Transformadors de fase únicasón els dispositius de conversió de tensió més bàsics en sistemes de potència. Tot i que el seu principi de treball no és complicat, els detalls del disseny afecten directament l’eficiència i l’estabilitat de la transmissió d’energia. Des dels electrodomèstics fins a petits equips industrials, els transformadors monofàsics tenen un paper insubstituïble en escenaris de baixa potència.
I. Estructura bàsica dels transformadors monofàsics
Els transformadors monofàsics es componen principalment de dues parts: el nucli de ferro i el bobinatge.
(1) Nucli de ferro
El nucli de ferro és la part del circuit magnètic del transformador. Normalment està fabricat amb làmines d’acer de silici apilades amb alta permeabilitat magnètica. Les làmines d’acer de silici estan aïllades les unes de les altres, cosa que pot reduir les pèrdues de corrent. La funció del nucli de ferro és proporcionar una ruta de baixa resistència magnètica per al flux magnètic, de manera que el flux magnètic es pot transmetre eficaçment entre els bobnats. Les estructures habituals del nucli de ferro són tipus nucli i de tipus shell. El nucli de ferro de tipus nucli es caracteritza per l’enrotllament que envolta la columna del nucli de ferro. L’estructura és relativament senzilla i el tractament de muntatge i aïllament de l’enrotllament és relativament convenient. És adequat per a transformadors de gran capacitat; El nucli de ferro tipus shell és el nucli de ferro que envolta el bobinatge. Té una gran resistència mecànica, però el tractament de muntatge i aïllament del bobinatge són relativament complexos. Generalment s’utilitza per a transformadors de petita capacitat.
(2) Enrotllaments
El bobinat és la part del circuit del transformador, que generalment es troba amb fil de coure aïllat o fil d'alumini. Els transformadors monofàsics solen tenir dos enrotllaments, és a dir, el bobinat primari i el bobinatge secundari. El bobinatge primari està connectat a la font d’alimentació per rebre l’energia elèctrica d’entrada; El bobinatge secundari està connectat a la càrrega per produir energia elèctrica a la càrrega. El nombre de girs del bobinat determina la relació de conversió de tensió del transformador. Segons l’arranjament dels enrotllaments, els enrotllaments es poden dividir en tipus concèntrics i superposats. Els enrotllaments concèntrics han d’embolicar concentrats el bobinat primari i el bobinatge secundari a la columna del nucli de ferro. Aquest mètode de bobinatge té una estructura senzilla, és fàcil de fabricar i s’utilitza àmpliament; Els enrotllaments superposats han d’embolicar alternativament l’enrotllament primari i l’enrotllament secundari de la columna del nucli de ferro, que s’utilitza principalment per a transformadors de baixa tensió i de gran corrent.
II. Principi d’inducció electromagnètica: el nucli del funcionament dels transformadors monofàsics
El funcionament deTransformadors de fase únicaes basa en el principi de la inducció electromagnètica. Quan s’apliqui una tensió de CA als dos extrems de l’enrotllament primari, es generarà un corrent de CA al bobinat. Aquest corrent de CA generarà un flux magnètic altern al nucli de ferro.
Segons la llei de la inducció electromagnètica, el flux magnètic alternatiu passarà per l’enrotllament secundari, generant així una força electromotriu induïda en el bobinat secundari. La magnitud de la força electromotriu induïda és proporcional a la velocitat de canvi del flux magnètic i al nombre de girs del bobinat secundari. Dit d’una altra manera, com més ràpid es canvia el flux magnètic, més gira té l’enrotllament secundari i, com més gran es generi la força electromotriu induïda.
Al mateix temps, el bobinatge primari també generarà força electromotriu induïda per si mateix a causa del pas del flux magnètic altern. La direcció de la força electromotriu induïda per si mateix sempre dificulta el canvi del corrent. S’equilibra amb la tensió aplicada, de manera que el corrent de l’enrotllament primari es pot estabilitzar a un valor adequat.
