Типы трансформаторов - Transformer types

Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. Пожалуйста помоги улучшить эту статью к добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найдите источники: «Типы трансформаторов»  – Новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR (Март 2010 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Условные обозначения схем

	Трансформатор с двумя обмотками и железным сердечником.
	Трансформатор с тремя обмотками. Точки показывают относительную конфигурацию обмоток.
	Трансформатор с антистатическим экраном емкостная связь между обмотками.

В электродуговая печь трансформатор имеет тяжелую медную шину для обмотки низкого напряжения, которая может быть рассчитана на десятки тысяч ампер. Начала и концы намотки выведены отдельно и "чередующиеся"для внешнего замыкания треугольника в ранцевом соединении.^[1] Трансформаторы погружены в масло для охлаждения и изоляции и спроектированы так, чтобы выдерживать частые короткие замыкания.

Разнообразие видов электрических трансформатор сделаны для разных целей. Несмотря на различия в конструкции, различные типы используют один и тот же основной принцип, открытый в 1831 г. Майкл Фарадей, и разделяют несколько ключевых функциональных частей.

Силовой трансформатор

Ламинированный сердечник

Трансформатор с ламинированным сердечником

Это наиболее распространенный тип трансформатора, широко используемый при передаче электроэнергии и в приборах для преобразования сетевого напряжения в низкое для питания электронных устройств. Они доступны с номинальной мощностью от мВт до МВт. Изолированные ламинаты сводят к минимуму вихревой ток потери в железном сердечнике.

В небольших приборах и электронных трансформаторах можно использовать разъемную бобину, обеспечивающую высокий уровень изоляции между обмотками. Прямоугольные сердечники состоят из штамповок, часто в парах формы E-I, но иногда используются и другие формы. Между первичной и вторичной обмотками могут быть установлены экраны для уменьшения EMI (электромагнитных помех), или иногда используется экранная обмотка.

Трансформаторы для небольших приборов и электроники могут иметь термовыключатель встроен в обмотку, чтобы отключать питание при высоких температурах, чтобы предотвратить дальнейший перегрев.

Тороидальный

Тороидальный трансформатор

В форме пончика тороидальный трансформаторы экономят место по сравнению с сердечниками E-I и могут уменьшить внешнее магнитное поле. В них используется кольцевой сердечник, медные обмотки, намотанные вокруг этого кольца (и, таким образом, продетые через кольцо во время намотки), и лента для изоляции.

Тороидальные трансформаторы имеют более низкое внешнее магнитное поле по сравнению с прямоугольными трансформаторами и могут быть меньше для данной номинальной мощности. Однако их изготовление стоит дороже, поскольку для намотки требуется более сложное и медленное оборудование.

Их можно закрепить болтом по центру, используя шайбы и резиновые прокладки или залив смолой. Необходимо следить за тем, чтобы болт не образовывал короткого замыкания.

Автотрансформатор

An автотрансформатор состоят только из одной обмотки, которая отводится в некоторой точке обмотки. Напряжение подается на вывод обмотки, а более высокое (или более низкое) напряжение создается на другой части той же обмотки. Эквивалентная номинальная мощность автотрансформатора ниже, чем фактическая номинальная мощность нагрузки. Он рассчитывается по формуле: нагрузка VA × (| Vin - Vout |) / Vin.^[2] Например, автотрансформатор, который адаптирует нагрузку 1000 ВА при напряжении 120 В к источнику питания 240 В, имеет эквивалентную номинальную мощность не менее: 1000 ВА (240 В - 120 В) / 240 В = 500 ВА. Однако фактическая мощность (указанная на табличке с данными) должна быть не менее 1000 ВА.

Для соотношений напряжений, не превышающих примерно 3: 1, автотрансформатор дешевле, легче, меньше и эффективнее изолирующего (двухобмоточного) трансформатора того же номинала.^[3] Трехфазные автотрансформаторы большой мощности используются в системах распределения электроэнергии, например, для соединения подсетей 220 кВ и 33 кВ или других высоковольтных сетей.^{[нужна цитата ]}

Регулируемый автотрансформатор

Регулируемый автотрансформатор

Открыв часть обмоток автотрансформатора и подключив вторичную обмотку через скользящий углерод щетка может быть получен автотрансформатор с почти бесступенчатым изменением передаточного числа, позволяющий регулировать напряжение в широком диапазоне с очень небольшими приращениями.

