Ime besede "transformator" izvira iz latinskega "transformare", kar v prevodu pomeni "preoblikovati". Znanstvena opredelitev zanj je naslednja: transformator je naprava, ki lahko z lastnostmi elektromagnetne indukcije pretvori vrednosti napetosti ene veličine v vrednosti druge brez spreminjanja frekvence.

Naprava se pogosto uporablja na različnih področjih energetike, elektronike in radiotehnike. Najpogosteje se transformatorji uporabljajo v električnih omrežjih in v napajalnikih različnih elektronskih naprav.

Splošna ureditev in načelo delovanja

Transformator je električna naprava, s pomočjo katere pride do zmanjšanja ali povečanja izmenične električne napetosti. Takšni transformatorji se imenujejo step-down ali step-up. Treba je opozoriti, da obstajajo tudi takšne naprave, ki vrednost spremenljive napetosti pustijo nespremenjeno, imenujemo jih galvansko.

Vsak transformator je sestavljen iz takih glavnih delov:

  • magnetno vezje (jedro);
  • navitja;
  • okvir za lokacijo navitij;
  • izolator;
  • različni konstrukcijski elementi (nosilci za pritrditev, trakovi za sklepanje kontaktov itd.).

Transformator ima v svoji zasnovi dva ali več navitij, povezanih z induktivnostjo. Lahko so bodisi žični ali tračni, vedno pa so prekriti z izolacijskim slojem. Navitja so navita na magnetno jedro iz mehkega feromagnetnega materiala. Primarno navijanje je priključeno na vir napetosti, sekundarno pa na obremenitev.

Splošno načelo delovanja naprave, ne glede na vrsto in namen, je naslednje. Na primarno navijanje naprave se uporablja izmenična napetost, kar vodi v pojav izmeničnega toka v njej. Ta tok vodi v nastanek izmeničnega magnetnega polja v jedru, pod vplivom katerega se v navitjih pojavi spremenljiva elektromotorna sila (EMF). Ko je sekundarno navitje priključeno na tovor, skozi njega začne teči izmenični tok. Navijanje, v katerega se napaja električna energija, se imenuje primarno. Drugi, povezan z obremenitvijo in porabnim tokom, se imenuje sekundarni.

Glede na zasnovo naprave obstajajo:

  • avtotransformator;
  • impulz;
  • ločitev;
  • končni transformatorji.

Transformatorji so po metodi hlajenja zračno in tekoče hlajeni. Poleg tega naprave s kombiniranim hlajenjem tekoči zrak.

Glavne tehnične značilnosti naprav vključujejo:

  • vrednost napetosti: visoka napetost, nizka napetost;
  • vrsta pretvorbe: povečanje, zmanjševanje;
  • število faz: enofazna ali trifazna;
  • število navitij: dvojno navijanje ali več navijanje;
  • jedra oblika: palica, toroidna, oklep.

Glavni indikator naprave je nazivna moč, katere merska enota je volt amper (VA). Šteje se, da naprave z majhno močjo oddajajo več deset volt-amperov, srednje moči - na stotine in velike - do nekaj tisoč voltov-amperov.

Prav tako bi se rad zadrževal na pomembnem parametru, kot je razmerje transformacije. Ta vrednost prikazuje razmerje med vhodno in izhodno napetostjo in je sorazmerna razmerju med številom obratov ustreznih navitij.

Padajoči transformator od 220 do 12 voltov

Tovrstni transformatorji so našli veliko uporabo v vsakdanjem življenju in proizvodnji. Njihov glavni namen je napajanje nizkonapetostnih naprav, kot so svetlobne naprave, zasnovane za napajanje z 12 volti, ali uporaba v napajalnikih.

Hkrati proizvajalci med proizvodnjo vse bolj dodajajo zaščito pred kratkim stikom in prenapetostjo, kar pozitivno vpliva na življenjsko dobo celotne naprave in na tovor, ki je z njo povezan. Res je, treba je razumeti, da se v tem primeru pod transformatorjem že ne razume en elektronski element, ampak neka kombinacija.

Potreba po uporabi virov z napetostjo 12 voltov

Obstajajo mesta, kjer je prednostna nizka napetost. To so predmeti z visoko vlažnostjo, povečanimi varnostnimi zahtevami. Na vlažnih in ognjevarnih območjih je uporaba omrežja 220 voltov praviloma prepovedana s pravili električne napeljave (PUE).

Električno omrežje, ki uporablja padajoči transformator, ne potrebuje dragih zaščitnih materialov in velja za pogojno varno za življenje in zdravje ljudi. Uporaba 12-voltnih žarnic v osvetljevalnem omrežju ni le cenejša od njihovih kolegov, temveč je tudi bolj donosna, saj je njihova življenjska doba večkrat večja, saj jih dodatno zaščiti s padajočim transformatorjem pred napetostnimi napetostmi in hrupom.

Uporaba za vire svetlobe

Vse pogosteje se halogenske in LED svetilke uporabljajo kot viri svetlobe v stanovanjih in pisarnah, pa tudi pri ustvarjanju notranje razsvetljave. Zaradi svoje zasnove imajo visoko svetlost in dolgo življenjsko dobo.

Majhne velikosti takšnih svetlobnih virov omogočajo njihovo uporabo na različnih mestih, majhna teža svetilk pa ne obremenjuje celotne konstrukcije, kar daje svobodo delovanja, ko so nameščene tako enojno kot v lestenec. Halogenske žarnice so narejene z različnimi velikostmi delovne napetosti, je 6, 12, 24 voltov. Za napajanje halogenskih žarnic se uporabljajo dve vrsti padajočih transformatorjev - toroidna in impulzna.

