Ηλεκτρονικός Μετασχηματιστής

Μερικοί από τους μετασχηματιστές ισχύος χρησιμοποιούνται σε σταθμούς παραγωγής, υποσταθμούς και γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας είτε για μείωση είτε για αύξηση της τάσης. Με τη χρήση του μετασχηματιστή ισχύος ανόδου, το επίπεδο τάσης στη γραμμή μεταφοράς αυξάνεται, με αποτέλεσμα χαμηλό ρεύμα να ρέει μέσω της γραμμής. Ως εκ τούτου, οι απώλειες I2R στις γραμμές μεταφοράς μειώνονται. Οι μετασχηματιστές ισχύος με πτώση χρησιμοποιούνται για την παροχή φορτίων σε βιομηχανίες στις ονομαστικές τάσεις τους.
Μερικοί από τους μετασχηματιστές ισχύος παρέχουν επίσης την ισχύ στα ηλεκτρονικά κυκλώματα. Ο μετασχηματιστής ισχύος μπορεί να είναι μονοφασικές ή τριφασικές με βάση την εφαρμογή για την οποία χρησιμοποιείται. Όσον αφορά τα μοναδικά χαρακτηριστικά του μετασχηματιστή αλλαγής βρύσης, ο αυτόματος μετασχηματιστής και οι μετασχηματιστές διανομής ανήκουν γενικά στην οικογένεια των μετασχηματιστών ισχύος. Μερικοί μετασχηματιστές ισχύος συζητούνται παρακάτω.

Αυτοί είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι μετασχηματιστές και είναι διαθέσιμοι από milliwatts έως megawatt. Αυτοί οι τύποι μετασχηματιστών χρησιμοποιούνται στη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας και επίσης σε συσκευές για την παροχή χαμηλής τάσης. Αυτός ο μετασχηματιστής αποτελείται από έναν πολυστρωματικό πυρήνα για τη μείωση των δινορευμάτων. Αυτά τα ελάσματα συσφίγγονται μεταξύ τους με μπουλόνια. Τόσο οι πρωτεύουσες όσο και οι δευτερεύουσες περιελίξεις τυλίγονται σε έναν διαμορφωτή και τοποθετούνται γύρω από το κεντρικό σκέλος του πυρήνα. Αυτοί οι μετασχηματιστές χρησιμοποιούν split bobbin για να παρέχουν υψηλή μόνωση μεταξύ των περιελίξεων για μικρές συσκευές. Μεταξύ του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ασπίδες για τη μείωση της ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής.
Αυτός ο τύπος μετασχηματιστή προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τον μετασχηματιστή πολυστρωματικού πυρήνα ότι παρέχει αρκετά και αποτελεσματική λειτουργία με μειωμένα αδέσποτα ή εξωτερικά μαγνητικά πεδία. Λόγω του μικρότερου βάρους και του μικρού μεγέθους, σχεδιάζονται εύκολα για οποιαδήποτε εφαρμογή που λειτουργεί είτε χαμηλής είτε υψηλής τάσης. Χρησιμοποιείται ένας εξαιρετικά αποτελεσματικός πυρήνας σε σχήμα ντόνατ, ο οποίος είναι κατασκευασμένος από σίδηρο πυριτίου με κόκκους και κόβεται για να σχηματίσει μια κορδέλα από χάλυβα. Αυτός ο πυρήνας τυλίγεται περαιτέρω από χάλκινες περιελίξεις σαν ένα πολύ σφιχτό ωρολογιακό ελατήριο. Σε σύγκριση με τον μετασχηματιστή με ελασματοποιημένο πυρήνα EI, οι μετασχηματιστές σπειροειδούς πυρήνα είναι πιο ακριβοί. Ωστόσο, για μια δεδομένη βαθμολογία, ένας μικρότερος και ελαφρύτερος θα είναι ο σπειροειδής μετασχηματιστής σε σύγκριση με τον μετασχηματιστή τύπου πολυστρωματικού τύπου EI. Επίσης, παρέχει λιγότερη διαρροή μαγνητικού πεδίου και υψηλότερη απόδοση. Αυτά είναι διαθέσιμα από μερικές δεκάδες VA έως χιλιάδες VA. Ως επί το πλείστον, διαθέτουν κεντρική μονή οπή στήριξης με μπουλόνι με ροδέλες και λαστιχένια μαξιλάρια.

