Силовой трансформатор по сути своей работает согласно тем же физическим законам что и его маломощные собратья. Однако сам фактор передачи существенной мощности ставит перед разработчиком дополнительные задачи.
Силовые трансформаторы можно разделить по форме преобразуемого напряжения на силовые трансформаторы преобразующие напряжение синусоидальной формы, в большинстве случаев это низкочастотные трансформаторы, и трансформаторы преобразующие напряжение в форме меандра. Последние в настоящее время всё более активно применяются на высоких частотах( десятки кГц).

Рассмотрим первый тип, т.е. низкочастотные силовые трансформаторы (однофазные и трехфазные). Это базовый тип силовых трансформаторов проектированием которых конструкторы занимаются ни один десяток лет. Тенденции современной электротехники вынуждают всё время сокращать габариты изделий(массогабаритные показатели или МГП) и увеличивать КПД. Перовое связанно с ценой изделия т.к. большой вес — это, в том числе, и большее количество дорогостоящих цветных металлов, в основном меди. Увеличение КПД — это экономия для заказчика изделия за счет меньших потерь в трансформаторе, но и ещё, что очень важно — это возможность уменьшить МГП т.к. чем меньше потери тем меньше нагрев трансформатора и тем более компактным мы можем сделать изделие.
Увеличение КПД достигается различными способами, как применением специального секционирования обмоток для сведения магнитных потоков к максимально идеализированной картине (читайте статью об идеальном трансформаторе), так и применением новых типов материалов на основе аморфной стали. Именно в сегменте низкочастотных силовых трансформаторов аморфная сталь показывает свои лучшие качества и оставляет далеко позади любые из существующие электротехнических сталей, пермаллои ну и конечно же ферриты.
Основной фактор влияющий на возможность уменьшить МГП — это увеличение КПД трансформатора. Т.к. чем меньше потери, тем меньше диаметр проводов(ленты) мы можем брать. Так же безусловно играет роль и тип магнитного материала используемого в качестве сердечника. Мы поговорим об этом подробнее в отдельной статье, а пока обратимся к второму типу силовых трансформаторов.
Силовые трансформаторы работающие на меандре активно применяются как ключевое звено преобразователей и различного рода инверторов напряжения. Высокочастотные трансформаторы значительно меньше по размеру, однако и несут дополнительные проблемы связанные с вопросами вывода энергии накапливаемой в паразитных индуктивностях трансформатора. Не все существующие и активно применяемые схемы инверторов тока и напряжения позволяют обеспечить вывод в том или ином виде энергии накапливаемой трансформатором, что в случае отсутствия дополнительных цепей вывода энергии может привести к неработоспособности всей схемы преобразования. Данный вопрос не является полностью изученным ввиду того что активное применение такие трансформаторы нашли не так давно и фундаментальных работ на тему «что есть паразитные составляющие трансформатора и когда ими можно пренебрегать» не существует.
Обобщая, хочется отметить что силовой трансформатор изначально несёт в себе все проблемы создания маломощного трансформатора, но к тому же добавляет и указанные нами выше уникальные для себя особенности. На специфика решения каждой из указанных проблем мы остановимся отдельно в будущих статьях.
Комментариев нет »