Názov slova „transformer“ pochádza z latinčiny „transformare“, čo v preklade znamená „transform“. Vedecká definícia pre ňu je nasledovná: transformátor je zariadenie schopné pomocou vlastností elektromagnetickej indukcie prevádzať hodnoty napätia jednej veľkosti na hodnoty druhej bez zmeny frekvencie.

Prístroj bol široko používaný v rôznych oblastiach energetiky, elektroniky a rádiového inžinierstva. Transformátory sa najčastejšie používajú v elektrických sieťach a na napájanie rôznych elektronických zariadení.

Všeobecné usporiadanie a princíp činnosti

Transformátor je elektrické zariadenie, pomocou ktorého dochádza k poklesu alebo zvýšeniu striedavého elektrického napätia. Takéto transformátory sa nazývajú step-down alebo step-up. Malo by sa poznamenať, že existujú aj také zariadenia, ktoré ponechávajú hodnotu striedavého napätia nezmenenú, nazývajú sa galvanické.

Každý transformátor pozostáva z týchto hlavných častí:

  • magnetický obvod (jadro);
  • vinutia;
  • rám pre umiestnenie vinutí;
  • izolátor;
  • rôzne konštrukčné prvky (konzoly na upevnenie, pásy na uzavretie kontaktov atď.).

Transformátor má vo svojej konštrukcii dve alebo viac vinutí spojených indukčnosťou. Môžu byť drôteného alebo páskového typu a vždy sú pokryté izolačnou vrstvou. Vinutia sa navíjajú na magnetické jadro vyrobené z mäkkého feromagnetického materiálu. Primárne vinutie je pripojené k zdroju napätia a sekundárne k záťaži.

Všeobecný princíp činnosti zariadenia bez ohľadu na jeho typ a účel je nasledujúci. Na primárne vinutie zariadenia je privedené striedavé napätie, čo v ňom vedie k vzniku striedavého prúdu. Tento prúd zase vedie k vytvoreniu striedavého magnetického poľa v jadre, pod vplyvom ktorého sa vo vinutí objavuje premenlivá elektromotorická sila (EMF). Keď je sekundárne vinutie pripojené k záťaži, začína ním pretekať striedavý prúd. Vinutie, do ktorého sa dodáva elektrina, sa nazýva primárne. Druhý, ktorý je pripojený k zaťaženiu a spotrebúva prúd, sa nazýva sekundárny.

V závislosti od konštrukcie zariadenia existujú:

  • autotransformer;
  • prepínanie;
  • separácia;
  • špičkové transformátory.

Podľa spôsobu chladenia sú transformátory chladené vzduchom a kvapalinou. Okrem toho zariadenia s kombinovaným chladením, kvapalina-vzduch.

Medzi hlavné technické vlastnosti pomôcok patria:

  • hodnota napätia: vysoké napätie, nízke napätie;
  • druh konverzie: zvýšenie, zníženie;
  • počet fáz: jednofázový alebo trojfázový;
  • počet vinutí: dvojité alebo viacvinutie;
  • tvar jadra: tyč, prstenník, brnenie.

Hlavným ukazovateľom zariadenia je menovitý výkon, ktorého mernou jednotkou je voltampér (VA). Za nízkonapäťové zariadenia sa považujú prenosy desiatok voltampérov, stredný výkon - stovky a veľké - až niekoľko tisíc voltov ampérov.

Chcel by som sa tiež venovať dôležitému parametru, ako je napríklad transformačný pomer. Táto hodnota ukazuje pomer medzi vstupným a výstupným napätím a je priamo úmerná pomeru počtu závitov zodpovedajúcich vinutí.

Znížte transformátor z 220 na 12 voltov

Transformátory tohto druhu našli vynikajúce uplatnenie v každodennom živote a vo výrobe. Ich hlavným účelom je napájať nízkonapäťové zariadenia, ako napríklad osvetľovacie zariadenia, určené na napájanie 12 V alebo ich používať v napájacích zdrojoch.