Индукционный регулятор

Индукционный регулятор аналогичен по конструкции роторному. Индукционный двигатель но это, по сути, трансформатор, выходное напряжение которого изменяется путем вращения вторичной обмотки относительно первичной, т. е. изменения углового положения ротора. Это можно рассматривать как силовой трансформатор эксплуатирующий вращающиеся магнитные поля. Основное преимущество индукционных регуляторов заключается в том, что они, в отличие от вариаторов, подходят для трансформаторов мощностью более 5 кВА. Следовательно, такие регуляторы находят широкое применение в высоковольтных лабораториях.^[4]

Многофазный трансформатор

Демонтаж высоковольтного трансформатора

Вид в разрезе многофазного трансформатора

За многофазные системы можно использовать несколько однофазных трансформаторов или все фазы можно подключить к одному многофазному трансформатору. В трехфазном трансформаторе три первичные обмотки соединены вместе, а три вторичные обмотки соединены вместе.^[5] Примеры соединений: звезда-треугольник, треугольник-звезда, дельта-дельта и звезда-звезда. А векторная группа указывает конфигурацию обмоток и угол фазы разница между ними. Если обмотка подключена к земле (заземленный ) точкой заземления обычно является центральная точка обмотки звездой. Если вторичная обмотка - треугольник, заземление можно подключить к центральному ответвлению на одной обмотке (высокая дельта ноги ) или одна фаза может быть заземлена (треугольник с заземлением в углу). Многофазный трансформатор специального назначения - это зигзагообразный трансформатор. Существует множество возможных конфигураций, которые могут включать больше или меньше шести обмоток и различных соединений отводов.

Трехфазные трансформаторы 380 кВ / 110 кВ и 110 кВ / 20 кВ

Трансформатор заземления

Заземление или заземляющие трансформаторы пусть три провода (дельта) многофазная система Источники питания адаптируют нагрузку между фазой и нейтралью, обеспечивая обратный путь для тока в нейтраль. Заземляющие трансформаторы обычно включают в себя однообмоточный трансформатор с зигзагообразной конфигурацией обмотки, но также могут быть созданы с трансформатором с изолированной обмоткой звезда-треугольник.

Фазовый трансформатор

Это специальный тип трансформатора, который можно настроить для регулировки фазового соотношения между входом и выходом. Это позволяет потоку мощности в электрическая сеть быть управляемым, например для направления потока энергии от более короткого (но перегруженного) канала на более длинный путь с избыточной пропускной способностью.

Трансформатор переменной частоты

А частотно-регулируемый трансформатор представляет собой специализированный трехфазный силовой трансформатор, который позволяет непрерывно регулировать соотношение фаз между входной и выходной обмотками, вращая одну половину. Они используются для соединения электрические сети с той же номинальной частотой, но без синхронного согласования фаз.

Трансформатор поля утечки или рассеяния

Трансформатор утечки

Трансформатор утечки, также называемый трансформатором поля рассеяния, имеет значительно более высокую индуктивность рассеяния чем у других трансформаторов, иногда увеличивается за счет магнитного байпаса или шунта в сердечнике между первичной и вторичной обмотками, который иногда регулируется с помощью установочного винта. Это обеспечивает трансформатору внутреннее ограничение тока из-за слабой связи между его первичной и вторичной обмотками. В данном случае это индуктивность короткого замыкания который фактически действует как параметр ограничения тока. Выходной и входной токи достаточно малы, чтобы предотвратить тепловую перегрузку при любых условиях нагрузки, даже если вторичная обмотка закорочена.

Использует

Трансформаторы утечки используются для дуговая сварка и разрядные лампы высокого напряжения (неоновые лампы и люминесцентные лампы с холодным катодом, которые последовательно соединены до 7,5 кВ переменного тока). Тогда он действует как трансформатор напряжения и как магнитный балласт.

Другие приложения защищены от короткого замыкания сверхнизкое напряжение трансформеры для игрушек или дверной звонок установки.

Резонансный трансформатор

А резонансный Трансформатор - это трансформатор, в котором одна или обе обмотки имеют конденсатор и функционируют как настроенная схема. Используется в радиочастоты, резонансные трансформаторы могут работать как Добротность полосовые фильтры. Обмотки трансформатора имеют либо воздушный, либо ферритовый сердечник, а пропускная способность регулируется изменением муфты (взаимная индуктивность ). Одна из распространенных форм - IF (промежуточная частота ) трансформатор, используемый в супергетеродинные радиоприемники. Они также используются в радиопередатчиках.

Когда импеданс наблюдается со стороны первичной обмотки, два резонанса со стороны вторичной обмотки наблюдаются как пара.

