Разделительный трансформатор: особенности, применение, конструкция

Применение

Специалисты знают, что применять это оборудование можно не только в быту, но и на производстве. Это объясняется тем, что использовать устройство не составляет труда. Также во время своей работы оно считается достаточно безопасным. Многие специалисты заявляют, что устройство может работать даже в условиях повышенной электробезопасности. Если вам будет интересно, тогда можете прочесть про идеальный трансформатор.

Особенно полезным устройство может стать, если вы планируете делать ремонт. Также при необходимости разделительный трансформатор можно использовать и для влажных помещений. Установку не следует выполнять самостоятельно. Если у вас нет определенных знаний, тогда лучше вызвать специалиста, который быстро выполнит установку.

Если первичная обмотка трансформатора подключается к источникам тока, а вторичная подключается к измерительным приборам, тогда это устройство называется трансформатором тока. Это устройство можно будет использовать в различных измерительных цепях.
Импульсный трансформатор способен преобразовывать полученные сигналы и передавать электрический импульс. Чаще всего эти устройства применяются в технике.
Чтобы преобразовать синусоидальное напряжение многие специалисты используют пик-трансформатор.
Если первичная и вторичная обмотка соединяется напрямую, тогда это устройство можно называть автотрансформатором.
В силовом трансформаторе вы можете встретить несколько видов обмоток. Они предназначаются для преобразования тока с помощью электромагнитной индукции.
Разделительный трансформатор используют для обеспечения нормального тока для фонарей. Устройство представляет собою компактный прибор, который имеет изолированные обмотки. При необходимости портативный прибор можно установить на специальную подставку.

Импульсные цепи

Разделительные трансформаторы в этом случае становятся термином нарицательным. В цифровой технике применяются для развязки цепей и нормализации уровней сигнала (0 и 1). Если постоянная составляющая начинает уплывать, использование трансформатора считается простым способом вернуть логические уровни на место. При этом одна точка вторичной обмотки непременно заводится на нейтраль вторичной цепи. А соединяется ли она с корпусом, зависит от реализации конкретной схемы.

Импульсный разделительный трансформатор идеален для инвертирования сигнала и смены логического уровня. Это достигается встречным включением катушек и изменением коэффициента передачи. В цифровой технике логический уровень измеряется лишь по напряжению, а величина тока в большинстве случаев не играет роли. Лишь бы хватило для переключения микросхем (минимальный порог указывается в технических характеристиках).

Импульсные трансформаторы имеют малые габариты в силу высоких частот используемых сигналов. Это могут быть гигагерцы, в которых измеряется тактовая частота процессора. В результате заметить эту микросхему среди прочих удаётся лишь по маркировке. К примеру, счетверённый трансформатор (muRata) 1600 С имеет длину корпуса 2 см.

Одновременно обеспечиваются потрясающие разделительные качества. Сопротивление изоляции напряжению 500 В постоянного тока составляет 10 ГОм (как в высоковольтных цепях), а включать изделие допустимо в прямом и обратном направлении. Вторичная и первичная обмотки идентичны. Это важно при преобразовании уровней: разделительный трансформатор работает на повышение и понижение напряжения.

В спецификации указываются собственные ёмкости изделий, что прямо указывает на отсутствие экранов Фарадея. За ненадобностью исключение громоздкого элемента помогает экономить место.

Виды трансформаторов

Среди многообразных трансформаторных устройств чаще всего встречаются трансформаторы:

силовые
измерительные
специальные

Изолирующие (разделительные) трансформаторы-назначение и преимущества

Изолирующие трансформаторы используются для передачи электроэнергии от источника переменного тока на устройство, где для обеспечения безопасности устройство должно быть гальванически изолировано от источника питания. Они обеспечивают гальваническую развязку, которая обеспечивает изоляцию различных секций электрических систем для предотвращения протекания тока. Здесь нет прямого пути проводимости, но энергия по-прежнему передается между участками посредством емкости, индукции или электромагнитных волн. Однако эти трансформаторы блокируют передачу компонента постоянного тока в сигналах от одной цепи к другой, в то же время пропуская компоненты переменного тока.