Zároveň výrobcovia čoraz viac pridávajú ochranu proti skratom a prepätiu počas výroby, čo má pozitívny vplyv na životnosť celého zariadenia a záťaže s ním spojenej. Je pravda, že v tomto prípade pod transformátorom už nie je chápaný jeden elektronický prvok, ale nejaká kombinácia.

Potreba používať zdroje s napätím 12 voltov

Existujú miesta, kde je preferované nízke napätie. Sú to objekty s vysokou vlhkosťou, zvýšené bezpečnostné požiadavky. Vo vlhkých a požiaru nebezpečných oblastiach je použitie 220 V siete všeobecne zakázané podľa pravidiel elektrických inštalácií (PUE).

Elektrická sieť používajúca transformátor typu down-down nevyžaduje drahé ochranné materiály a je považovaná za podmienečne bezpečnú pre ľudský život a zdravie. Používanie 12 voltových žiaroviek v osvetľovacej sieti je nielen lacnejšie ako ich náprotivky, ale aj ziskovejšie v tom zmysle, že ich životnosť je niekoľkonásobne vyššia, pretože sú dodatočne chránené transformátorom znižujúcim napätie pred prepätím a hlukom.

Použitie pre svetelné zdroje

Halogénové a LED žiarovky sa stále viac používajú ako zdroje svetla v bytoch a kanceláriách, ako aj pri vytváraní vnútorného osvetlenia. Vďaka svojmu dizajnu majú vysoký jas a dlhovekosť.

Malé rozmery týchto svetelných zdrojov umožňujú ich použitie na rôznych miestach a malá hmotnosť svietidiel nezaťažuje celú konštrukciu, čo umožňuje slobodu činnosti, keď sú namontované ako samostatné, tak aj v lustru. Halogénové žiarovky sa vyrábajú s rôznou veľkosťou prevádzkového napätia, tj 6, 12, 24 voltov. Na napájanie halogénových žiaroviek sa používajú dva typy stupňových transformátorov - toroidné a pulzné.

V toroidnom meniči sa ako základ používa prstencový magnetický obvod, ktorý je geometrickou figúrou torusu. Tento typ magnetického obvodu je praktický a má najvyššiu účinnosť. Existujú však aj nevýhody. Po prvé, sú to ich rozmery a hmotnosť, a po druhé, zvýšené zahrievanie počas prevádzky.

Menšie veľkosti, možnosť hladkého štartu, prítomnosť stabilizácie sú elektronické transformátory, ktoré sa používajú v digitálnych napájacích zdrojoch. Princíp činnosti týchto zariadení sa líši od toroidných modelov, pretože tu sa okrem transformátora používajú aj ďalšie elektronické súčiastky. Účasť na premene elektriny sa prakticky nezohrieva. Takéto zariadenie sa často vyrába so vstavanou ochranou, čo uľahčuje jeho používanie a predlžuje jeho životnosť. Jedinou nevýhodou pulzného transformátora je jeho cena.

Napájanie 12 V halogénových žiaroviek

Na použitie elektronického transformátora ako zdroja energie musí byť k nemu pripojených niekoľko elektronických častí. Vo všeobecnosti bude obvod takého napájacieho zdroja pracovať nasledovne.

Sieťové napätie 220 V prechádza cez filtre do špeciálnej časti obvodu nazývanej vodič. Prúd prechádzajúci cez kľúčový tranzistor a primárne vinutie saturuje jadro a na signálnych závitoch vytvára EMF.

Objavený prúd nabíja kondenzátor samoscilačného obvodu, napätie na doskách kondenzátora stúpa, až kým sa tranzistor nezatvorí. Rozdiel v potenciáli na vinutí signálu zmizne a kondenzátor sa ním vybije, zatiaľ čo tranzistorový spínač sa znova otvorí. Celý proces prebieha znovu, jeho frekvencia je asi desiatky tisíc Hertzov. Aby sa dosiahlo konštantné napätie 12 V, k výstupu zariadenia sa pripojí diódový mostík s vyhladzovacím elektrolytickým kondenzátorom.