Резонансные трансформаторы также используются в электронные балласты за газоразрядные лампы, и источники питания высокого напряжения. Они также используются в некоторых типах импульсные источники питания.^[6] Здесь индуктивность короткого замыкания значение - важный параметр, определяющий резонансную частоту резонансного трансформатора. Часто только вторичная обмотка имеет резонансный конденсатор (или паразитную емкость) и действует как последовательный резонансный контур резервуара. Когда индуктивность короткого замыкания вторичной обмотки трансформатора равна L_sc а резонансный конденсатор (или паразитная емкость) вторичной стороны - C_р, Резонансная частота ω_s из 1 'выглядит следующим образом

${displaystyle omega _ {s} = {frac {1} {sqrt {L_ {sc} C_ {r}}}} = {frac {1} {sqrt {(1-k ^ {2}) L_ {s} C_ {р}}}}}$

Трансформатор приводится в действие импульсом или прямоугольной волной для повышения эффективности, генерируемой электронный генератор схема. Каждый импульс служит для возбуждения резонансных синусоидальных колебаний в настроенной обмотке, и из-за резонанса во вторичной обмотке может развиваться высокое напряжение.

Приложения:

• Промежуточная частота (IF) трансформатор в супергетеродинный радиоприемник
• Танковые трансформаторы в радиопередатчики
• Катушка Тесла
• Инвертор CCFL
• Катушка Удина (или резонатор Удена; назван в честь его изобретателя Поль Уден )
• Д'Арсонваль аппарат
• Катушка зажигания или индукционная катушка используется в система зажигания из бензиновый двигатель
• Электрический пробой и испытания изоляции высоковольтного оборудования и кабелей. В последнем случае вторичная обмотка трансформатора резонирует с емкостью кабеля.

Трансформатор постоянного напряжения

Установив определенные магнитные свойства сердечника трансформатора и установив феррорезонансный В цепи резервуара (конденсатор и дополнительная обмотка) может быть установлен трансформатор для автоматического поддержания относительно постоянного напряжения вторичной обмотки для изменения первичного питания без дополнительных схем или ручной регулировки. Феррорезонансные трансформаторы нагреваются сильнее, чем стандартные силовые трансформаторы, потому что регулирующее действие зависит от насыщения сердечника, что снижает КПД. Форма выходного сигнала сильно искажается, если не принять меры для предотвращения этого. Трансформаторы насыщения обеспечивают простой надежный метод стабилизации источника питания переменного тока.

Ферритовый сердечник

Феррит силовые трансформаторы с сердечником широко используются в импульсные источники питания (SMPS). Порошковый сердечник обеспечивает высокочастотную работу и, следовательно, гораздо меньшее отношение размера к мощности, чем трансформаторы из ламинированного железа.

Ферритовые трансформаторы не используются в качестве силовых трансформаторов на частоте сети, поскольку ламинированные железные сердечники стоят меньше, чем эквивалентный ферритовый сердечник.

Планарный трансформатор

Планарный трансформатор

В разобранном виде: спиральная первичная «обмотка» на одной стороне Печатная плата (спиральная вторичная «обмотка» находится с другой стороны печатной платы)

Производители используют плоские медные листы или травят спиральные узоры на печатная плата сформировать «обмотки» планарный трансформатор, заменяя витки провода, используемые для изготовления других типов. Некоторые планарные трансформаторы продаются на рынке как дискретные компоненты, другие планарные трансформаторы вытравлены непосредственно на основной печатной плате, и для них требуется только ферритовый сердечник, который можно прикрепить к печатной плате. Планарный трансформатор может быть тоньше, чем другие трансформаторы, что полезно для низкопрофильных применений или когда несколько печатных плат уложены друг на друга.^[7] Почти во всех планарных трансформаторах используется ферритовый плоское ядро.

Трансформатор с масляным охлаждением

У крупных трансформаторов, используемых в распределительных сетях или на электрических подстанциях, сердечник и катушки погружены в масло, который охлаждает и изолирует. Масло циркулирует через каналы в змеевике и вокруг узла змеевика и сердечника, перемещаясь за счет конвекции. Масло охлаждается за пределами бака в небольших диапазонах и радиатором с воздушным охлаждением в больших. Если требуется более высокий номинал, или если трансформатор находится в здании или под землей, масляные насосы перекачивают масло, и также может использоваться теплообменник масло-вода.^[8] Некоторые трансформаторы могут содержать ПХД там и тогда, когда их использование было разрешено. Например, до 1979 года в ЮАР.^[9][10] замените огнестойкие жидкости, такие как силикон вместо них теперь используются масла.