Οι αυτόματοι μετασχηματιστές διαφέρουν από τον τυπικό μετασχηματιστή δύο ή τριών περιελίξεων, καθώς περιέχει μόνο ένα τύλιγμα που λειτουργεί τόσο ως πρωτεύον όσο και ως δευτερεύον. Σε αυτό, το τμήμα αυτής της απλής περιέλιξης είναι κοινό τόσο για το πρωτεύον όσο και για το δευτερεύον και ως εκ τούτου είναι ηλεκτρικά συνδεδεμένα (δύο περιελίξεις είναι ηλεκτρικά απομονωμένα στην περίπτωση του παραδοσιακού μετασχηματιστή). Έτσι, αυτός ο μετασχηματιστής λειτουργεί τόσο στην αγωγιμότητα όσο και στην επαγωγή. Σε αυτό, ένας ελασματοποιημένος πυρήνας τυλίγεται με μία μόνο περιέλιξη και μέρος αυτής της περιέλιξης χωρίζεται σε πρωτεύον και δευτερεύον.
Αυτοί ταξινομούνται σε αυτόματο μετασχηματιστή step-up και step-down. Στον υποβιβαζόμενο αυτόματο μετασχηματιστή, το πλήρες τύλιγμα λειτουργεί ως πρωτεύον και το τμήμα του ενεργεί ως δευτερεύον και επομένως η τάση που προκαλείται στον δευτερεύοντα είναι χαμηλή σε σύγκριση με τον πρωτεύοντα. Από την άλλη πλευρά, το αντίστροφο θα συμβεί για έναν μετασχηματιστή ανόδου. Τριφασικοί μετασχηματιστές ισχύος χρησιμοποιούνται σε συστήματα διανομής ισχύος που μπορεί να είναι αυτομετασχηματιστές συνδεδεμένοι είτε με αστέρι είτε με δέλτα. Αλλά κυρίως οι αυτόματοι μετασχηματιστές συνδεδεμένοι με αστέρι χρησιμοποιούνται για εφαρμογές υψηλής ισχύος.
Οι μεταβλητοί αυτόματοι μετασχηματιστές έρχονται με αριθμητικές στροφές σε μονή περιέλιξη και δευτερεύουσα σύνδεση με συρόμενη βούρτσα άνθρακα. Επομένως, με ολίσθηση της βούρτσας άνθρακα παράγεται μεταβλητή τάση στο δευτερεύον, η οποία είναι ίση με την αναλογία στροφών μεταξύ ολόκληρου του τυλίγματος και του κρουνού.
Οι αυτόματοι μετασχηματιστές χρησιμοποιούνται ως στάτορες για την ασφαλή εκκίνηση διαφόρων ηλεκτρικών μηχανών όπως σύγχρονοι κινητήρες, κινητήρες επαγωγής κ.λπ. Και αυτοί χρησιμοποιούνται επίσης ως μετασχηματιστές κλιβάνου και ενισχυτές.

Αυτός ο τύπος μετασχηματιστή χρησιμοποιείται συνήθως για τριφασικά συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας, όπως δίκτυα ισχύος και γραμμές μεταφοράς που μεταφέρουν μεγάλες ποσότητες υψηλών τάσεων. Αυτά είναι πιο οικονομικά λόγω της ευρείας χρήσης τριφασικών συστημάτων παραγωγής, μετάδοσης, διανομής και χρήσης AC. Αυτός ο τύπος μετασχηματιστή αποτελείται από τρεις περιελίξεις που τυλίγονται γύρω από τον πυρήνα με τρία πόδια και βυθίζονται σε μια δεξαμενή. Αυτές οι πρωτεύουσες και δευτερεύουσες περιελίξεις μπορούν να συνδεθούν με διαφορετικούς συνδυασμούς συνδέσεων όπως αστέρι-αστέρι, αστέρι-δέλτα, δέλτα-δέλτα και δέλτα-αστέρι. Αυτοί μπορούν να είναι τριφασικοί μετασχηματιστές step-up ή step-down, ανάλογα με την εφαρμογή ή το φορτίο. Λόγω του κοινού πυρήνα για όλες τις περιελίξεις, τόσο μικρότερη θα είναι η μαγνητική ροή διαρροής και ως εκ τούτου η απόδοση του μετασχηματιστή είναι υψηλή.