Výpočet a výber transformátorov

Na rôznych predajných miestach si môžete kúpiť zariadenia s rôznymi kapacitami a parametrami. Pred začatím inštalácie je potrebné vypočítať výkon pripojenej záťaže.

Zoberme si príklad pre halogénové žiarovky. Predpokladajme, že máme desať halogénových reflektorov s príkonom 30 W a napätím 12 voltov u nás doma. Výkon všetkých osvetľovacích zariadení bude 300 W, pre pohodlnú prevádzku je potrebné k tejto energii pridať 15 percent. Ukazuje sa, že je potrebné zvážiť kúpu zariadenia s parametrom najmenej 345 wattov a napätím 12 voltov. Týmto spôsobom sa vykonáva výpočet pre akékoľvek zariadenie, či už ide o halogénové bodové svietidlo alebo LED pásik. Výrobcovia by mali venovať pozornosť spoločnostiam Philips, Feron, OSRAM.

Pri pripájaní je dôležité vziať do úvahy jednu z vlastností prevodníkov buckov. Spočíva v skutočnosti, že čím nižšie je napätie, tým viac prúdu je spotrebované pri konštantnom výkone, a teda väčší pokles napätia cez vodiče. Preto je pri montáži nízkonapäťových svetelných vedení potrebné zabezpečiť, aby dĺžka vedení od transformátora k každej žiarovke bola približne rovnaká. V takom prípade bude žiara všetkých zdrojov rovnaká.

Aby bolo možné použiť 12-voltový prevodník na viac ako jednu halogénovú žiarovku, je možné použiť dve metódy:

  1. Paralelné pripojenie.
  2. Vytvorenie samostatných skupín.

Pri prvom spôsobe sú všetky svetlá navzájom spojené paralelne. Za týmto účelom je distribučný blok pripojený k výstupu transformátora, na ktorom je pripojenie namontované. V druhom prípade je všetko zapojenie rozdelené do skupín obsahujúcich rovnaký počet svetelných zdrojov. Pri tomto type pripojenia budete musieť na každom vedení použiť vlastný transformátor. Výhodou je, že v prípade problémov na jednej linke druhá skupina pokračuje v práci, ako aj pri používaní zariadení s menšou spotrebou energie.

V našom príklade vyššie môžeme spojenie rozdeliť do dvoch skupín. Každá skupina bude obsahovať päť svetelných zdrojov. Pretože výkon vedení sa zníži, stačí si kúpiť dva zostupné prevodníky s výkonom 170 wattov.

Samotné prepínanie vodičov so zariadením by nemalo spôsobiť problémy. Na zariadeniach sú terminály obvykle označené ako vstup a výstup, respektíve vstup a výstup. Ak je na výstupe zariadenia konštantné napätie, na kladnú svorku je umiestnené znamienko + alebo je táto svorka červená.

Je tiež dôležité si uvedomiť, že ak chcete nahradiť halogénové žiarovky v lustru za LED, potom jednoducho odskrutkovaním a inštaláciou ostatných pravdepodobne na výstupe dosiahnete všetky blikania. Faktom je, že transformátory pre 12 V LED žiarovky sa musia stabilizovať, zatiaľ čo pre halogénové sa takáto požiadavka nevyžaduje. A druhý prípad, s ktorým sa môžete stretnúť: luster sa vôbec nezapne. Dôvodom je skutočnosť, že pulzné transformátory majú ochranu a automaticky sa vypnú, keď je k nim pripojená záťaž s nízkym výkonom. V takom prípade existuje iba jedna cesta - výmena zdroja za vhodnú.

Kategórie:

Technológie