¿Cuál es el principio del transformador? ¿Alguien puede explicarlo brevemente?
Transformador En su forma más básica, un transformador consta de dos conjuntos de bobinas envueltas con alambre, que se combinan inductivamente entre sí. Cuando una corriente CA (de frecuencia conocida) fluye a través de un conjunto de bobinas, se inducirá un voltaje CA de la misma frecuencia en el otro conjunto de bobinas. El voltaje inducido depende del grado de acoplamiento y de entrecruzamiento magnético entre las dos. bobinas.
Haga clic para ingresar una descripción de la imagen.
En términos generales, la bobina conectada a la fuente de alimentación de CA se llama bobina primaria; el voltaje a través de esta bobina se llama voltaje primario. El voltaje inducido en la bobina secundaria puede ser mayor o menor que el voltaje primario, que está determinado por la relación de vueltas entre las bobinas primaria y secundaria. Por lo tanto, los transformadores se dividen en transformadores elevadores y transformadores reductores.
La mayoría de los transformadores tienen un núcleo fijo alrededor del cual se enrollan las bobinas primaria y secundaria. Debido a la alta permeabilidad magnética del hierro, la mayor parte del flujo magnético está confinado en el núcleo de hierro, por lo que los dos conjuntos de bobinas pueden obtener un grado bastante alto de acoplamiento magnético. En algunos transformadores, la bobina está tan estrechamente acoplada al núcleo que la relación entre el voltaje primario y secundario es casi la misma que la relación de vueltas de la bobina. Por lo tanto, la relación de vueltas del transformador generalmente se puede utilizar como indicador de referencia para el aumento o reducción de voltaje del transformador. Debido a esta función de aumento y reducción, los transformadores se han convertido en uno de los accesorios importantes de los sistemas de energía modernos. El aumento del voltaje de transmisión puede hacer que sea más económico transmitir electricidad a largas distancias. En cuanto al transformador reductor, hace que la aplicación del suministro de energía sea más diversa. Se puede decir que sin transformadores la industria moderna no podría alcanzar su estado actual.
Haga clic para ingresar una descripción de la imagen.
Los transformadores también se utilizan en experimentos y se denominan transformadores de prueba. Se pueden dividir en transformadores de prueba de tipo seco, sumergidos en aceite y llenos de gas. Es el equipo de prueba básico para centrales eléctricas, oficinas de suministro de energía e instituciones de investigación científica para realizar pruebas de tensión soportada de CA. Han pasado los estándares de la Administración Nacional de Supervisión de Calidad y se utilizan para pruebas de rigidez dieléctrica de diversos productos eléctricos, componentes eléctricos y materiales aislantes bajo voltajes específicos.
Operación y mantenimiento
1. Evite el funcionamiento por sobrecarga del transformador: la sobrecarga prolongada provocará que la bobina se caliente, envejeciendo gradualmente el aislamiento y provocando un cortocircuito entre cajas. cortocircuito entre fases o cortocircuito a tierra y aceite Descomposición;
2 Evite el envejecimiento y daño del aislamiento del núcleo del transformador: el envejecimiento del aislamiento del núcleo o el daño al manguito del perno de sujeción causarán una gran cantidad. de corrientes parásitas en el núcleo, que provocan un calentamiento prolongado del núcleo y el envejecimiento del aislamiento.
3. Evite daños al aislamiento durante el mantenimiento: al revisar el núcleo colgante del transformador, se debe prestar atención. Se debe prestar atención a proteger la bobina o la funda aislante. Si se encuentran rayones, se deben solucionar a tiempo.
Estructura de dos componentes
Editar
Los componentes del transformador incluyen el cuerpo (núcleo, devanados, aislamiento, cables), aceite del transformador, tanque de aceite y dispositivo de enfriamiento. , regulador Dispositivo de presión, dispositivo de protección (absorbente de humedad, vía aérea de seguridad, relé de gas, tanque de almacenamiento de aceite, dispositivo de medición de temperatura, etc.) y carcasa de salida.
