К таким устройствам относится приведенный трансформатор.
Общие сведения
Трансформатор – распространенное электротехническое устройство, которое является статическим электромагнитным изделием, предназначенным для трансформации системы переменного тока с сохранением частоты, но изменением тока и напряжения. Созданию этого аппарата предшествовали несколько условий.
В конце 19-го века промышленность стремительно развивалась, что привело к увеличению необходимости в передаче электроэнергии на большие расстояния. В процессе исследований удалось определить, что самый простой и результативный способ решения – повышение значения напряжения на линии. Период изобретения производительного и экономичного трансформатора совпал с успехами в электротехнической сфере.
Опыт конструкторов и инженеров позволил реализовать совершенно новую модель, принцип работы которой лежит в основе современных агрегатов. Главным открытием стал закон электромагнитной индукции, появившийся в 1831 году.
Важно! М. Фарадей на практике доказал возможность трансформации магнетизма в электрическую энергию, что и послужило основой для появления трансформатора.
Разновидности
Научный прогресс привел к появлению нескольких видов трансформаторов, которые активно используются не только промышленности, но и в других сферах. Каждый вид отличается техническими характеристиками, способом функционирования и имеет характерные конструктивные особенности. В целом их принцип работы одинаковые, но встречаются уникальные устройства, например, это приведенный трансформатор.
К основным видам относятся:
- Силовой. Распространенная разновидность, предназначенная для изменения электроэнергии в сетях энергетических систем с переменным током, а также в осветительных системах и промышленности. Силовое устройство является частью подстанций комплектного типа. Разделяется на несколько видов по показателю напряжения и числу фаз. Отличительной чертой считается высокий КПД, у некоторых моделей он достигает 99%. Также к преимуществам относится устойчивость к перегреву, простота обслуживания и повышенные технические параметры.
- Автотрансформаторы. Между собой обмотки соединены гальваническим методом. За счет незначительных коэффициентов изменения U обладают скромными размерами и ценой, нежели многообмоточные модели. К недостаткам относится невозможность реализации гальванической изоляции электроцепей. Эта разновидность получила широкое применение, она способна приводить в действие и поддерживать работоспособное состояние пусковых систем больших электрических аппаратов с переменным током, а также в устройства релейной защиты.
- Измерительный. Позволяют изменить напряжение с повышенной точностью. Разделяются на высоко- и низковольтные. Вторичная обмотка взаимосвязана с измерительными приспособлениями (счетчиками, вольтметрами, амперметрами, реле тока). Изделие способно изолировать измеряющие устройства от всевозможных негативных факторов, а еще открывает возможности для стандартизации оборудования.
- Импульсный. Характеризуется наличием ферромагнитного сердечника, который применяется для импульсной работы. Получили распространение в электровычислительных аппаратах, в счетчиках электроэнергии, системах радиолокации. Принцип работы импульсного устройства основан на сохранении формы импульса. Такой результат удается достичь за счет понижения емкости между витками, уменьшения индуктивного рассеивания путем установки небольших сердечников и сокращения количества обмоток.
Каждая разновидность применяется в конкретном случае, но есть еще одна менее распространенная – пик-трансформаторы. Агрегат меняет напряжение синусоидального типа в импульсное, при этом полярность разная каждые полпериода. Отдельного внимания заслуживает приведенный тип.
Особенности приведенного трансформатора
Для начала необходимо выяснить, что же такое приведенный трансформатор. Приведенная модель представляет собой устройство, оказывающее на цепь такое же воздействие, как и стандартный трансформатор, но при этом его показатель трансформации равен 1. В обычном изделии характеристики первичной обмотки существенно различаются в сравнении с вторичной. Максимальное отличие заметно при высоких показателях трансформации, что усложняет расчет и создание векторных диаграмм.
Электрические векторные величины обмотки первичного типа имеют другую длину, нежели аналогичные векторы обмотки вторичного типа. С данной проблемой можно справится, если основные параметры привести к одному количеству витков, к примеру, W1. Для этого пересчитываются показатели вторичной обмотки с учетом W1. Удается получить устройство эквивалентного вида, где k=W1/W2=1, он имеет ряд отличительных особенностей от стандартной (реальной) модели, где k=W1/W2.
Приведение характеристик не отражается на процессе функционирования трансформатора, фаза и мощность обмотки вторичного типа идентичны реальному трансформатору. К примеру, мощность реального устройства S2=Е2 I2 равна показателю мощности вторичной обмотки приведенного изделия. Вот, чем отличается приведенный трансформатор от неприведенного.
