Името на думата "трансформатор" идва от латинското "transformare", което в превод означава "преобразуване". Научното определение за него е следното: трансформатор е устройство, способно да преобразува, използвайки свойствата на електромагнитната индукция, стойностите на напрежението от една величина в стойностите на друга, без да променя честотата.

Устройството е широко използвано в различни области на енергетиката, електрониката и радиотехниката. Най-често трансформаторите се използват в електрически мрежи и в захранвания на различни електронни устройства.

Общ режим и принцип на действие

Трансформатор е електрическо устройство, с помощта на което се получава намаляване или увеличаване на променливото електрическо напрежение. Такива трансформатори се наричат ​​стъпка надолу или стъпка. Трябва да се отбележи, че има и такива устройства, които оставят стойността на променливото напрежение непроменена, те се наричат ​​галванични.

Всеки трансформатор се състои от такива основни части:

  • магнитна верига (сърцевина);
  • намотки;
  • рамка за местоположението на намотките;
  • изолатор;
  • различни конструктивни елементи (скоби за закрепване, ленти за сключване на контакти и др.).

Трансформаторът има в дизайна си две или повече намотки, свързани чрез индуктивност. Те могат да бъдат или тип тел или лента и винаги са покрити с изолационен слой. Намотките са навити на магнитна сърцевина, изработена от мек феромагнетичен материал. Първичната намотка е свързана към източник на напрежение, а вторичната към товара.

Общият принцип на работа на устройството, независимо от неговия тип и предназначение, е следният. Променливото напрежение се прилага към първичната намотка на устройството, това води до появата на променлив ток в него. Този ток от своя страна води до създаването на променливо магнитно поле в сърцевината, под въздействието на което в намотките се появява променлива електромоторна сила (ЕМП). Когато вторичната намотка е свързана с товара, през него започва да тече променлив ток. Намотката, към която се доставя електричество, се нарича първична. Вторият, свързан с натоварващия и консумиращ ток, се нарича вторичен.

В зависимост от дизайна на устройството, има:

  • автотрансформатор;
  • Преминаване;
  • разделяне;
  • пикови трансформатори.

Според метода на охлаждане трансформаторите са с въздушно и течно охлаждане. В допълнение, устройства с комбинирано охлаждане, течност-въздух.

Основните технически характеристики на устройствата включват:

  • стойност на напрежението: високо напрежение, ниско напрежение;
  • вид преобразуване: стъпка, стъпка надолу;
  • брой фази: еднофазна или трифазна;
  • брой намотки: двойно намотка или многомотово;
  • форма на сърцевината: пръчка, тороидална, броня.

Основният индикатор на устройството е номиналната мощност, измервателната единица на която е волт-ампер (VA). Счита се, че устройствата с ниска мощност предават десетки волтови ампери, средна мощност - стотици, а големи - до няколко хиляди волта-ампера.

Бих искал да се спра на един важен параметър, като например коефициента на трансформация. Тази стойност показва съотношението между входното и изходното напрежение и е пряко пропорционална на съотношението на броя на завоите на съответните намотки.

Понижаващ трансформатор от 220 до 12 волта

Трансформаторите от този вид са намерили голямо приложение в ежедневието и в производството. Основната им цел е да захранват устройства с ниско напрежение, като осветителни устройства, предназначени за захранване с 12 волта, или да се използват в захранвания.

В същото време производителите все повече добавят защита срещу късо съединение и пренапрежение по време на производството, което има положителен ефект върху експлоатационния живот както на цялото устройство, така и на товара, свързан към него. Вярно е, че трябва да се разбере, че в този случай под трансформатора вече не се разбира един електронен елемент, а някаква комбинация.

Необходимостта от използване на източници с напрежение 12 волта

Има места, в които се предпочита ниско напрежение. Това са обекти с висока влажност, повишени изисквания за безопасност. А във влажни и пожароопасни райони използването на 220 волтова мрежа като цяло е забранено от правилата на правилата за електрическа инсталация (PUE).

Електрическата мрежа, използваща понижаващ трансформатор, не изисква скъпи защитни материали и се счита за условно безопасна за човешкия живот и здраве. Използването на 12 волтови крушки в осветителна мрежа е не само по-евтино от техните колеги, но и по-изгодно в смисъл, че експлоатационният им живот е няколко пъти по-висок, тъй като те са допълнително защитени от понижаващ трансформатор от пренапрежения и шум.

Приложение за източници на светлина

Все по-често халогенните и LED лампи се използват като източници на светлина в апартаменти и офиси, както и при създаване на вътрешно осветление. Поради дизайна си, те имат висока яркост и дълголетие.

Малките размери на такива източници на светлина правят възможно използването им на различни места, а малкото тегло на лампите не натоварва цялата конструкция, което дава свобода на действие, когато се монтират както единични, така и в полилей. Халогенните лампи се правят с различни величини на работното напрежение, то е 6, 12, 24 волта. За захранване на халогенни лампи се използват два вида спускащи се трансформатори - тороидални и импулсни.