1. Núcleo de hierro
El núcleo de hierro es el circuito magnético principal del transformador. Generalmente están fabricados con láminas de acero al silicio laminadas en caliente o en frío con un alto contenido de silicio y espesores de 0,35 mm\0,3 mm\0,27 mm, y recubiertas con pintura aislante.
El núcleo de hierro se divide en dos partes: la columna del núcleo de hierro y la viga transversal. La columna del núcleo de hierro está cubierta con devanados y el travesaño se utiliza para cerrar el circuito magnético.
Existen dos formas básicas de estructura del núcleo de hierro: tipo núcleo y tipo cáscara.
2. Curvado
El devanado es la parte del circuito del transformador y está hecho de alambre plano aislado de doble alambre o alambre redondo esmaltado.
Composición de un transformador
Un transformador suele incluir:
Dos o más bobinas: entrada de corriente alterna y salida de corriente inducida.
Un círculo de núcleo metálico: Acopla los campos magnéticos mutuos a la bobina.
Los transformadores generalmente funcionan a bajas frecuencias, con cables enrollados alrededor de un núcleo de hierro para formar devanados.
Aunque el núcleo de hierro provoca cierta pérdida de energía, ayuda a confinar el campo magnético dentro del transformador, mejorando la eficiencia. ? Los transformadores de potencia se dividen en estructura de núcleo y estructura de carcasa según la estructura del núcleo y los devanados y el número de ramas del flujo magnético (los transformadores trifásicos tienen 3, 4 o 5 ramas). Se comportan de manera diferente.
Núcleo del transformador
Haga clic para ingresar la descripción de la imagen.
Núcleo de acero fino
Los transformadores suelen utilizar un núcleo de hierro fabricado con acero al silicio como circuito magnético principal. Esto permite que el campo magnético en la bobina esté más concentrado y el transformador sea más compacto. El núcleo de un transformador de potencia debe diseñarse para evitar la saturación del circuito magnético y, a veces, es necesario diseñar algunos espacios de aire en el circuito magnético para reducir la saturación. El núcleo del transformador real está hecho de una lámina muy delgada de acero al silicio de alta resistencia. Esto reduce las pérdidas y el calor generado por las corrientes parásitas en cada capa. Existen similitudes entre los transformadores de potencia y los circuitos de audio. Un núcleo en capas típico tiene generalmente la forma de las letras E e I y se denomina "transformador EI". Un problema con este tipo de núcleo es que cuando se corta la energía, queda magnetismo residual en el núcleo. Cuando se aplica energía nuevamente, el magnetismo residual hará que el núcleo se sature temporalmente. Para algunos transformadores con capacidades que exceden unos pocos cientos de vatios, si no se utiliza un circuito limitador de corriente, la corriente de entrada hará que se funda el fusible principal. Lo que es más grave es que, en el caso de los grandes transformadores de potencia, la corriente de entrada puede provocar deformaciones y daños en el devanado principal.
Núcleo de hierro sólido
Haga clic para ingresar la descripción de la imagen.
En circuitos de alta frecuencia, como fuentes de alimentación conmutadas, a veces se utilizan núcleos de polvo ferromagnético con alta permeabilidad y resistividad magnética. A frecuencias más altas se requieren materiales magnéticos aislantes y existen varios materiales cerámicos llamados ferritas. En algunos circuitos de radio FM, algunos núcleos de transformadores utilizan núcleos ajustables con circuitos de acoplamiento para lograr resonancia.
Núcleo de bobina hueca
Bobina La bobina está compuesta de un cable electromagnético, que se utiliza para rodear el núcleo de hierro y generar un campo magnético al energizarlo, o generando una corriente inducida a través del campo magnético.