Разделительные трансформаторы с соотношением напряжений по входу и выходу 1: 1 между первичной и вторичной обмотками используются для защиты от поражения электрическим током между землей и проводниками под напряжением. Они также используются для подавления электрических помех и используются для подачи питания на чувствительные устройства, такие как компьютеры, медицинские приборы и лабораторные инструменты. В таких трансформаторах первичная и вторичная обмотки электрически изолированы друг от друга, и между обмотками можно подавать высокое напряжение в диапазоне от 1000 до 4000 Вольт (так называемое напряжение пробоя). Каждый разделительный трансформатор в процессе производства подвергается испытанию таким напряжением.

Каковы преимущества изолирующих трансформаторов?

Цели использования изолирующего трансформатора зависят от сферы в которой он применяется и могут быть самыми разнообразными. Назовем некоторые из них:

Изоляция в разных цепях может быть заменена изолирующими трансформаторами. При соотношении 1: 1 изолирующие трансформаторы могут разделить цепь первичной от цепи вторичной обмотки.
Разделительные трансформаторы облегчают изоляцию постоянного тока. В случае линий связи, где требуются усилители с различными интервалами, именно изолирующие трансформаторы осуществляют отделение компонентов постоянного тока от сигнала для управления каждым усилителем в линии.
Изолирующие трансформаторы предотвращают риск поражения электрическим током. Они обеспечивают отделение человека от источника таким образом, чтобы человек не мог попасть под напряжение от источника бесконечной мощности.
Без изоляции при тестировании и обслуживании электроники прикосновение к токоведущей части цепи может оказаться опасным. Таким образом, для обеспечения безопасности используются разделительные трансформаторы 1: 1. Изолирующие трансформаторы оказались отличным вариантом для проведения испытаний. Где есть опасность для жизни при работе с мощными электроустройствами ,можно подключить трансформатор небольшой мощности и работать с напряжением вторичной цепи, но с ограничением по мощности трансформатора.
Все виды шума, которые создаются при подключении аудиоусилителя к выходной цепи динамика, уменьшаются с помощью изолирующих трансформаторов.
Разделительные трансформаторы позволяют убрать некоторые гармоники и приблизить форму напряжения к правильной синусоидальной форме. Необходимы там где надо отсечь вредное влияние ШИМ модуляции и др.

Где используются изолирующие трансформаторы?

Изоляционные маломощные трансформаторы используются для изоляции в импульсных цепях.
Разделительные трансформаторы используются для обеспечения электрической изоляции в медицинском оборудовании.
Разделительные трансформаторы используются для питания устройств, которые не имеют потенциала заземления.
Изолирующие трансформаторы используются при испытаниях и обслуживании электроники для обеспечения безопасности, без которой прикосновение к токоведущей части цепи с опасным напряжением может привести к серьезным повреждениям.

Какими бы ни были ваши требования, у нас вы можете заказать лучшие в своем классе изолирующие трансформаторы в тороидальном исполнении. Мы производим изолирующие (разделительные) трансформаторы в диапазоне мощностей от 20ВА до 100кВА .Однофазные и трехфазные.

Виды исполнения однофазные :

Просто трансформатор для дальнейшего монтажа в шкаф,плату или устройство.
Трансформатор с крепежными пластинами и клеммниками , готовый для подключения. Вариант-горизонтальный,вертикальный или на динрейку.
Трансформатор в корпусе-оборудованном розекткой,выключателем и силовым шнуром.

Виды исполнения трехфазные:

Три трансформатора (тора) .
Этажерка-конструктив с закрепленными трансформаторами и подключенными в звезду или треугольник.
Металлический закрытый корпус с трансформаторами и клеммниками ( в том числе герметического исполнения).

Изоляция в разных цепях может быть заменена изолирующими трансформаторами. При соотношении 1: 1 изолирующие трансформаторы могут разделить цепь первичной от цепи вторичной обмотки.
Разделительные трансформаторы облегчают изоляцию постоянного тока. В случае линий связи, где требуются усилители с различными интервалами, именно изолирующие трансформаторы осуществляют отделение компонентов постоянного тока от сигнала для управления каждым усилителем в линии.
Изолирующие трансформаторы предотвращают риск поражения электрическим током. Они обеспечивают отделение человека от источника таким образом, чтобы человек не мог попасть под напряжение от источника бесконечной мощности.
Без изоляции при тестировании и обслуживании электроники прикосновение к токоведущей части цепи может оказаться опасным. Таким образом, для обеспечения безопасности используются разделительные трансформаторы 1: 1. Изолирующие трансформаторы оказались отличным вариантом для проведения испытаний. Где есть опасность для жизни при работе с мощными электроустройствами ,можно подключить трансформатор небольшой мощности и работать с напряжением вторичной цепи, но с ограничением по мощности трансформатора.
Все виды шума, которые создаются при подключении аудиоусилителя к выходной цепи динамика, уменьшаются с помощью изолирующих трансформаторов.
Разделительные трансформаторы позволяют убрать некоторые гармоники и приблизить форму напряжения к правильной синусоидальной форме. Необходимы там где надо отсечь вредное влияние ШИМ модуляции и др.

