Трансформатори

Трансформаторите са важни за преноса, разпределението и използването на електрическа енергия с променлив ток. Те се срещат много често в електронните и електрическите приложения.

Най-просто казано трансформаторите са изградени от сърцевина и намотки.

Фиг. 1 Конструкция на трансформатор

Конструкцията на трансформатора се състой от: 

1. Първична намотка на трансформатора (W₁) ;
2. Магнитопровод на трансформатора ;
3. Вторична намотка на трансформатора (W₂);

Променливият ток (I₁) в първичната намотка, създава променлив магнитен поток в магнитопровода  на трансформатора и съответно променливо магнитно поле във вторичната намотка. Това променливо поле създава напрежение във вторичната намотка.

При подходящ подбор на навивките, може да се промени напрежението на трансформатора, като го повишава или намалява, в зависимост от целта, за която ще се използва трансформатора.

Конструкция на трансформатор :

Магнитопровод:

• Магнитопровод от ламинирана електротехническа стомана – трансформаторите с такъв магнитопровод се използват в електрозахранвания и звуковата техника. Най – често използваната конструкция за тези трансформатори е изработена от E-образни листове ламарина, затворени с I-образни части. Подобна конструкция може да има големи загуби, но е по-икономичен вариант.

Фиг. 2.1. Снимка на  Е-образни и I-образни листове ламарина + макара, на която се навиват намотките  

Фиг. 2.2. Е-образен трансформатор

• Монолитни магнитопроводи – това са магнитопроводи, изработени от прахообразен магнитен материал. Те се използват в импулсните захранващи устройства , които работят на високи честоти. Като материал се използва най-често ферит.

Фиг. 3 Трансформатори с феритен магнитопровод 

• Тороиден магнитопровод – този магнитопровод е с формата на пръстен, който е изработен от навита на пръстен силициева ламарина или ферит. Тороидните трансформатори са по ефективни от тези с Е-образните листове. Те са с по-малки размери и тегло. Тези трансформатори се използват при високи честоти, за намаляване на загубите, размерите и теглото.

Фиг. 4 Тороиден трансформатор

• Въздушен трансформатор – получава се като поставим една до друга първичната и вторичната намотка на трансформатора без магнитопровод между тях. Тази конструкция не може да се използва за пренасяне на енергия, но намира приложение в радиотехниката.

Намотки:

За намотките на трансформаторите се използват проводници основно от мед или алуминий, които са изолирани и са с кръгло или правоъгълно сечение. При трансформаторите с макара намотките се навиват на нея, но при тороидните се навиват директно върху магнитопровода.

Фиг. 5 Проводник за навиване на намотки

Охлаждане:

Сухите и маслените трансформатори често са самоохлаждащи се чрез излъчване на топлина. Когато се увеличава мощността на трансформаторите, те се охлаждат чрез принудително въздушно, маслено или водно охлаждане. Големите трансформатори използват трансформаторно масло , което едновременно охлажда и изолира намотките.

Заваръчен трансформатор – това е трансформатор, който се използва за заваряване. Той преобразува напрежението от мрежата (220/380V) , в безопасно напрежение,а тока от малък в много голям

Фиг. 6. Заваръчен трансформатор

Автотрансформатор – той има една намотка, като част от първичната и вторичната намотка са общи . Намотката на автотрансформатора има минимум 3 извода, като при него могат да се получат по-високи и по-ниски вторични напрежения спрямо първичното. Има автотрансформатори, при които  на намотките се сваля изолацията и чрез потенциометър се прави свързване на вторичните изводи на трансформатора. При това може да се получи плавно регулиране на напрежението на всяка една навивка на трансформатора. 

Фиг. 7.1.  Автотрансформатор с регулиране на напрежението на навивките 

Фиг. 7.2.  Схемно означение на автотрансформатор

Фиг. 8 Схемно означение на стандартен трансформатор