Узнаем все про повышающие трансформаторы напряжения

Повышающие трансформаторы напряжения представляют собой устройства, которые применяются в электрических цепях для изменения показателей напряжения электроэнергии в сторону их повышения.

В основе любого трансформатора напряжения лежит принцип работы на основе электромагнитной индукции. Железное ядро находится в изоляционных маслах, которые не пропускают электричество. В конструкции находится две катушки с различным количеством обмоток. В первой катушке данных витков будет больше, чем во второй.

[toc]

Устройство и принцип работы

Повышающий трансформатор напряжения включает в себя несколько составных частей, обеспечивающих работу устройства. В основе конструкции располагается железное ядро, на которое намотано две катушки. Через первую катушку проходит воздействие напряжения переменного тока, в результате чего образуется магнитное поле, осуществляющее выполнение принципа электромагнитной индукции. Согласно формуле dФ/dt, сила магнитного поля может увеличиваться путем увеличения показателей тока до необходимых значений.

Здесь не стоит забывать о прямой зависимости показателей напряжения магнитного поля от определенного количества обмоток, которые расположены в железном ядре. Соответственно, чем меньше витков – тем меньше напряженность.

Следовательно, когда магнитный поток проходит через линию обмоток второй катушки, то там и будет возникать напряжение. Данные показатели будут рассчитываться по формуле: NФ/dt, где N – это число витков самой катушки. Это, так называемый, Закон Фарадея, согласно которому напряжение будет той же частоты, что и на первой катушке.

Подробнее про устройство на видео

https://www.youtube.com/watch?v=O50q1tpd2po

Типы трансформаторов

[attention type=green]Как и в любом техническом устройстве, повышающие трансформаторы могут быть самых различных видов, отличающихся между собой по показателям мощности, сфере использования и т.д.[/attention]

Рассмотрим каждый тип данного устройства более подробно:

• Автотрансформатор имеет в своем наличии только одну обмотку с парой концевых клемм. Как правило, это трансформаторы однофазного типа, в которых присутствуют первичные и вторичные катушки.
• Трансформаторы тока обладают большим количеством обмоток, по сравнению с предыдущим типом. Кроме того, в конструкции подобных устройств используется магнитный сердечник, резисторы и датчики оптического типа, ответственные за регулировку частоты напряжения.
• Агрегат силового типа представляет собой специальный прибор, передающий ток между контурами через процесс электромагнитной индукции.
• Агрегат антирезонансного типа представляет собой литой прибор, которые обладает практически полностью закрытой структурой. В продаже имеются как трехфазные, так и однофазные устройства. Во многом, данные устройства схожи с силовыми агрегатами, но обладают более компактными габаритами.
• Заземляемые устройства отличаются от других специальной структурой обмоток, которые соединяются между собой зигзагом или звездой.
• Пик-трансформаторы используются для отделения постоянного и переменного тока. Данные устройства получили достаточно широкое распространение в компьютерных технологиях и средствах радиосвязи.
• Домашние устройства разделительного типа применяются в качестве передатчика электричества от источника переменного тока к самому прибору. Бытовые устройства, обладающие мощностью 220 вольт, применяются в качестве защитной меры от воздействия электрического тока и предотвращения помех в работе различных устройствах.

Обслуживание и ремонт

[attention type=red]Повышающие трансформаторы относятся к технически сложным устройствам, поэтому самостоятельное исправление поломок крайне не рекомендуется.[/attention]

Единственное, что может быть выполнено своими руками – это перемотка обмоток устройства.

Рассмотрим в качестве примера тот тип, в котором используется многократная обмотка. В данном агрегате располагается магнитный сердечник, который является общим для всех трех катушек индуктивности. Как правило, одна катушка является понижающей, а вторая повышающей в данном устройстве.

Не лишним будет узнать порядок проверки трансформаторов, что позволит избежать вероятных проблем в дальнейшем. Рассмотрим всю процедуру поэтапно:

1. Сперва необходимо осмотреть весь блок. Как правило, перегрев системы провоцирует появление некоторых выпуклостей или неровностей, которые говорят о деформации некоторых деталей.
2. Определяем вход и выход устройства. Первый контур должен быть подключен к первой катушке устройства, где формируется само магнитное поле. Вторая часть, которая выступают в роли получателя энергии от магнитного поля, должна быть состыкована со вторичной обмоткой.
3. Затем нужно определить фильтрацию выходного сигнала. Примечательно, что она является идентичной для диодов и конденсаторов на второй катушке устройства.
4. Далее нужно снять некоторые части корпуса, чтобы был полный доступ к микросхемам устройства. Это нужно для того, чтобы можно было определить показатели напряжения при помощи мультиметра.
5. Если полученные показатели оказываются существенно меньше ожидаемых (менее 80% от оптимальных), то вероятная причина поломки кроется во всей цепи, которая соединяется вокруг первичной обмотки. Для исправления причин, следует отсоединить первую катушку от подачи на нее электричества.
6. Далее нужно проверить вторичный выход. Если фильтрация отсутствует, то нужно использовать питание от мультиметра. Если вы заметили, что оптимальное напряжение не достигается, то причина может быть в самом трансформаторе, либо в выходных клеммах.

[attention type=yellow]Вообще, все эти манипуляции лучше доверить соответствующему специалисту, который не только корректно разберет и соберет устройство, но и проверит показатели частоты напряжения на отдельных участках схем первичной и вторичной обмотки.[/attention]

Обзор моделей

Для упрощения процесса выбора повышающих трансформаторов напряжения следует рассмотреть несколько моделей, получивших наибольшее распространение.