Οι ελαιόψυκτοι μετασχηματιστές είναι μεγάλοι μετασχηματιστές ισχύος που χρησιμοποιούνται σε διάφορες μονάδες, από μεγάλους σταθμούς παραγωγής ή μονάδες υποσταθμού έως μονάδες διανομής ισχύος. Αυτοί οι μετασχηματιστές είναι γεμάτοι με τυπικό λάδι μετασχηματιστή (ή ορυκτέλαιο) για να παρέχουν την ψύξη καθώς και τη μόνωση στις περιελίξεις και τον πυρήνα. Στους μετασχηματιστές που ψύχονται με λάδι, ο πυρήνας και τα πηνία βυθίζονται ή βυθίζονται στο υγρό ή το λάδι. Σε σύγκριση με τους αερόψυκτους μετασχηματιστές, το λάδι παρέχει καλύτερη μόνωση και λειτουργεί ως καλύτερος αγωγός της θερμότητας.
Οι μετασχηματιστές ραδιοσυχνοτήτων χρησιμοποιούνται σε μια ποικιλία ηλεκτρονικών κυκλωμάτων για διάφορους λόγους, όπως αντιστοίχιση σύνθετης αντίστασης για μεταφορά μέγιστης ισχύος, απομόνωση συνεχούς ρεύματος μεταξύ των κυκλωμάτων, αύξηση ή μείωση τάσης και ρεύματος, διασύνδεση μεταξύ μη ισορροπημένων και ισορροπημένων κυκλωμάτων κ.λπ. Αυτοί οι μετασχηματιστές έρχονται ως πακέτα συνδέσμων, πακέτα επιφανειακής βάσης και άλλες διαφορετικές διαμορφώσεις. Τα ελάσματα χάλυβα δεν χρησιμοποιούνται για μετασχηματιστές ραδιοσυχνοτήτων. Οι συχνότητες εργασίας αυτού του μετασχηματιστή κυμαίνονται από 30 KHz έως 30 MHz και τις περισσότερες φορές με την προσθήκη πυκνωτή σε ένα τύλιγμα βοηθά στο συντονισμό των περιελίξεων τους για μια συγκεκριμένη συχνότητα.
Αυτοί μπορεί να είναι πυρήνας αέρα, πυρήνας φερρίτη, μετασχηματιστές τύπου balun. Μετασχηματιστές ραδιοσυχνοτήτων με πυρήνα αέρα που χρησιμοποιούνται σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων έτσι ώστε μερικές στροφές ενός σύρματος να συγκολλούνται σε αυτό. Οι μετασχηματιστές πυρήνα φερρίτη χρησιμοποιούνται σε υπερετερόδυνους ραδιοφωνικούς δέκτες που είναι κυρίως μετασχηματιστές συντονισμένου τύπου. Οι μετασχηματιστές Balun χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση των μη ισορροπημένων και ισορροπημένων κυκλωμάτων όπως οι ισορροπημένοι ενισχυτές (κοινές εφαρμογές απόρριψης λειτουργίας).

Οι μετασχηματιστές ήχου είναι ειδικά σχεδιασμένοι μετασχηματιστές που χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά του σήματος ήχου σε κυκλώματα ήχου. Οι συχνότητες εργασίας κυμαίνονται από 20 Hz έως 20 KHz για αυτόν τον τύπο μετασχηματιστή. Αυτά χρησιμοποιούνται για πολλαπλές λειτουργίες όπως η αύξηση ή η μείωση της τάσης σήματος, η μετατροπή ενός κυκλώματος από ισορροπημένο σε μη ισορροπημένο και αντίστροφα, μείωση ή αύξηση της σύνθετης αντίστασης ενός κυκλώματος, αποκλεισμός της συνιστώσας DC του ρεύματος και παροχή σήματος AC και παρέχουν ηλεκτρική γαλβανική απομόνωση από τη μια συσκευή ήχου στην άλλη. Αυτοί οι τύποι μετασχηματιστών περιλαμβάνουν είσοδο μικροφώνου, είσοδο γραμμής, είσοδο phono με κινούμενο πηνίο, έξοδο γραμμής, έξοδο μεταξύ σταδίων και ισχύος, έξοδο μικροφώνου, διαχωριστή, μετατροπή σύνθετης αντίστασης, άμεσο κουτί, εξολοθρευτές βουητού, σπειροειδείς μετασχηματιστές AF μεγαφώνων κ.λπ.