Komplexní průvodce typy a principy fungování elektrických transformátorů

Transformátory lze rozdělit do několika kategorií podle jejich určení, struktury a dalších charakteristik:

• Podle určení:

• Zvedací transformátor: Zvyšuje napětí z nízké na vysokou úroveň, což umožňuje efektivní přenos energie na vzdálenosti.

• Snížovací transformátor: Snížuje napětí z vysoké na nízkou úroveň, což umožňuje dodávku energie místním nebo blízkým spotřebičům prostřednictvím distribuční sítě.

• Podle počtu fází:

• Jednofázový transformátor

• Třífázový transformátor

• Podle uspořádání vinutí:

• Jednovinutý transformátor (autotransformátor), poskytující dvě úrovně napětí

• Dvojvinutý transformátor

• Trojvinutý transformátor

• Podle materiálu vinutí:

• Transformátor s měděným drátem

• Transformátor s hliníkovým drátem

• Podle regulace napětí:

• Transformátor s čidlem pro změnu napětí bez zatížení

• Transformátor s čidlem pro změnu napětí za zatížením

• Podle chladicího média a metody:

• Transformátor namočený do oleje: Chladicí metody zahrnují přirozené chlazení, síťové chlazení (s použitím ventilátorů na chladičích) a síťové chlazení s využitím vzduchu nebo vody, často používáno u velkých elektrických transformátorů.

• Suchohraný transformátor: Vinutí jsou buď expozována plynatému médiu (např. vzduch nebo šestifluorovaný sír) nebo zapuštěna do epoxidové smoly. Široce používány jako distribuční transformátory, suchohrané jednotky jsou aktuálně dostupné až do 35 kV a mají silné aplikativní potenciály.

Princip fungování transformátorů:

Transformátory fungují na principu elektromagnetické indukce. Na rozdíl od otáčivých strojů, jako jsou motory a generátory, transformátory fungují při nulové otáčkové rychlosti (tj. jsou statické). Základními komponentami jsou vinutí a magnetické jádro. Během provozu tvoří vinutí elektrickou obvod, zatímco jádro poskytuje magnetickou cestu a mechanickou podporu.

Když je střídavé napětí aplikováno na primární vinutí, vytváří se v jádře střídavý magnetický tok (převod elektrické energie na magnetickou energii). Tento se měnící tok je spojen s sekundárním vinutím, což indukuje elektromotorickou sílu (EMF). Když je připojeno zatížení, proud teče v sekundárním obvodu, dodávající elektrickou energii (převod magnetické energie zpět na elektrickou energii). Tento "elektrický-magnetický-elektrický" proces převodu energie tvoří základní princip fungování transformátoru.