Ing. Miroslav Púpala

1. Aktivita 8Príprava učebných textov v predmetoch základy elektrotechniky, rozvody elektrickej energie, využitie elektrickej energie, elektrické stroje a prístroje, elektrotechnické materiály pre učebný odbor elektromechanik. Ing. Miroslav Púpala Táto publikácia bola podporená zo zdrojov EÚ z ESF.

2. 2. Transformátory 2.1 Vyhotovenie jednofázového transformátora Charakteristika: - je to netočivý stroj, ktorý k svojej činnosti využíva elektromagnetickú indukciu. - mení elektrickú energiu znova na elektrickú tak, že mení vyššie napätie na nižšie alebo naopak, pričom frekvencia ostáva rovnaká. Vyhotovenie: - skladá sa z magnetického a elektrickéhoobvodu. Magnetický obvod je zložený z elektrotechnických plechov, ktoré sú navzájom izolované lakovaním. Na magnetickom obvode rozoznávame jadrá, na ktorých sú umiestnené cievky elektrického obvodu a spojky, ktoré spájajú jadrá a zároveň uzatvárajú magnetický obvod. Elektrický obvod pozostáva zo vstupného (primárneho) vinutia s počtom závitov N1. Pripája sa k nemu zdroj napätia. Výstupné (sekundárne) vinutie má počet závitov N2a pripája sa k nemu záťaž. Podľa konštrukcie magnetického obvodu rozlišujeme transformátory: - jadrové – vinutie obklopuje plechy; Táto publikácia bola podporená zo zdrojov EÚ z ESF.

3. - plášťové – plechy obklopujú vinutie. Schéma jednofázového transformátora: T D1 d1 I. II. N1 N2 U1 U2 D0 d0 Táto publikácia bola podporená zo zdrojov EÚ z ESF.

4. 2.2 Prevádzkové stavy transformátorov a) Transformátor naprázdno I10 Na vstupnom vinutí je pripojený zdroj napätia U1. Výstupné vinutie je bez záťaže. U1 U2 Po pripojení vstupného vinutia na zdroj napätia U1, začne týmto vinutím prechádzať elektrický prúd I10. Φ1 Tento prúd má dve zložky: - magnetizačnú Iμ = Ij, ktorá budí magnetický indukčný tok; - činnú IFe = Ič, ktorá kryje straty v magnetickom obvode a vo vinutí. U1 Transformátor predstavuje pre sieť indukčnú záťaž, preto je prúd I10 fázovo posunutý za napätím U1 skoro o 90°. I10 Ič Prechodom prúdu vinutím sa vybudí magnetický indukční tok Φ1, ktorý prechádza magnetickým obvodom. Ij Pretože prúd I10 je striedavý, aj magnetický indukčný tok Φ1 je premenlivý. Ui1 = Ui2 Zmena magnetického indukčného toku spôsobí, že sa bude v primárnom aj sekundárnom vinutí indukovať napätie. Táto publikácia bola podporená zo zdrojov EÚ z ESF.

5. Ak označíme napätie, ktoré sa bude indukovať v jednom závite u1N, potom v celom vinutí sa bude indukovať napätie - v primárnom vinutí Ui1 = u1N . N1 - v sekundárnom vinutí Ui2 = u1N . N2 Keďže napätie indukované v jednom závite je rovnako veľké pre primárne aj sekundárne vinutie, potom sú indukované napätia Ui1 a Ui2 priamoúmerné počtu závitov N1 a N2. pomer indukovaných napätí Ui1 = p Ui2 sa nazýva prevod alebo transformačný pomer. Pretože pri chode transformátora naprázdno platí Ui1 = U1 a Ui2 = U2 prevod je daný aj pomerom U1 N1 p = = U2 N2 Pri veľkých pomeroch prepočítame výstupné napätie pre fázorový diagram podľa vzťahu N1 U´i2 = Ui2 Táto publikácia bola podporená zo zdrojov EÚ z ESF. N2

6. V okamihu pripojenia nezaťaženého transformátora na sieť vznikne prúdový náraz až 15-krát väčší ako je nominálny prúd. Po vybudení magnetického indukčného toku sa prúd ustáli a je asi 3% až 10% nominálneho prúdu. Prúd je za vstupným napätím časovo posunutý o takmer 90°, takže účinník cos φ0 je malý. Táto publikácia bola podporená zo zdrojov EÚ z ESF.