Protección de aislamiento
Protección
Refrigerante Algunos transformadores utilizan la circulación de una sustancia líquida para disipar el calor. El aceite de transformador se usa comúnmente como una sustancia líquida y sus componentes principales son compuestos como alcanos, cicloalcanos e hidrocarburos aromáticos. El aceite de transformador tiene una gran capacidad calorífica específica, absorbe calor, se expande y aumenta de volumen, forma una circulación en la tubería y luego disipa el calor en el aire a través del disipador de calor. Algunos transformadores utilizan sustancias gaseosas (como el hexafluoruro de azufre) como refrigerantes. Debido a limitaciones de conductividad térmica, los transformadores de pequeña capacidad generalmente utilizan gases refrigerantes.
En cuanto al aceite de transformador, la mayoría utiliza aceite mineral y unos pocos transformadores utilizan aceite vegetal. Los derrames de petróleo mineral pueden contaminar el medio ambiente, mientras que los aceites vegetales son mucho menos contaminantes. Los aceites vegetales tienen un punto de inflamación más alto que los aceites minerales. Por lo tanto, los aceites vegetales pueden sustituir a los aceites minerales en el futuro.
3 Proceso de producción
Editar
Resultado
Con el desarrollo sostenido, saludable y rápido de la economía de China, la demanda de electricidad se ha mantenido rápida. crecimiento. En 2011, el consumo de electricidad de toda la sociedad fue de 4,69 billones de kilovatios-hora, un aumento del 11,7% respecto al año anterior, y la demanda de los consumidores se mantuvo fuerte. El consumo de electricidad per cápita fue de 3.483 kWh, un aumento de 351 kWh respecto al año anterior, superando la media mundial.
El rápido desarrollo de la construcción de energía en China ha promovido el desarrollo de la industria de fabricación de transformadores de China. En 2011, la producción nacional de transformadores alcanzó los 143 mil millones de KVA, un aumento interanual del 6,86. En 2011, había 1.461 empresas por encima del tamaño designado en la industria de fabricación de transformadores de China (ingresos comerciales principales de más de 20 millones de yuanes); alcanzó 290.654,38 0,40 mil millones de yuanes, y las ganancias totales fueron 654,38 0,608 mil millones, con una escala de activos de 263,840 mil millones de yuanes y ganancias por ventas de productos de 33,972 mil millones de yuanes.
Transformadores La competencia en la industria de transformadores de China es feroz. Las empresas multinacionales extranjeras se han apoderado de una gran parte del mercado y el número de fabricantes nacionales de transformadores también está creciendo rápidamente. Por ejemplo, en Yongcheng, provincia de Shandong, el mercado de transformadores de gama baja es muy competitivo. Hay más de 20 empresas con capacidad de producción de transformadores de 220KV y capacidad de producción de transformadores de 110KV. Las empresas que producen transformadores por encima de 500 kV han construido barreras de entrada más altas a través de la tecnología y la capacidad de producción, y la estructura del mercado ha tendido a ser estable.
Haga clic para ingresar una descripción de la imagen.
Según el plan, State Grid invertirá aproximadamente 2,55 billones de yuanes en la construcción de la red eléctrica durante el período del "12º Plan Quinquenal", un aumento del 68% con respecto a los 1,5 billones de yuanes durante el "11º Plan Quinquenal". Plan Quinquenal". Desglosados, de los 2,55 billones, 500 mil millones se utilizan para inversiones en redes eléctricas de UHV, 500 mil millones se utilizan para inversiones en redes de distribución y los otros 1,55 billones se utilizan para inversiones en líneas de redes eléctricas de otros niveles de voltaje.
Entre las inversiones en redes eléctricas UHV, la inversión en aires acondicionados UHV es de aproximadamente 270 mil millones de yuanes. El equipo principal de UHV AC incluye transformadores UHV, reactores, interruptores combinados GIS, transformadores y otros equipos. Entre las inversiones en UHV, la inversión en equipos representa alrededor del 45%, de los cuales los transformadores (incluidos los reactores) representan alrededor del 30%. Se espera que la capacidad de mercado de transformadores (incluidos los reactores) supere los 36.000 millones de yuanes durante el período del "Duodécimo Plan Quinquenal".
