En transformer er en statisk elektromagnetisk enhed, der er designet til at konvertere (transformere) en vekselspænding ved at øge eller formindske den. Det kan også bruges til at ændre antallet af faser og sjældnere til at ændre frekvensen af vekselstrøm.
Elektrisk energi transmitteres normalt over lange afstande ved spændinger, der er flere gange højere end det spændingsniveau, der anvendes af indenlandske forbrugere. Brug af transformere forbedrer kvaliteten af processen med transmission af elektrisk energi og reducerer de tab, der opstår i netværkene.
Enhed og funktionsprincip
En transformer består strukturelt af to (eller flere) viklinger og en kerne, som også kaldes et magnetisk kredsløb. Spændingen påføres enheden ved den primære vikling, og den allerede konverterede spænding fjernes fra sekundærviklingen. Viklingerne er forbundet med hinanden ved hjælp af et skiftende magnetfelt, der skabes i kernen af den spænding, der tilføres den primære vikling.
Typer af transformere
- strøm;
- måling;
- lav strøm;
- puls;
- peak transformere.
Tab
Overførsel af elektricitet fra det primære til det sekundære ledsages altid af tab.
Der er ingen roterende komponenter i transformeren og derfor intet mekanisk tab. Imidlertid sker der i enheden tab i kobber fra viklingerne på grund af tilstedeværelsen i viklingerne af en elektrisk modstand såvel som magnetiske tab i kernens stål på grund af de resulterende hvirvelstrømme og vending af magnetisering.
Af disse grunde overføres ikke al energi, men kun det meste.
Effektivitet og måder at øge den på
Ligesom enhver anden energiomformer har en transformer en COP (performance coefficient), som karakteriserer effektiviteten af dens drift.
Effektivitet er forholdet mellem den effekt, som enhedens nyttelast trækker til den effekt, som den belastede transformer trækker fra nettet. Effektiviteten kan også udtrykkes i forhold til forholdet mellem den energieffektivt anvendte og den energi, der forbruges fra systemet.
Da transformeren er en passiv energiomformer, er dens effektivitet altid mindre end enhed (η <1). Dette betyder, at den strøm, der forbruges af den belastning, der er forbundet med den sekundære vikling, altid er mindre end den energi, der forbruges af den belastede enhed fra systemet.
Der er en række måder at forbedre effektiviteten på, primært rettet mod at reducere tab. For eksempel for at reducere tab i kobber er det nødvendigt at øge tværsnittet af viklingstrådene. Og et fald i tab som følge af magnetisering kan vendes, når man bruger blødt magnetisk stål med en bestemt sammensætning og struktur til kernen.
For at reducere tab på grund af hvirvelstrømme skal opsamlingen af den magnetiske kerne udføres fra separate, isolerede fra hinanden stålstænger. Også silicium kan bruges som et additiv i materialet i det magnetiske kredsløb.