V toroidnem pretvorniku se kot osnova uporablja magnetno vezje z obročem, ki je geometrijska figura tora. Ta vrsta magnetnega vezja je praktična in ima največjo učinkovitost. So pa tudi slabosti. Prvič, to so njihove dimenzije in teža, in drugič, povečano ogrevanje med delovanjem.

Manjše velikosti, možnost nemotenega zagona, prisotnost stabilizacije so elektronski transformatorji, ki se uporabljajo v digitalnih napajalnikih. Načelo delovanja teh naprav se razlikuje od toroidnih modelov, saj se poleg transformatorja tukaj uporabljajo še dodatni elektronski deli. Sodelovanje pri pretvorbi električne energije se praktično ne segreva. Pogosto je takšna naprava izdelana z vgrajenimi zaščitami, kar omogoča bolj priročno uporabo in podaljša življenjsko dobo. Edina pomanjkljivost impulznega transformatorja je njegova cena.

Napajanje za 12-voltne halogenske žarnice

Za uporabo elektronskega transformatorja kot vira energije je treba nanj priključiti več elektronskih delov. Na splošno bo vezje takega napajalnika delovalo na naslednji način.

Omrežna napetost 220 V prehaja skozi filtre v poseben del vezja, imenovan gonilnik. Tok, ki poteka skozi ključni tranzistor in primarno navijanje, nasiči jedro in tvori EMF na signalnih zavojih.

Pojavljeni tok napolni kondenzator samooscilirnega vezja, napetost na ploščah kondenzatorja narašča, dokler se tranzistor ne zapre. Potencialna razlika na navitju signala izgine in kondenzator se izprazni skozi njega, tranzistorsko stikalo pa se spet odpre. Celoten postopek poteka na novo, njegova pogostost je približno deset tisoč Hertz. Za dosego konstantne napetosti 12 V je na izhod naprave priključen diodni most z izravnalnim elektrolitskim kondenzatorjem.

Izračun in izbira transformatorjev

Na različnih prodajnih mestih lahko kupite naprave z različnimi zmogljivostmi in parametri. Preden nadaljujete z namestitvijo, je treba izračunati moč priključenega bremena.

Razmislite o primeru halogenskih žarnic. Recimo, da imamo pri nas deset halogenskih reflektorjev z močjo 30 W in napetostjo 12 voltov. Moč vseh svetlobnih naprav bo 300 W, za udobno delovanje je treba tej moči dodati 15 odstotkov. Izkaže se, da je treba razmisliti o nakupu naprave s parametrom najmanj 345 vatov in napetostjo 12 voltov. Na ta način se izračuna izračun za katero koli napravo, ne glede na to, ali gre za halogen reflektor ali LED trak. Od proizvajalcev bi morali biti pozorni na Philips, Feron, OSRAM.

Pri povezovanju je pomembno upoštevati eno od lastnosti pretvornikov vilic. Leži v tem, da kolikor nižja je napetost, več toka porabimo s konstantno močjo in zato večji padec napetosti po žicah. Zato je treba pri montaži nizkonapetostnih razsvetljav zagotoviti, da je dolžina vodov od transformatorja do vsake žarnice približno enaka. V tem primeru bo sijaj vseh virov enak.

Za uporabo padajočega 12-voltnega pretvornika za več kot eno halogensko žarnico je mogoče uporabiti dve metodi:

  1. Vzporedna povezava.
  2. Ustvarjanje ločenih skupin.

V prvi metodi so vse sijalke vzporedno povezane med seboj. Za to je na izhod transformatorja priključen razdelilni blok, na katerem je priključek priključen. V drugem primeru so vsa ožičenja razdeljena v skupine, ki vsebujejo enako število svetlobnih virov. S to vrsto povezave boste morali uporabiti svoj transformator v vsaki vrstici. Priročnost je, da v primeru težav na eni liniji še naprej deluje druga skupina, pa tudi pri uporabi naprav z manj moči.

Za zgornji primer lahko povezavo razdelimo v dve skupini. Vsaka skupina bo vključevala pet virov svetlobe. Ker se bo moč linij zmanjšala, zadostujemo, da kupimo dva padajoča pretvornika po 170 vatov.

Samo preklapljanje žic z napravo ne bi smelo povzročiti težav. Običajno so na napravah terminali označeni kot Vhod in Izhod oziroma vhod in izhod. Če je na izhodu naprave prisotna konstantna napetost, se znak + postavi na pozitivni terminal ali je ta terminal rdeč.

Pomembno je tudi upoštevati, da če želite zamenjati halogenske žarnice v lestenec z LED, potem preprosto odvijte nekatere in namestite druge, bodo najverjetneje na izhodu dobili vse vrste utripanja. Dejstvo je, da morajo biti transformatorji za 12-voltne LED sijalke stabilizirani, medtem ko za halogene takšne zahteve ni. In drugi primer, ki ga lahko naletite: lestenec se sploh ne bo vklopil. To je posledica dejstva, da imajo impulzni transformatorji zaščito in se samodejno izklopijo, ko je na njih priključen tovor z majhno močjo. V tem primeru obstaja le en izhod - zamenjava napajalnika s primernim.

Kategorija:

Tehnologija