Устройство

Трансформатор разделительный конструктивно представляет собой устройство, в котором металлические ленты или проволока обмотаны вокруг ферромагнетика – материала, который спонтанно порождает магнитное поле при достижении определенной температуры. Такие обмотки образуют катушки. Как правило, в устройстве имеется одна или две таких бобины, сердечники которых в несколько слоев обмотаны проволокой.

Главная цель работы любого трансформатора состоит в разделении потребителя и источника электрической сети. В качестве потребителя выступают приборы и непосредственно сам человек. Подобные мероприятия проводятся для решения одной задачи – повышения уровня безопасности при работе с электрооборудованием.

Основная защита дома от пожара и удара током – разделительный трансформатор.

Электрооборудование, без которого не может обойтись ни один дом или предприятие, использует для своей работы электрическую энергию различного напряжения. И в некоторых случаях оно достигает уровня, смертельно опасного для жизни человека. Ввиду этого предъявляются повышенные требования к монтажу и эксплуатации подобных изделий. В целях безопасности применяют разделительный трансформатор. Его устанавливаютя как в частных домах, так и на предприятиях.

2.1. Магнитопровод. Магнитные материалы.

Назначение магнитопровода заключается в создании для магнитного потока замкнутого пути, обладающего минимальным магнитным сопротивлением. Поэтому магнитопроводы для трансформаторов изготавливают из материалов, обладающих высокой магнитной проницаемостью в сильных переменных магнитных полях. Материалы должны иметь малые потери на вихревые токи, чтобы не перегревать магнитопровод при достаточно больших значениях магнитной индукции, быть достаточно дешевыми и не требовать сложной механической и термической обработки.

Магнитные материалы, используемые для изготовления магнитопроводов, выпускаются в виде отдельных листов, либо в виде длинных лент определенной толщины и ширины и называются электротехническими сталями.
Листовые стали (ГОСТ 802-58) изготавливаются методом горячей и холодной прокатки, ленточные текстурованные стали (ГОСТ 9925-61) только методом холодной прокатки.

Также применяют железноникелевые сплавы с высокой магнитной проницаемостью, например, пермаллой, перминдюр и др. (ГОСТ 10160-62), и низкочастотные магнитомягкие ферриты.

Для изготовления разнообразных относительно недорогих трансформаторов широко применяются электротехнические стали, имеющие небольшую стоимость и позволяющие трансформатору работать как при постоянном подмагничивании магнитопровода, так и без него. Наибольшее применение нашли холоднокатаные стали, имеющие лучшие характеристики по сравнению со сталями горячей прокатки.

Сплавы с высокой магнитной проницаемостью применяют для изготовления импульсных трансформаторов и трансформаторов, предназначенных для работы при повышенных и высоких частотах 50 – 100 кГц.

Недостатком таких сплавов является их высокая стоимость. Так, например, стоимость пермаллоя в 10 – 20 раз выше стоимости электротехнической стали, а пермендюра – в 150 раз. Однако в ряде случаев их применение позволяет существенно снизить массу, объем и даже общую стоимость трансформатора.

Другим их недостатком является сильное влияние на магнитную проницаемость постоянного подмагничивания, переменных магнитных полей, а также низкая стойкость к механическим воздействиям – удар, давление и т.п.

Из магнитомягких низкочастотных ферритов с высокой начальной проницаемостью изготавливают прессованные магнитопроводы, которые применяют для изготовления импульсных трансформаторов и трансформаторов, работающих на высоких частотах от 50 – 100 кГц. Достоинством ферритов является невысокая стоимость, а недостатком является низкая индукция насыщения (0,4 – 0,5 Т) и сильная температурная и амплитудная нестабильность магнитной проницаемости. Поэтому их применяют лишь при слабых полях.