Трансформатор с литой изоляцией

Обмотки силовых трансформаторов с литой изоляцией покрыты эпоксидной смолой. Эти трансформаторы упрощают установку, поскольку они сухие, без охлаждающего масла и, следовательно, не требуют противопожарного хранилища для установки внутри помещений. Эпоксидная смола защищает обмотки от пыли и агрессивных сред. Однако, поскольку формы для отливки катушек доступны только фиксированных размеров, конструкция трансформаторов менее гибкая, что может сделать их более дорогостоящими, если требуются индивидуальные особенности (напряжение, коэффициент трансформации, ответвители).^[11][12]

Разделительный трансформатор

An разделительный трансформатор связывает две цепи магнитно, но не обеспечивает металлический токопроводящий путь между цепями. Примером применения может быть источник питания для медицинского оборудования, когда необходимо предотвратить любую утечку из системы питания переменного тока в устройства, подключенные к пациенту. Изолирующие трансформаторы специального назначения могут иметь экранирование для предотвращения электромагнитных помех между цепями или могут иметь усиленную изоляцию, чтобы выдерживать разность потенциалов в тысячи вольт между первичной и вторичной цепями.

Твердотельный трансформатор

Твердотельный трансформатор на самом деле представляет собой преобразователь мощности, который выполняет ту же функцию, что и обычный трансформатор, иногда с дополнительной функциональностью. Большинство из них содержат высокочастотный трансформатор меньшего размера. Он может состоять из преобразователя переменного тока в переменный или выпрямителя, питающего инвертор.

Инструментальный трансформатор

Измерительные трансформаторы обычно используются для управления приборами от линий высокого напряжения или сильноточных цепей, надежно изолируя схемы измерения и управления от высоких напряжений или токов. Первичная обмотка трансформатора подключена к цепи высокого напряжения или высокого тока, а счетчик или реле подключен к вторичной цепи. Измерительные трансформаторы также могут использоваться в качестве разделительный трансформатор так что вторичные величины могут использоваться, не влияя на первичную схему.^[13]

Идентификация терминала (буквенно-цифровая, например H₁, ИКС₁, Y₁и т. д. или цветное пятно или точка, нанесенная на корпусе) обозначают один конец каждой обмотки, указывая на одинаковую мгновенную полярность и фазу между обмотками. Это касается обоих типов измерительных трансформаторов. Правильная идентификация клемм и проводки важна для правильной работы контрольно-измерительных приборов и реле защиты.

Трансформатор тока

Трансформаторы тока, используемые в измерительное оборудование за трехфазный Электроснабжение 400 ампер

Трансформатор тока (ТТ) - это последовательно соединенное измерительное устройство, предназначенное для обеспечения тока во вторичной обмотке, пропорционального току, протекающему в его первичной обмотке. Трансформаторы тока обычно используются в измерение и защитные реле в электроэнергетика.

Трансформаторы тока часто конструируются путем пропускания одного первичного витка (либо изолированный кабеля или неизолированной шины) через хорошо изолированную тороидальный сердечник обернут множеством витков проволоки. ТТ обычно описывается соотношением тока от первичной к вторичной. Например, ТТ 1000: 1 обеспечивает выходной ток 1 ампер, когда 1000 ампер протекает через первичную обмотку. Стандартные номинальные значения вторичного тока составляют 5 ампер или 1 ампер, совместимые со стандартными измерительными приборами. Вторичная обмотка может быть одинарной или иметь несколько нажмите точки, чтобы указать диапазон соотношений. Необходимо следить за тем, чтобы вторичная обмотка не была отключена от своей низкоомной нагрузки, пока в первичной обмотке протекает ток, так как это может вызвать опасно высокое напряжение на открытой вторичной обмотке и может навсегда повлиять на точность трансформатора.

Специально построенный широкополосный Также используются трансформаторы тока, обычно с осциллограф, измерять высокая частота формы волны или импульсные токи внутри импульсная мощность системы. Один тип обеспечивает выходное напряжение, пропорциональное измеренному току. Другой, названный Пояс Роговского, требует внешнего интегратор для обеспечения пропорционального выхода.

А токовые клещи использует трансформатор тока с разъемным сердечником, который можно легко обернуть вокруг проводника в цепи. Это обычный метод, используемый в портативных приборах для измерения тока, но в стационарных установках используются более экономичные типы трансформаторов тока.

