Специальные трансформаторы: типы, режимы работы и назначение

Специальные трансформаторы - промышленные сухие трансформаторы, разработанные специально для электрических сетей и потребителей энергии, для которых характерны особенные условия - к примеру, повышенная нагрузка или специальный режим работы. Такие трансформаторы предназначены в основном для промышленных предприятий, поскольку защищают промышленные электроприборы и постоянный ток. Трансформаторы специального типа позволяют понизить пульсации электрического тока, откорректировать частоту тока и изменить количество фаз.

Виды трансформаторов

К числу специальной группы трансформаторов относят:

• Согласующие.
• Разделительные.
• Высокочастотные.
• Сварочные трансформаторы.
• Автотрансформаторы и многие другие, созданные для узкого спектра задач.

Разделительные трансформаторы

Специальные разделительные трансформаторы широко применяются в областях, требующих принятия дополнительных мер безопасности при работе с электроинструментом. Они используются в медицинском оборудовании, где требуется непосредственный контакт с телом человека.

В целях обеспечения электрической безопасности на общем магнитопроводе размещаются две обмотки идентичной конструкции, что позволяет получать на выходе такое же напряжение, как и на входе.

На корпусе прибора в случае пробоя изоляции провода формируется потенциал, который может поразить человека и стать причиной электротравмы. Оптимальное использование питания электрооборудования возможно при гальваническом разделении схемы, при этом оно одновременно исключает вероятность получения электротравмы в случае пробоя вторичной схемы изоляции на корпус.

Высокочастотные трансформаторы

Трансформаторы специального назначения, отличающиеся от обычного оборудования материалом, из которого выполнен магнитопровод, что позволяет без искажений передавать высокочастотные сигналы.

Согласующие трансформаторы

Предназначены для согласования сопротивлений в электронной схеме. Согласующие специальные трансформаторы широко применяются в усилителях звуковых частот и антенных устройствах.

Сварочные трансформаторы

Трансформаторы сварочного типа применяются в промышленных предприятиях, пользуясь при этом немалой популярностью у радиолюбителей.

Первичная обмотка формируется с большим количеством витков, благодаря которым осуществляется обработка электрической энергии с напряжением на входе 220 либо 380 вольт. Число витков во вторичной обмотке меньше, но при этом ток, протекающий по ней, высокий и может достигать тысячи ампер.

Трансформаторы для дуговой электросварки

Понижающий однофазный специальный трансформатор, способный преобразовать напряжение сети 220 либо 380 В до необходимых для горения электрической дуги 60-70 В. Поскольку сопротивление электрической дуги минимально, работа сварочного инвертора осуществляется в условиях, максимально приближенных к короткому замыканию. В связи с этим ко вторичной цепи трансформатора последовательно подключен дроссель с подвижным сердечником для ограничения величины тока. Величина сварочного тока и индуктивного сопротивления дросселя может корректироваться посредством изменения в магнитной цепи величины воздушного зазора.

Трансформатор с подвижным сердечником

Специальный трансформатор, сердечник которого состоит из двух частей - подвижной и неподвижной, причем подвижная со вторичной обмоткой располагается внутри неподвижной с первичной обмоткой. Первичная обмотка такого трансформатора выполнена из подключенных встречно двух катушек. Подключение такого трансформатора в цепь одновременно с вольтдобавочным трансформатором позволяет регулировать вторичное направление.

Трансформаторы для выпрямительных установок

Вторичная цепь таких трансформаторов включает вентили, благодаря которым переменный ток преобразуется в пульсирующий. Габариты и масса специальных трансформаторов для выпрямительных установок значительно больше, чем у аналогичных устройств идентичной выходной мощности, но в их обмотках имеется синусоидальный ток. Объясняется это тем, что в трансформаторах, подключенных к выпрямительным схемам, полезная мощность зависит от составляющей вторичного тока, а нагрев обмоток - от полных первичного и вторичного токов с высшими гармониками.

Сетевая, или первичная, обмотка трехфазных выпрямительных трансформаторов соединяется в "треугольник" либо "звезду", а вторичная - вентильная - подключается таким образом, чтобы одно- и трехфазный ток преобразовывался в многофазный с количеством фаз, требуемых для конкретной схемы преобразования. Чем больше число фаз, тем ниже пульсация выпрямленного напряжения. Установленные на электровозах выпрямители однофазного тока работают на двухфазных схемах, на тяговых подстанциях - шестифазные и двенадцатифазные.

Регулируемый трансформатор

Трансформатор, режим работы которого зависит от изменения подмагничивания шунтов и имеющий три объединенных обмотки, питание одной из которых осуществляется постоянным током. Напряжение на выходе трансформатора изменяется при изменении в цепи подмагничивания постоянного тока.

Импульсные трансформаторы

Предназначены для трансформации импульсов напряжения при сохранении их формы без изменений. Обмотки импульсных трансформаторов специального типа выполняются малослойными с целью понижения обусловленных воздействием гистерезиса искажений, паразитных емкостей, вихревых токов и индуктивностей рассеивания. Сердечники выполняются из пермаллоя или электротехнической холоднокатаной стали.

Пик-трансформаторы

Трансформаторы, предназначенные для преобразования синусоидального напряжения в пикообразное, требующееся для открывания тиратронов, управляемых вентилей - тиристоров и аналогичного оборудования. Пик-трансформаторы представляют собой двухобмоточные трансформаторы с линейным активным либо индуктивным сопротивлением в цепи первичной обмотки и сильно насыщенным магнитопроводом. Благодаря такому строению на вторичной обмотке индуктируется ЭДС в виде кратковременных импульсов, при этом моменты прохождения тока через нуль соответствуют максимумам импульсов.

Дроссели

Электромагнитное статическое оборудование, используемое в электрических цепях благодаря своей индуктивности. Реактор, или дроссель, представляет собой катушку с ферромагнитным сердечником. В зависимости от назначения и режима работы, трансформаторы делятся на несколько видов:

• Сглаживающие. Предназначены для сглаживания пульсаций выпрямленного тока и использующиеся в цепях тяговых двигателей электропоездов и электровозов.
• Переходные. Переключают выводы трансформатора.
• Токоограничивающие. Сокращают токи короткого замыкания.
• Делительные. Равномерно распределяют токи нагрузки между вентилями, подключенными параллельно.
• Помехоподавляющие. Устраняют помехи, возникающие при функционировании аппаратов, оборудования и электрических машин.
• Индуктивные шунты. Распределяют ток между обмотками работающих тяговых двигателей и параллельно подключенных к ним резисторов во время переходных процессов.

Перечисленные выше виды специальных трансформаторов являются одними из наиболее популярных и часто встречаемых.