Начнем с серии НОЛ-СЭЩ, которая представлена сразу четырьмя моделями – 6, 10, 20 и 35, соответственно. Данные агрегаты относятся к заземляемым устройствам, которые можно устанавливать в распределительные устройства и камеры одностороннего обслуживания.

Технические характеристики НОЛ-СЭЩ 6:

• показатель напряжения первичной обмотки – 6 кВ;
• показатель напряжения вторичной обмотки – 100 вольт;
• частота – 50 Гц;
• работа в температурной диапазоне – от -45⁰C до +50⁰C.

Цена данного устройства составляет 25 тысяч рублей.

Технические характеристики НОЛ-СЭЩ 10:

• показатель напряжения первичной обмотки – 10 кВ;
• показатель напряжения вторичной обмотки – 100 вольт;
• частота – 50 Гц;
• работа в температурной диапазоне – от -45⁰C до +50⁰C.

Стоимость устройства – 30 тысяч рублей.

Технические характеристики НОЛ-СЭЩ 20:

• показатель напряжения первичной обмотки – 20 кВ;
• показатель напряжения вторичной обмотки – 100 вольт;
• частота – 50 Гц;
• работа в температурной диапазоне – от -10⁰C до +55⁰C.

Цена за такой трансформатор будет порядка 33 тысяч рублей.

Технические характеристики НОЛ-СЭЩ 35:

• показатель напряжения первичной обмотки – 35 кВ;
• показатель напряжения вторичной обмотки – 100 вольт;
• частота – 50 Гц;
• работа в температурной диапазоне – от -10⁰C до +55⁰C.

Данное устройство будет стоить около 40 тысяч рублей.

ATR-2000 относится к автотрансформаторам с однофазной структурой. Размер устройства довольно компактный, что позволяет его использовать на столе, либо навешивать на стену.

Технические характеристики ATR-2000:

• тип используемой сети – однофазная;
• входное напряжение – от 150 до 190 вольт;
• выходное напряжение – от 174 до 220 вольт;
• ширина устройства – 46,6 см;
• глубина – 25,5 см;
• высота – 24,7 см;
• общая масса – 12 кг.

Стоимость данного прибора составляет порядка 11 тысяч рублей.

Для промышленной сферы используются более мощные устройства, повышающие напряжение с 220 вольт до 380 и 660 вольт. В частности, есть серия агрегатов ТП1, предназначенная именно для промышленной среды. Вот технические характеристики основных моделей:

Технические характеристики ТП1-0,2:

• показатель мощности – 0,2 кВА;
• тип сети – однофазная;
• общая масса – 13 кг;
• длина – 32 см;
• ширина – 16 см;
• высота – 30 см;
• повышение напряжения – с 220 до 380 вольт.

В среднем, стоимость данного агрегата составляет около 7 тысяч рублей.

Технические характеристики ТП1-0,4:

• показатель мощности – 0,4 кВА;
• тип сети – однофазная;
• общая масса – 14 кг;
• длина – 32 см;
• ширина – 16 см;
• высота – 30 см;
• повышение напряжения – с 220 до 380 вольт.

Технические характеристики ТП1-1:

• показатель мощности – 1 кВА;
• тип сети – однофазная;
• общая масса – 25 кг;
• длина – 43 см;
• ширина – 21 см;
• высота – 37,8 см;
• повышение напряжения – с 220 до 380 вольт.

Стоимость данного агрегата – 8 тысяч рублей.

Технические характеристики ТП1-2:

• показатель мощности – 2 кВА;
• тип сети – однофазная;
• общая масса – 29 кг;
• длина – 43 см;
• ширина – 21 см;
• высота – 37,8 см;
• повышение – с 220 до 380 вольт.

Цена составляет порядка 11 тысяч рублей.

Технические характеристики ТП1-10:

• показатель мощности – 10 кВА;
• тип сети – однофазная;
• общая масса – 125 кг;
• длина – 62,4 см;
• ширина – 50,4 см;
• высота – 72,3 см;
• повышение напряжения – с 220 до 380 вольт.

Будет стоить около 75 тысяч рублей.

Изготовление своими руками

[attention type=yellow]Для самостоятельного изготовления устройств подобного типа понадобится определенный перечень материалов, которые нужно приобрести.[/attention]

В частности, необходимо купить достаточное количество ленточной изоляции, сердечник (можно использовать от старого телевизора), достаточное количество проводов и эмалевой изоляции.

Изготавливаем намоточный станок. Для этого нам понадобится обычная диска (длина 400 мм и ширина 100 мм). Присоединяем к ней два бруска (50 на 50 мм) на расстоянии в 300 мм друг от друга (в качестве крепления используем обычные шурупы). Предварительно, нужно просверлить данные бруски на одинаковой высоте при помощи сверла диаметром порядка 0,8 см. Заводим в получившиеся отверстия пруток, на конце которого присоединяем катушку.

Вообще, самостоятельное изготовление повышающего трансформатора напряжения представляется довольно трудоемким процессом, требующим не только наличия необходимых материалов, но и некоторым специфическим расчетам. В частности, необходимо будет вычислять количество витков обмоток, а также сечение и диаметр проводов. Исходя из этого, можно сделать вывод о том, что самостоятельная сборка подобного устройства под силу только квалифицированному человеку, знакомому с основными понятиями электрики и расчетов по формулам.

Для остальных же людей, оптимальным выбором будет приобретение готового устройства в специализированном магазине. Однако, и тут не все так просто. Важно изучить технические особенности конкретного аппарата, проконсультироваться со специалистом, который подскажет, какой именно прибор понадобится в вашем конкретном случае.

В заключении еще немного информации про изготовление своими руками