Трансформатор напряжения или трансформатор напряжения

Трансформаторы напряжения (VT), также называемые трансформаторами напряжения (PT), представляют собой приборные трансформаторы с параллельным подключением, которые используются для измерения и защиты в высоковольтных цепях или изоляции фазового сдвига вектора. Они спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать незначительную нагрузку на измеряемый источник питания и иметь точное соотношение напряжений для обеспечения точного измерения. Трансформатор напряжения может иметь несколько вторичных обмоток на том же сердечнике, что и первичная обмотка, для использования в различных схемах измерения или защиты. Первичная обмотка может быть соединена фазой с землей или фазой с фазой. Вторичная обмотка обычно заземляется на одной клемме.

Существует три основных типа трансформаторов напряжения (ТН): электромагнитные, конденсаторные и оптические. Трансформатор электромагнитного напряжения представляет собой трансформатор с проволочной обмоткой. Конденсаторный трансформатор напряжения использует емкостной делитель потенциала и используется при более высоких напряжениях из-за более низкой стоимости, чем электромагнитный ТН. Преобразователь оптического напряжения использует электрические свойства оптических материалов.^[14] Измерение высоких напряжений возможно с помощью трансформаторов напряжения. Трансформатор оптического напряжения - это не просто трансформатор, а датчик, похожий на Датчик холла.

Комбинированный измерительный трансформатор

Комбинированный измерительный трансформатор включает в себя трансформатор тока и трансформатор напряжения в одном трансформаторе. Существуют две основные конструкции комбинированных трансформаторов тока и напряжения: с масляно-бумажной изоляцией и SF.₆ утеплен.^[15] Одно преимущество применения этого решения уменьшается подстанция занимаемая площадь за счет уменьшения количества трансформаторов в секции, опорных конструкций и соединений, а также меньших затрат на строительные работы, транспортировку и установку.^[16]

Импульсный трансформатор

Обе руки Импульсный трансформатор TS6121A

А импульсный трансформатор представляет собой трансформатор, оптимизированный для передачи прямоугольных электрических импульсов (то есть импульсов с быстрым нарастанием и спадом и относительно постоянным амплитуда ). Маленькие версии под названием сигнал типы используются в цифровая логика и телекоммуникации схем, часто для согласования логических драйверов с линии передачи. Средний размер мощность версии используются в цепях управления мощностью, таких как вспышка камеры контроллеры. Больше мощность версии используются в распределение электроэнергии промышленности для сопряжения низковольтной схемы управления с высоковольтными воротами силовые полупроводники. Специальный высокое напряжение Импульсные трансформаторы также используются для генерации импульсов большой мощности для радар, ускорители частиц, или другой высокой энергии импульсная мощность Приложения.^[17]

Чтобы минимизировать искажение формы импульса, импульсный трансформатор должен иметь низкие значения индуктивность рассеяния и распространил емкость, и высокая индуктивность холостого хода. В силовых импульсных трансформаторах низкая емкость связи (между первичной и вторичной обмотками) важна для защиты схемы на первичной стороне от мощных переходных процессов, создаваемых нагрузкой. По той же причине требуется высокое сопротивление изоляции и высокое напряжение пробоя. Хорошая переходная характеристика необходима для сохранения прямоугольной формы импульса на вторичной обмотке, потому что импульс с медленными фронтами создает потери переключения в силовых полупроводниках.

Произведение пикового импульсного напряжения и длительности импульса (или, точнее, интеграл напряжение-время) часто используется для характеристики импульсных трансформаторов. Вообще говоря, чем больше размер этого продукта, тем больше и дороже трансформатор.

Импульсные трансформаторы по определению имеют рабочий цикл менее 0,5; любая энергия, накопленная в катушке во время импульса, должна быть «сброшена», прежде чем импульс будет запущен снова.

ВЧ трансформатор

Есть несколько типов трансформаторов, используемых в радиочастота (РФ) работа. Ламинированная сталь не подходит для РФ.

Трансформатор с воздушным сердечником

Они используются для высокочастотной работы. Отсутствие сердечника означает очень низкий уровень индуктивность. Весь ток возбуждает ток и индуцирует вторичное напряжение, пропорциональное взаимной индуктивности.^[18] Такие трансформаторы могут быть не более чем несколькими витками провода, припаянными к печатная плата.

Трансформатор с ферритовым сердечником

Трансформаторы с ферритовым сердечником широко используются в трансформаторах согласования импеданса для ВЧ, особенно для балунов (см. Ниже) для теле- и радиоантенн. У многих всего один или два хода.

