A transzformátor egy statikus elektromágneses eszköz, amelyet arra terveztek, hogy váltakozó feszültséget alakítson át (alakítson át) annak növelésével vagy csökkentésével. Használható a fázisok számának és ritkábban a váltakozó áram frekvenciájának megváltoztatására is.
Az elektromos energiát általában nagy távolságokon továbbítják olyan feszültségeken, amelyek többszörösei a háztartási fogyasztók által használt feszültségszintnek. A transzformátorok használata javítja az elektromos energia továbbításának minőségét és lehetővé teszi a hálózatokban bekövetkező veszteségek csökkentését.
Eszköz és a működés elve
A transzformátor szerkezetileg két (vagy több) tekercsből és egy magból áll, amelyet mágneses áramkörnek is neveznek. A feszültség a készülékre az elsődleges tekercsen történik, és a már átalakított feszültséget eltávolítják a szekunder tekercsből. A tekercseket váltakozó mágneses mező köti össze egymással, amelyet a primer tekercsre táplált feszültség hoz létre a magban.
Transzformátorok típusai
- erő;
- mérő;
- alacsony fogyasztású;
- impulzus;
- csúcstranszformátorok.
Veszteség
A villamos energia átvitele az elsődlegesből a másodlagosba változatlanul veszteségekkel jár.
A transzformátorban nincsenek forgó alkatrészek, ezért nincs mechanikai veszteség. Az egységben azonban veszteségek fordulnak elő a tekercsek rézében, mivel a tekercsekben van elektromos ellenállás, valamint a mag acéljának mágneses veszteségei a keletkező örvényáramok és mágnesezettség megfordítása.
Ezen okokból kifolyólag nem az összes energiát adják át, hanem csak annak nagy részét.
A hatékonyság és annak növelésének módjai
Mint minden más energiaátalakítóhoz, a transzformátorhoz is tartozik egy teljesítmény-együttható (COP), amely jellemzi működésének hatékonyságát.
A hatékonyság az egység hasznos terhelésének és a terhelt transzformátornak a hálózatból merített teljesítmény aránya. A hatékonyság kifejezhető a hatékonyan felhasznált energia és a rendszerből felhasznált energia arányában is.
Mivel a transzformátor passzív energiaátalakító, hatékonysága mindig kisebb, mint az egység (η <1). Ez azt jelenti, hogy a szekunder tekercseléshez kapcsolt terhelés által felhasznált teljesítmény mindig kisebb, mint a terhelt eszköz által a rendszerből fogyasztott teljesítmény.
A hatékonyság javításának számos módja van, elsősorban a veszteségek csökkentésére. Például a rézveszteségek csökkentése érdekében meg kell növelni a tekercselő huzalok keresztmetszetét. És a mágnesezettség megfordulásából adódó veszteségcsökkenés akkor érhető el, ha a mag számára bizonyos összetételű és szerkezetű lágy mágnesacélt használunk.
Az örvényáram-veszteségek csökkentése érdekében a mágneses magot külön kell elválasztani, egymástól elkülönítve acélrudaktól. A szilícium adalékként is használható a mágneses áramkör anyagában.