Materiales de embalaje
Si quieres ganar un transformador, debes tener cierto conocimiento de los materiales relacionados con los transformadores, así que presentaré este conocimiento aquí.
1. Material del núcleo de hierro
El material del núcleo de hierro utilizado en los transformadores es lámina de hierro. Agregar silicio puede reducir la conductividad eléctrica de la placa de acero y aumentar la resistividad. Puede reducir las corrientes parásitas y reducir su pérdida. Normalmente llamamos láminas de acero al silicio a las placas de acero con silicio añadido, lo que tiene mucho que ver con la calidad de las láminas de acero al silicio utilizadas en los transformadores. La calidad de las láminas de acero al silicio generalmente se expresa mediante la densidad de flujo magnético B. Generalmente, el valor B de las láminas de hierro negro es 6000-8000, las láminas de acero con bajo contenido de silicio es 9000-11000 y las láminas de acero con alto contenido de silicio son 12000-65430.
2. Materiales comúnmente utilizados para bobinar transformadores
Alambre esmaltado, hilo, hilo de seda e hilo de papel, el alambre esmaltado más utilizado. Los requisitos para los cables son una buena conductividad eléctrica, una resistencia térmica suficiente de la capa de pintura aislante y una cierta resistencia a la corrosión. En general, lo mejor es utilizar alambre esmaltado de poliéster de alta resistencia modelo QZ.
3. Materiales aislantes
En los transformadores de devanado, se deben utilizar materiales aislantes para el aislamiento del marco entre bobinas y el aislamiento entre devanados. Generalmente, el material del marco del transformador puede ser cartón fenólico, tablero epoxi o cartón. La capa intermedia se puede aislar con una película de poliéster, papel telefónico o papel compuesto 6520, y el devanado se puede aislar con una tela encerada amarilla o una película de imina.
4. Materiales impregnados
Después de enrollar el transformador, este debe pasar por el proceso final, que consiste en impregnar la pintura aislante. La pintura aislante puede mejorar la resistencia mecánica del mismo. Transformador, mejora el rendimiento del aislamiento y prolonga la vida útil. Generalmente se puede utilizar como material de impregnación barniz cresol o pintura aislante 1032 o pintura de resina.
4 Principio de funcionamiento
Editar
Transformador Un transformador es un dispositivo que transforma voltaje CA, corriente CA e impedancia. Cuando la corriente alterna pasa a través del devanado primario del transformador Shanghai Shuogong, se genera un flujo magnético alterno en el núcleo de hierro (o núcleo magnético) y se induce un voltaje (o corriente) en el devanado secundario.
Haga clic para ingresar una descripción de la imagen.
El transformador está compuesto por un núcleo de hierro (o núcleo magnético) y una bobina. La bobina tiene dos o más devanados, el devanado conectado a la fuente de alimentación se llama bobina primaria, y el resto se denominan. bobinas secundarias.
5 categorías principales
Editar
La clasificación de los transformadores más utilizados se puede resumir en la siguiente:
1, según el número de fases:
1) Transformador monofásico: se utiliza para cargas monofásicas y grupos de transformadores trifásicos.
2) Transformador trifásico: se utiliza para subir y bajar tensión en sistemas trifásicos.
2. Según el método de enfriamiento:
1) Transformador tipo seco: depende de la convección de aire para el enfriamiento natural o enfriamiento por ventilador, utilizado principalmente en edificios de gran altura, de gran altura. estaciones de peaje de velocidad, alumbrado público y circuitos electrónicos y otros transformadores de pequeña capacidad.
Transformador 2) Transformador en baño de aceite: utiliza aceite como medio de enfriamiento, como autoenfriamiento en baño de aceite, enfriamiento por aire en baño de aceite, enfriamiento en baño de aceite, circulación forzada de aceite, etc.
Haga clic para ingresar una descripción de la imagen.
3. Según su finalidad:
1) Transformador de potencia: se utiliza para subir y bajar la tensión del sistema de transmisión y distribución de energía.