Трансформатор линии передачи

За радиочастота использования, трансформаторы иногда делают из конфигураций линии передачи, иногда бифилярный или коаксиальный кабель, намотанный феррит или другие типы сердечника. Этот стиль трансформера дает чрезвычайно широкий пропускная способность но только ограниченное количество соотношений (например, 1: 9, 1: 4 или 1: 2) может быть достигнуто с помощью этой техники.

Материал сердечника резко увеличивает индуктивность, тем самым повышая ее Добротность. Сердечники таких трансформаторов помогают улучшить характеристики на нижнем частотном диапазоне. В радиочастотных трансформаторах иногда использовалась третья катушка (называемая обмоткой тиклера) для ввода Обратная связь в более ранний (детектор ) этап в античный регенеративный радиоприемники.

В ВЧ- и СВЧ-системах четвертьволновой трансформатор импеданса обеспечивает способ согласования импедансов между цепями в ограниченном диапазоне частот, используя только длину линии передачи. Линия может быть коаксиальным кабелем, волноводом, полоса, или же микрополоска.

Балун

Балуны - это трансформаторы, разработанные специально для подключения между сбалансированный (без основания) и неуравновешенный (заземленные) цепи. Иногда они создаются из конфигураций линии передачи, а иногда бифилярный или коаксиальный кабель и аналогичны трансформаторам линий электропередачи по конструкции и эксплуатации. Балуны могут быть разработаны не только для взаимодействия между сбалансированной и несбалансированной нагрузками, но и для дополнительного обеспечения согласования импеданса между этими типами нагрузки.

IF трансформатор

Трансформаторы с ферритовым сердечником широко используются в ступенях промежуточной частоты (ПЧ) в супергетеродинный радиоприемники. В основном это настроенные трансформаторы, содержащие ферритовый стержень с резьбой, который вкручивается или выкручивается для регулировки настройки ПЧ. Трансформаторы обычно герметичны (экранированы) для обеспечения устойчивости и уменьшения помех.

Аудио трансформатор

Слева видны два аудиопреобразователя уровня динамиков в ламповом усилителе. Справа тороидальный трансформатор блока питания

Пять аудиопреобразователей для различных целей линейного уровня. Два черных ящика слева содержат трансформаторы 1: 1 для разделения сигналов, балансировка несимметричных сигналов или изолировать две разные системы заземления переменного тока, чтобы устранить гудение и гудение. Два цилиндрических металлических корпуса помещаются в восьмеричные сокеты; Каждый из них содержит линейный трансформатор 1: 1, первый рассчитан на 600 Ом, второй - на 15 000 Ом. В крайнем правом углу Блок DI; его трансформатор 12: 1 (с желтой изоляцией) изменяет несимметричный вход с высоким сопротивлением на сбалансированный выход с низким сопротивлением.

Аудио трансформаторы - это те, которые специально разработаны для использования в аудиосхемах для переноса звуковой сигнал. Они могут использоваться для блокировки радиочастотных помех или составляющей постоянного тока аудиосигнала, для разделения или объединения аудиосигналов или для обеспечения согласование импеданса между высокий импеданс и цепи с низким импедансом, например, между цепями с высоким импедансом ламповый (ламповый) усилитель выход и низкий импеданс громкоговоритель, или между выходом прибора с высоким импедансом и входом с низким импедансом микшерный пульт. Аудио трансформаторы, которые работают с напряжением и током громкоговорителей, больше, чем те, которые работают на уровне микрофона или линии, которые несут гораздо меньше энергии. Мостовые трансформаторы подключить 2-х проводный и 4-х проводный схемы связи.

Будучи магнитными устройствами, аудиопреобразователи восприимчивы к внешним магнитным полям, например, создаваемым проводниками переменного тока с током. "Гул "- термин, обычно используемый для описания нежелательных сигналов, исходящих от"сеть "источник питания (обычно 50 или 60 Гц).^[19] Звуковые преобразователи, используемые для сигналов низкого уровня, например, от микрофонов, часто включают магнитное экранирование для защиты от посторонних сигналов с магнитной связью.

Изначально звуковые трансформаторы были разработаны для соединения различных телефонных систем друг с другом, сохраняя при этом их соответствующие источники питания изолированными, и до сих пор широко используются для соединения профессиональное аудио системы или компоненты системы, чтобы устранить гудение и гудение. Такие трансформаторы обычно имеют соотношение между первичной и вторичной обмотками 1: 1. Их также можно использовать для разделения сигналов, балансировка несимметричных сигналов, или подачи симметричного сигнала на несимметричное оборудование. Трансформаторы также используются в Ящики DI для преобразования сигналов инструментов с высоким импедансом (например, бас-гитара ) к сигналам с низким импедансом, чтобы их можно было подключать к микрофонному входу на микшерный пульт.