Выбор магнитных материалов производится исходя из электромагнитных характеристик с учетом условий работы и назначения трансформатора.

В магнитопроводе броневого типа обмотка располагается на центральном стержне. Это упрощает конструкцию трансформатора, позволяет получить более полное использование окна обмоткой, а также создает некоторую механическую защиту обмотки. Поэтому такие магнитопроводы получили наибольшее применение.

Трансформаторы тока

У данных трансформаторов, гальваническая развязка (без электрического контакта) и от источника тока питается первичная обмотка. Трансформаторы тока используют в цепях защиты, измерения, сигнализации, управления и для снижения на первичной обмотке тока. На вторичной обмотке обычно номинальный ток равен пяти ампер или одному. Использовать данный трансформатор нужно в режиме близкому к короткому замыканию, так как при разрыве цепи на выходе, наводится высокое напряжение, которое может повредить устройства.

Преимущества:

Конструкция трансформатора

Медицинский трансформатор представляет собой напольный блок с металлическим корпусом, окрашенным износостойким полимерным покрытием.
Цвет – серый RAL 7035. Степень защиты: IP20, IP54.

Основным элементом медицинского трансформатора является разделительный трансформатор, который обеспечивает гальваническое разделение нагрузки и питающей сети. Трехфазные модели состоят из трех однофазных трансформаторов, включенных по схеме «звезда».

Трансформаторы серии ТР – ххххМ представляют собой законченную конструкцию с трансформаторами, автоматами по входу и выходу, системой контроля изоляции, контролем температуры трансформатора и тока нагрузки.

Установка разделительных трансформаторов в медучреждениях осуществляется в основном по трем вариантам: в помещении электрощитовой, в коридорных нишах, в помещении операционной или палаты интенсивной терапии.

Разновидности

Для начала разберёмся в существующих типах автомобильных предохранителей. Их можно классифицировать в зависимости от используемых материалов и самой конструкции. Поскольку теперь каждый знает, что чего в автомобиле нужны эти самые предохранители, стоит изучить их разновидности. Теперь к вопросу о том, какие бывают предохранители, использующиеся в авто. Начнём с материалов изготовления. Тут ключевую роль играет то, из чего сделана именно легкоплавкая составляющая. Потому элементы делят на:

алюминиевые;
оловянные;
свинцовые;
сплавные (сочетание из свинца и олова).

Важнейшей характеристикой изделия является скорость или время срабатывания. То есть промежуток времени, за который плавкий элемент успевает расплавиться и разъединить цепь. Чем быстрее вставка сможет расплавиться, тем меньше вероятность, что пострадает защищаемое оборудование. Чтобы добиться желаемого результата, эти вставки изготавливаются из специальных сплавов и металлов, которые характеризуются низкой температурой плавления. Они способны быстро переходить из твёрдого в жидкое состояние. Для увеличения скорости срабатывания, в конструкциях некоторых предохранителей дополнительно предусматривается наличие системы подпружинивания. Конструктивно предохранители, используемые для авто, можно разделить на пальчиковые и флажковые.

Пальчиковые изделия получили широкое распространение на классических моделях автомобилей отечественного автопроизводителя в лице АвтоВАЗ. Это стержни, на которые надевается специальная плавкая перемычка. При этом пальчиковые защитные конструкции для авто делятся на пластиковые и керамические предохранители. Учитывая некоторые особенности предохранительных блоков, которыми оснащаются автомобили Жигули, наиболее предпочтительным вариантом считается именно керамический элемент. Он обладает большей устойчивостью по отношению к высокой температуре, считаются надёжнее и не способствуют ложному срабатыванию, если предохранитель начинает греться.

Но на современных автомобилях от пальчиковых конструкций отказались. Теперь основную массу предохранителей представляют флажковые защитные элементы. Они превосходят пальчиковые аналоги по удобству применения, а также опережают в плане надёжности. Флажковые также часто называют ножевыми, поскольку их конструкция предусматривает наличие пары ножек, необходимых для контакта при установке в своё гнездо внутри предохранительного блока. Наименование флажковых предохранителей можно объяснить прямоугольной или квадратной верхней частью, где и располагается непосредственно сам легкоплавкий элемент или перемычка. Головки на флажках делают разного цвета, который напрямую зависит от номинала. Визуально действительно напоминает флаг, откуда и пошло соответствующее название. Флажковые элементы в предохранительном блоке ценятся за хороший и крепкий контакт в посадочном гнезде. Но для извлечения устройства требуется использовать специальное приспособление.

