¿Qué es un transformador?
Un transformador es un dispositivo eléctrico utilizado para la conversión de energía. Puede convertir energía CA de un voltaje y corriente en energía CA de otro voltaje y corriente de la misma frecuencia.
Los transformadores se utilizan en casi todos los productos electrónicos. Su principio es simple, pero el proceso de bobinado del transformador tendrá diferentes requisitos según las diferentes ocasiones de uso (diferentes propósitos). Las funciones principales de un transformador incluyen: conversión de voltaje; conversión de impedancia; aislamiento; estabilización de voltaje (transformador de saturación magnética), etc. Las formas de núcleo de los transformadores comúnmente utilizadas generalmente incluyen núcleos de tipo E y tipo C.
Principios básicos de los transformadores
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Cuando se aplica una tensión CA sinusoidal U1 a ambos extremos de la bobina primaria, hay una corriente alterna I1 en el cable Y genera un flujo magnético alterno ф1, que pasa a través de la bobina primaria y la bobina secundaria a lo largo del núcleo para formar un circuito magnético cerrado. El potencial de inductancia mutua U2 se induce en la bobina secundaria, y ф1 también inducirá un potencial de autoinducción E1 en la bobina primaria. La dirección de E1 es opuesta a la dirección del voltaje aplicado U1 pero tiene una amplitud similar, lo que limita la tensión. tamaño de I1. Para mantener la existencia del flujo magnético ф1, se requiere una cierta cantidad de consumo de energía y el transformador en sí también tiene ciertas pérdidas. Aunque el secundario no está conectado a una carga en este momento, todavía hay una cierta corriente en él. la bobina primaria. Esta corriente se llama "corriente sin carga".
Si el secundario está conectado a una carga, la bobina secundaria generará corriente I2 y, por lo tanto, generará flujo magnético ф2. La dirección de ф2 es opuesta a ф1, lo que se anula entre sí, de modo que el total. El flujo magnético en el núcleo disminuye, reduciendo así el voltaje de autoinductancia primario E1, lo que resulta en un aumento en I1. Se puede ver que la corriente primaria está estrechamente relacionada con la carga secundaria. Cuando la corriente de carga secundaria aumenta, I1 aumenta, ф1 también aumenta, y la parte aumentada de ф1 simplemente complementa la parte del flujo magnético compensada por ф2 para mantener sin cambios el flujo magnético total en el núcleo. Si no se consideran las pérdidas del transformador, se puede considerar que la potencia consumida por la carga secundaria de un transformador ideal es la potencia eléctrica que obtiene el primario de la fuente de alimentación. El transformador puede cambiar el voltaje secundario según sea necesario cambiando el número de vueltas en la bobina secundaria, pero no puede cambiar la potencia que la carga puede consumir.
Pérdidas del transformador
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Cuando el devanado primario del transformador está energizado, el flujo magnético generado por la bobina fluye en el núcleo, Debido a que el núcleo en sí también es un conductor, se inducirá un potencial eléctrico en un plano perpendicular a las líneas del campo magnético. Este potencial eléctrico forma un circuito cerrado en la sección transversal del núcleo y genera una corriente, como un vórtice, por lo que. se llama "corriente de Foucault". Esta "corriente parásita" aumenta la pérdida del transformador y aumenta el aumento de temperatura del transformador de calentamiento del núcleo del transformador. La pérdida causada por las "corrientes parásitas" se denomina "pérdida de hierro". Además, se necesita una gran cantidad de alambre de cobre para enrollar el transformador. Estos alambres de cobre tienen resistencia. Cuando la corriente fluye, la resistencia consumirá una cierta cantidad de energía. Esta pérdida a menudo se llama pérdida. "pérdida de cobre". Por lo tanto, el aumento de temperatura del transformador se debe principalmente a la pérdida de hierro y de cobre.
Dado que el transformador tiene pérdida de hierro y pérdida de cobre, su potencia de salida siempre es menor que la potencia de entrada. Por esta razón, introducimos un parámetro de eficiencia para describir esto, eta = potencia de salida/potencia de entrada.
Materiales del transformador
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Para enrollar un transformador debemos tener un cierto conocimiento de los materiales relacionados con el transformador. Por esta razón, aquí lo presento. Permítanme presentarles este conocimiento.
1. Materiales del núcleo de los transformadores:
Los materiales del núcleo utilizados en los transformadores incluyen principalmente láminas de hierro, láminas con bajo contenido de silicio y láminas con alto contenido de silicio. Agregar silicio a las láminas de acero puede reducir la resistencia. La conductividad de las láminas de acero aumenta la resistividad, lo que reduce las corrientes parásitas y reduce las pérdidas. Generalmente llamamos a la lámina de acero con silicio agregado lámina de acero al silicio. La calidad del transformador tiene una gran relación con la calidad de la lámina de acero al silicio utilizada. La calidad de la lámina de acero al silicio generalmente se expresa mediante la densidad de flujo magnético B. Generalmente, el valor B de la lámina de hierro negro es 6000-8000, la oblea con bajo contenido de silicio es 9000-11000, la oblea con alto contenido de silicio es 12000-16000.
2. Devanado del transformador Los materiales comúnmente utilizados para los transformadores incluyen <. /p>
Alambre esmaltado, alambre envuelto en arena, alambre recubierto de seda, el alambre esmaltado más utilizado. Los requisitos para los cables son una buena conductividad eléctrica, suficiente resistencia al calor de la capa de pintura aislante y cierta resistencia a la corrosión. En circunstancias normales, es mejor utilizar alambre esmaltado de poliéster de alta resistencia modelo Q2.
3. Materiales aislantes de los transformadores
En los transformadores de devanado, se deben utilizar materiales aislantes para el aislamiento entre las capas del marco de la bobina y el aislamiento entre los devanados. Los materiales generales del marco del transformador pueden ser fenólicos. Se puede utilizar cartón, película de poliéster o papel telefónico para aislar las capas, y tela encerada amarilla para aislar los devanados.
4. Materiales impregnados del transformador:
Después de enrollar el transformador, el último proceso debe impregnarse con pintura aislante, que puede mejorar la resistencia mecánica del transformador y mejorar el rendimiento. Rendimiento de aislamiento. , Para prolongar la vida útil, en circunstancias normales, se puede utilizar barniz cresol como material de impregnación.