В тороидалния преобразувател за основа се използва магнитна верига от пръстенов тип, която е геометрична фигура на торус. Този тип магнитна верига е практичен и има най-висока ефективност. Но има и недостатъци. На първо място, това са техните размери и тегло, и второ, повишено нагряване по време на работа.

По-малки размери, възможност за плавен старт, наличието на стабилизация са електронни трансформатори, които се използват в цифрови захранвания. Принципът на работа на тези устройства се различава от тороидалните модели, тъй като в допълнение към трансформатора тук се използват допълнителни електронни части. Участва в преобразуването на електричеството, той практически не се нагрява. Често такова устройство е направено с вградени защити, което го прави по-удобно за използване и удължава експлоатационния живот. Единственият недостатък на импулсен трансформатор е неговата цена.

Захранване за халогенни лампи с 12 волта

За да се използва електронен трансформатор като източник на енергия, към него трябва да бъдат свързани редица електронни части. В общи линии веригата на такова захранване ще работи по следния начин.

Основното напрежение от 220 V преминава през филтрите в специална част от веригата, наречена драйвер. Токът, преминаващ през ключовия транзистор и първичната намотка, насища ядрото, образувайки ЕМП на сигналните завои.

Появеният ток зарежда кондензатора на самоосцилиращата верига, напрежението върху плочите на кондензатора нараства, докато транзисторът се затвори. Разликата в потенциала на намотката на сигнала изчезва и кондензаторът се изхвърля през него, докато транзисторният превключвател се отваря отново. Целият процес протича наново, честотата му е около десетки хиляди херца. За да се получи постоянно напрежение от 12 V, към изхода на устройството е свързан диоден мост с изглаждащ електролитен кондензатор.

Изчисляване и избор на трансформатори

На различни места за продажба можете да закупите устройства с различен капацитет и параметри. Преди да продължите с инсталацията, е необходимо да се изчисли мощността на свързания товар.

Разгледайте пример за халогенни лампи. Да предположим, че у нас има десет халогенни прожектори с мощност 30 W и напрежение 12 волта. Мощността на всички осветителни устройства ще бъде 300 W, за комфортна работа е необходимо да добавите 15 процента към тази мощност. Оказва се, че е необходимо да се обмисли закупуването на устройство с параметър най-малко 345 вата и напрежение 12 волта. По този начин се изчислява за всяко устройство, независимо дали става въпрос за халогенна светлина или LED лента. От производителите трябва да обърнете внимание на Philips, Feron, OSRAM.

Когато свързвате, е важно да се вземе предвид едно от свойствата на преобразувателите. Той се състои във факта, че колкото по-ниско е напрежението, толкова повече ток се изразходва при постоянна мощност и следователно по-голям спад на напрежението по проводниците. Ето защо, когато монтирате осветителни линии с ниско напрежение, е необходимо да се гарантира, че дължината на линиите от трансформатора до всяка крушка е приблизително равна. В този случай сиянието на всички източници ще бъде еднакво.

За да се използва понижаващ 12-волтов преобразувател за повече от една халогенна лампа, е възможно да се приложат два метода:

  1. Паралелна връзка.
  2. Създаване на отделни групи.

При първия метод всички лампи са свързани паралелно една с друга. За това към разпределението на трансформатора е свързан разпределителен блок, върху който връзката е монтирана. Във втория случай цялото окабеляване е разделено на групи, съдържащи равен брой източници на светлина. При този тип връзка ще трябва да използвате собствен трансформатор на всяка линия. Удобството е, че в случай на проблеми по една линия, втората група продължава да работи, както и при използването на устройства с по-малка мощност.

За нашия пример по-горе можем да разделим връзката на две групи. Всяка група ще включва пет източника на светлина. Тъй като мощността на линиите ще намалее, достатъчно е да закупим два низходящи преобразувателя по 170 вата всеки.

Самото превключване на проводниците с устройството не трябва да създава затруднения. Обикновено на устройства терминалите се обозначават съответно вход и изход. Ако има постоянно напрежение на изхода на устройството, тогава знакът + се поставя върху положителния терминал или този терминал е червен.

Важно е също така да се отбележи, че ако искате да замените халогенните крушки в полилея с LED, тогава просто развийте някои и инсталирайте другите, най-вероятно ще получите всички видове трептения на изхода. Факт е, че трансформаторите за 12-волтови LED лампи трябва да бъдат стабилизирани, докато за халогенните такива няма такова изискване. И вторият случай, който може да срещнете: полилеят изобщо няма да се включи. Това се дължи на факта, че импулсните трансформатори имат защита и автоматично се изключват, когато към тях е свързан товар с ниска мощност. В този случай има само един изход - замяна на захранването с подходящо.

Категория:

На технологиите