2) Transformadores: como transformadores de tensión, transformadores de corriente, instrumentos de medida, dispositivos de protección de relés, etc.
3) Transformador de prueba: Puede generar alto voltaje y realizar pruebas de alto voltaje en equipos eléctricos.
4) Transformadores especiales: como transformadores de hornos eléctricos, transformadores rectificadores, transformadores reguladores de voltaje, transformadores condensadores, transformadores desfasadores, etc.
4. Según la forma del devanado:
1) Transformador de doble devanado: se utiliza para conectar dos niveles de tensión en el sistema de potencia.
2) Transformador de tres devanados: Generalmente utilizado en subestaciones regionales de sistemas eléctricos para conectar tres niveles de voltaje.
3) Autotransformador: se utiliza para conectar sistemas de potencia con diferentes voltajes. También se puede utilizar como transformador elevador o reductor normal.
5. Según la forma del núcleo:
1) Transformador de núcleo: transformador de potencia de alta tensión.
2) Transformador de aleación amorfa: el transformador con núcleo de hierro de aleación amorfa es un nuevo tipo de material conductor magnético y la corriente sin carga se reduce en aproximadamente un 80%. Es un transformador de distribución ideal con efecto de ahorro de energía y es especialmente adecuado para redes eléctricas rurales y áreas en desarrollo con bajas tasas de carga.
3) Transformador tipo carcasa: transformador especial para corriente grande, como transformador de horno eléctrico, transformador de soldadura o transformador de potencia para instrumentos electrónicos, TV, radio, etc.
6 Funciones relacionadas
Editar
Las funciones principales del transformador son: conversión de voltaje; conversión de corriente, aislamiento de impedancia (transformador de saturación magnética); ); Autotransformador; transformador de alta tensión (tipo seco y tipo sumergido en aceite), etc. Los núcleos de uso común para transformadores generalmente incluyen núcleos tipo E y tipo C, tipo Xed y tipo CD tipo ED.
El tipo más básico de transformador consta de dos juegos de bobinas envueltas con alambre que están acopladas inductivamente entre sí. Cuando una corriente CA (de frecuencia conocida) fluye a través de un conjunto de bobinas, se inducirá un voltaje CA de la misma frecuencia en el otro conjunto de bobinas. El voltaje inducido depende del grado de acoplamiento y de entrecruzamiento magnético entre las dos. bobinas.
Un transformador generalmente se refiere a una bobina conectada a una fuente de alimentación de CA, llamada "bobina primaria"; el voltaje a través de esta bobina se llama voltaje primario. El voltaje inducido en la bobina secundaria puede ser mayor o menor que el voltaje primario, que está determinado por la "relación de vueltas" entre las bobinas primaria y secundaria. Por lo tanto, los transformadores se dividen en transformadores elevadores y transformadores reductores.
Haga clic para ingresar una descripción de la imagen.
La mayoría de los transformadores tienen un núcleo fijo alrededor del cual se enrollan las bobinas primaria y secundaria. Debido a la alta permeabilidad magnética del hierro, la mayor parte del flujo magnético está confinado en el núcleo de hierro, por lo que los dos conjuntos de bobinas pueden obtener un grado bastante alto de acoplamiento magnético. En algunos transformadores, la bobina está tan estrechamente acoplada al núcleo que la relación entre el voltaje primario y secundario es casi la misma que la relación de vueltas de la bobina. Por lo tanto, la relación de vueltas del transformador generalmente se puede utilizar como indicador de referencia para el aumento o reducción de voltaje del transformador. Debido a esta función de aumento y reducción, los transformadores se han convertido en uno de los accesorios importantes de los sistemas de energía modernos. El aumento del voltaje de transmisión puede hacer que sea más económico transmitir electricidad a largas distancias. En cuanto al transformador reductor, hace que la aplicación del suministro de energía sea más diversa. Podemos decir que sin transformadores la industria moderna no sería capaz de llegar a su situación actual.