Особенно важным компонентом является выходной трансформатор ламповый усилитель. Клапанные схемы для качественного воспроизведения уже давно производятся без каких-либо других (межкаскадных) аудиопреобразователей, но выходной трансформатор необходим для пара относительно высокий импеданс (до нескольких сотен Ом в зависимости от конфигурации) выходного клапана (ов) к низкому импедансу громкоговоритель. (Клапаны могут выдавать низкий ток при высоком напряжении; динамикам требуется большой ток при низком напряжении.) Большинству полупроводниковых усилителей мощности вообще не нужен выходной трансформатор.

Аудиопреобразователи влияют на качество звука, потому что они нелинейны. Они добавляют гармоническое искажение к исходному сигналу, особенно гармоникам нечетного порядка, с акцентом на гармоники третьего порядка. Когда амплитуда входящего сигнала очень мала, его недостаточно для возбуждения магнитопровода (см. принуждение и магнитный гистерезис ). Когда амплитуда входящего сигнала очень высока, трансформатор насыщается и добавляет гармоники из-за мягкого ограничения.^[20] Другая нелинейность возникает из-за ограниченной частотной характеристики. Для хорошей низкочастотной характеристики относительно большой магнитный сердечник требуется; высокая мощность увеличивает требуемый размер сердечника. Хорошая высокочастотная характеристика требует тщательной разработки и реализации. обмотки без чрезмерного индуктивность рассеяния или паразитная емкость. Все это делает компонент дорогим.

Рано транзистор Усилители звуковой мощности часто имели выходные трансформаторы, но от них отказались, поскольку достижения в области полупроводников позволили разработать усилители с достаточно низким выходным сопротивлением для непосредственного управления громкоговорителем.

Трансформатор громкоговорителя

Трансформатор громкоговорителя в старом радио

Точно так же, как трансформаторы создают цепи передачи энергии высокого напряжения, которые минимизируют потери при передаче, громкоговоритель Трансформаторы могут питать множество отдельных громкоговорителей от одной звуковой цепи, работающей при более высоком, чем обычно, напряжении громкоговорителя. Это приложение распространено в публичный адресс Приложения. Такие схемы обычно называют акустические системы постоянного напряжения. Такие системы также известны по номинальному напряжению линии громкоговорителей, например 25-, 70- и 100 вольт акустические системы (напряжение, соответствующее номинальной мощности динамика или усилителя). Трансформатор увеличивает выходной сигнал усилителя системы до напряжения распределения. В удаленных местах расположения громкоговорителей понижающий трансформатор подбирает громкоговоритель к номинальному напряжению линии, поэтому громкоговоритель производит номинальную номинальную мощность, когда линия находится при номинальном напряжении. Трансформаторы громкоговорителей обычно имеют несколько основных отводов для ступенчатой ​​регулировки громкости на каждом громкоговорителе.

Выходной трансформатор

В вентильных (ламповых) усилителях почти всегда используется выходной трансформатор, чтобы согласовать высокое сопротивление нагрузки, требуемое для вентилей (несколько кОм), с низкоомным динамиком.

Трансформатор слабого сигнала

Картриджи фонографа с подвижной катушкой вырабатывают очень небольшое напряжение. Для усиления этого сигнала с разумным отношением сигнал / шум обычно требуется трансформатор для преобразования напряжения в диапазон более распространенных картриджей с подвижным магнитом.

Микрофоны также можно согласовать с их нагрузкой с помощью небольшого трансформатора, который имеет металлический экранированный экран для минимизации наводок. Эти трансформаторы сегодня менее широко используются, поскольку транзисторные буферы стали дешевле.

Межкаскадный трансформатор и трансформатор связи

В двухтактный усилитель, требуется инвертированный сигнал, который может быть получен от трансформатора с обмоткой с центральным отводом, используемого для управления двумя активными устройствами в противофазе. Эти фазоразделительные трансформаторы сегодня мало используются.

Другие типы

Транзактор

Трансактор - это комбинация трансформатора и реактор. Транзактор имеет железный сердечник с воздушным зазором, который ограничивает связь между обмотками.^[21]

Ежик

Трансформаторы-ежики изредка встречаются в самодельных радиоприемниках 1920-х годов. Это самодельные звуковые межкаскадные трансформаторы связи.