Автопроизводители предусматривают этот момент, и размещают щипцы из пластика на крышке предохранительного блока с его внутренней стороны. При необходимости такой инструмент легко найти в любом магазине автомобильных товаров. Если действуете в экстремальных условиях, либо просто некогда искать и покупать щипцы, можно ухватиться на флажок с помощью плоскогубцев. Но здесь крайне важно быть аккуратным, чтобы случайно не спровоцировать замыкание выводов. Лучше всё же взять специализированное приспособление.

Плавкие предохранители. Выбор, расчет предохранителя.

Виды защиты и требования к ней

Предохранители на электронных компонентах

У этих конструкций функцией защиты электрической схемы занимаются бесконтактные электронные ключи на основе силовых полупроводниковых приборов из диодов, транзисторов или тиристоров. Их называют электронными предохранителями (ЭП) или модулями контроля и коммутации тока (МККТ).

В качестве примера на видео ниже рассказывается принцип работы предохранителя на транзисторах.

Такие электронные предохранители отличаются быстродействием, их время срабатывания не превышает 30 миллисекунд.

Рассмотренная выше схема считается простой, она может быть значительно расширена новыми дополнительными функциями:

непрерывного контроля тока в цепи нагрузки с формированием команд на отключение при превышениях тока более 30% номинальной величины
отключения защищаемого участка в случаях возникновения коротких замыканий или перегрузок с выдачей сигнала при увеличении тока в нагрузке выше 10% от установленной уставки
защит силового элемента транзистора при возникновении температур более 100 градусов

У таких схем используемые модули МККТ по времени срабатывания делятся на 4 группы. Самые быстродействующие устройства относят к классу «0». Они отключают превышающие уставку токи на 50% за время до 5 мс, на 300% — за 1,5 мс, на 400% — за 10мкс.

Допускается цветная маркировка. Пример такой маркировки показан на рис. 4.

О чем говорят цифры на предохранителях?

На каждом предохранителе нанесены определенные цифры. Эти цифры означают силу тока, измеряемую в амперах (А), при превышении которой предохранители перегорают.

Желательно отдавать предпочтение автомобильным предохранителям, выполненным из прозрачной пластмассы. В таком случае можно будет визуально увидеть неисправность, если перегорит плавкий элемент. Конечно, это требование некритично.

Ножевые автомобильные предохранители делятся также по размерам и форме корпуса:

Мини – маленькие.
Макси – большие.
Стандарт – средние.

Для силовых цепей повышенной мощности в автомобиле применяют ленточные предохранители. Они используются для повышения надежности контактного соединения, выполняются в виде металлической пластины, и зажимаются винтами.

Самостоятельная замена

Если перестала работать фара, какой-либо электроблок, дворники и другие электроустройства, автовладельцу необходимо проверить блок предохранителей и при необходимости выполнить замену перегоревших реле. Такая замена не представляет сложности и занимает от силы 15−20 секунд.

Необходимо лишь правильно подобрать номинальную мощность заменяемых предохранителей, что позволит обеспечить в последующем отсутствие каких-либо проблем в работе электрооборудования и гарантирует защиту электроцепи от перенапряжений и замыканий.

Если предохранитель перегорает несколько раз подряд, то следует искать в электроцепи имеющиеся неисправности. Эксплуатировать такой автомобиль не рекомендуется.

Автовладельцу необходимо будет заранее побеспокоиться о наличии в бардачке нескольких запасных реле с различным номиналом. Приобретать их следует от проверенных производителей, так как предохранители плохого качества с трудом входят в посадочные гнезда в установочном блоке и не дают должную защиту электросети, не обесточивая цепь даже при критических нагрузках.

Если предохранитель в автомобиле постоянно перегорает, это может свидетельствовать о наличии проблем с электропроводкой и частых коротких замыканий в сети. Не следует пытаться самостоятельно устранить имеющиеся неполадки. В идеале автомобиль следует обесточить, отключив аккумулятор, и на эвакуаторе доставить в сервис, где специалист с использованием специального вольтметра сможет определить характер проблемы и отремонтирует вышедший из строя блок.