Iii. El secret de la conversió de tensió
La clau per a la conversió de tensió d’un transformador d’una sola fase rau en la relació girs de l’enrotllament primari i el bobinatge secundari. Suposem que el nombre de girs de l’enrotllament primari és N1, el nombre de girs de l’enrotllament secundari és N2, la tensió primària és U1 i la tensió secundària és U2.
Segons el principi d’inducció electromagnètica i l’estat ideal del transformador (ignorant diverses pèrdues), es pot obtenir la fórmula de conversió de tensió:
U1\/u 2= n1\/n2. (En aplicacions reals, cal tenir en compte 3-5% de pèrdua.)
From this formula, it can be seen that when N1>N2, U1>U2, el transformador té un paper de pas; Quan N1
Per exemple, en la transmissió de potència, per tal de reduir les pèrdues de línia, se sol utilitzar la transmissió d’alta tensió. L’energia elèctrica generada per la central elèctrica passa primer pel transformador de pas per augmentar la tensió i després la transmet a un lloc llunyà. Després d’arribar a l’extrem de l’usuari, la tensió es redueix a un nivell adequat per a l’usuari mitjançant el transformador destacat.
Iv. Relació entre el corrent i el poder
En un transformador ideal, la potència d’entrada és igual a la potència de sortida, és a dir, p 1= p2. I perquè p=ui, u1i 1= u2i2. Combinat amb la fórmula de conversió de tensió
U1\/u 2= n1\/n2, es pot derivar la fórmula de conversió actual: i1\/i 2= u2\/u1.
Això significa que quan la tensió augmenta, el corrent disminuirà en conseqüència; Quan la tensió disminueix, el corrent augmentarà en conseqüència. Aquesta relació inversa entre el corrent i la tensió permet al transformador transformar el corrent alhora que transforma la tensió, complint així els requisits de corrent de diferents càrregues.
V. Pèrdues i eficiència en el treball real
En aplicacions reals,Transformadors de fase únicano són ideals i hi haurà diverses pèrdues, incloses principalment la pèrdua de coure i la pèrdua de ferro.
La pèrdua de coure es deu a l’existència de la resistència al bobinatge. Quan el corrent passa pel bobinat, es generarà calor, consumint així una part de l’energia elèctrica. La mida de la pèrdua de coure és proporcional a la resistència del bobinat i del quadrat del corrent.
La pèrdua de ferro inclou la pèrdua d’histèresi i la pèrdua de corrent de l’Eddy. La pèrdua d’histèresi és la pèrdua d’energia causada per la volada contínua dels dominis magnètics al nucli de ferro sota l’acció del camp magnètic altern; La pèrdua de corrent de remolí es deu al flux magnètic alternant una força electromotriu induïda al nucli de ferro, formant així corrents de remolí al nucli de ferro i a la pèrdua de calor generada pels corrents de remolí de la resistència del nucli de ferro.
L’eficiència del transformador fa referència a la relació de potència de sortida amb potència d’entrada, és a dir, η=p2\/p1 × 100%. Per millorar l’eficiència del transformador, cal prendre una sèrie de mesures per reduir les pèrdues, com ara utilitzar làmines d’acer de silici de gran permeabilitat magnètica per fer el nucli i reduir la resistència del bobinatge.
El transformador de fase únicaRealitza la conversió de tensió i la transmissió de potència a través de la seva estructura i el mode de treball únics basats en el principi de la inducció electromagnètica. Tot i que hi ha pèrdues en el treball real, mitjançant la millora i l’optimització tècnica contínua, encara té un paper insubstituïble en el sistema d’energia, proporcionant un suport de potència estable i fiable per a la nostra vida i producció.
La nostra empresa és un fabricant especialitzat en la producció de transformadors monofàsics i té una comprensió precisa i profunda de les perspectives de desenvolupament futures dels transformadors monofàsics. Aquí, us convidem sincerament a cooperar amb Jiangsu Yawei Complete Electric Co., Ltd. Si us plau, poseu-vos en contacte amb mi immediatament per poder adaptar-vos als productes de transformadors de fase monofàsic més adequats per a vosaltres.
Correu electrònic: luna@yawei-electric.com
WhatsApp: +86 15206275931