Эмалированный медный провод наматывают на центральную половину длины пучка изолированного стального провода (например, провода для цветоводов), чтобы сделать обмотки. Затем концы железных проводов сгибаются вокруг электрической обмотки, чтобы замкнуть магнитную цепь, и все обматывается лентой или веревкой, чтобы удерживать их вместе.

Вариометр и вариопара

Вариометр, используемый в радиоприемнике 1920-х годов

Вариометр - это разновидность бесступенчатого ВЧ с воздушным сердечником. индуктор с двумя обмотками.^[22] Одна общая форма состояла из катушки, намотанной на короткую полую цилиндрическую форму, со второй меньшей катушкой внутри, установленной на валу, так что ее магнитная ось может вращаться относительно внешней катушки. Две катушки соединены последовательно. Когда две катушки коллинеарны, а их магнитные поля направлены в одном направлении, два магнитных поля складываются, и индуктивность максимальна. Если внутренняя катушка повернута так, что ее ось находится под углом к ​​внешней катушке, магнитные поля не складываются, а индуктивность меньше. Если внутренняя катушка повернута так, что она коллинеарна внешней катушке, но их магнитные поля направлены в противоположные стороны, поля компенсируют друг друга, и индуктивность очень мала или равна нулю. Преимущество вариометра заключается в том, что индуктивность можно регулировать плавно в широком диапазоне. Вариометры широко использовались в радиоприемниках 1920-х годов. Одно из их основных применений сегодня - это катушки согласования антенн. длинноволновый радиопередатчики к их антеннам.

В варио-сцепка был устройством с аналогичной конструкцией, но две катушки не были соединены, а были подключены к отдельным цепям. Таким образом, он функционировал как RF трансформатор с переменной муфтой. Внутреннюю катушку можно поворачивать на угол от 0 ° до 90 ° с внешней, уменьшая взаимную индуктивность с максимума до почти нуля.

Вариометр с блинной катушкой был еще одной распространенной конструкцией, которая использовалась как в приемниках, так и в передатчиках 1920-х годов. Он состоит из двух плоских спиральных катушек, подвешенных вертикально друг к другу, шарнирно с одной стороны, так что одна сторона может отклоняться от другой на угол 90 °, чтобы уменьшить сцепление. Плоская спиральная конструкция служила для уменьшения паразитная емкость и потери на радиочастотах.

Варио-ответвители типа "блинчики" или "соты" использовались в 1920-х годах в Армстронг или "щекотка" регенеративные радиоприемники. Одна катушка была подключена к детекторной трубке. сетка схема. Другая катушка, катушка "щекотки", была подключена к трубке. тарелка (выходная) цепь. Он снова вернул часть сигнала от схемы пластины на вход, и это положительный отзыв увеличил трубку прирост и избирательность.

Поворотный трансформатор

Вращающийся (вращающийся) трансформатор - это специализированный трансформатор, который передает электрические сигналы между двумя частями, которые вращаются относительно друг друга - в качестве альтернативы контактные кольца, которые подвержены износу и контактному шуму. Они обычно используются в спиральное сканирование аппликации на магнитной ленте.

Переменный дифференциальный трансформатор

Переменный дифференциальный трансформатор - это прочный бесконтактный датчик положения. Он имеет два противоположно фазированных первичных обмотки, которые номинально производят нулевой выходной сигнал во вторичной обмотке, но любое движение сердечника изменяет связь, создавая сигнал.

Резольвер и синхронизатор

Двухфазный резольвер и связанный с ним трехфазный синхронизатор представляют собой датчики положения поворота, которые работают на полных 360 °. Первичный сигнал вращается в пределах двух или трех вторичных компонентов под разными углами, и амплитуды вторичных сигналов могут быть декодированы под углом. В отличие от переменных дифференциальных трансформаторов, катушки, а не только сердечник, перемещаются относительно друг друга, поэтому для подключения первичной обмотки требуются контактные кольца.

Резольверы производят синфазные и квадратурные составляющие которые полезны для вычислений. Синхросигналы вырабатывают трехфазные сигналы, которые можно подключать к другим синхронизаторам, чтобы вращать их в конфигурации генератор / двигатель.

Пьезоэлектрический трансформатор

Два пьезоэлектрический преобразователи могут быть механически соединены или интегрированы в один кусок материала, создавая пьезоэлектрический преобразователь.

Смотрите также

• Понижающий-повышающий трансформатор
• Магнитный усилитель
• Мотор-генератор
• Насыщаемый реактор
• РПН
• Трехфазная электрическая мощность
• Трехфазный
• Трансформатор

Рекомендации