Definitie
In AC-circuits wordt een apparaat dat de spanning verhoogt of verlaagt een transformator genoemd. Een transformator kan elke spanningswaarde met dezelfde frequentie omzetten in de vereiste spanningswaarde, om te voldoen aan de eisen van de transmissie, distributie en gebruik van elektrische energie.
Door energiecentrales opgewekte elektriciteit heeft bijvoorbeeld een relatief laag spanningsniveau en moet worden opgevoerd om naar afgelegen gebieden met energieverbruik te worden getransporteerd. De stroomverbruikgebieden moeten vervolgens de spanning verlagen naar geschikte niveaus voor het leveren van stroomapparatuur en dagelijks
elektrische apparatuur. Transformatoren worden vervaardigd op basis van elektromagnetische inductieprincipes.
Bouw
Een transformator bestaat uit een ijzeren kern gemaakt van gelamineerde siliciumstaalplaten (of elektrische staalplaten) en twee sets spoelen die rond de ijzeren kern zijn gewikkeld. De ijzeren kern en de spoelen zijn onderling geïsoleerd zonder dat er een elektrische verbinding tussen zit.
Werkingsprincipe
Uit theoretische verificatie blijkt dat de spanningsverhouding tussen de primaire spoel en de secundaire spoel van een transformator verband houdt met de windingsverhouding van de primaire spoel tot de secundaire spoel, wat kan worden uitgedrukt met de volgende formule:
Primaire spoelspanning / Secundaire spoelspanning=Primaire spoelwindingen / Secundaire spoelwindingen
Dit geeft aan dat hoe meer windingen, hoe hoger de spanning. Daarom is te zien dat als de secundaire spoel minder windingen heeft dan de primaire spoel, het een step-down-transformator is. Omgekeerd is het een step-up-transformator.
Classificatie
Per toepassing:
Vermogenstransformatoren
Transformatoren voor elektrische ovens
Gelijkrichtertransformatoren
Hoogfrequente testtransformatoren-
Mijnbouwtransformatoren
Reactoren
Spanningsregulerende transformatoren
Instrumenttransformatoren
Op capaciteit:
Kleine en middelgrote-transformatoren
Grote transformatoren
Transformatoren met extra-grote capaciteit
Op fasenummer:
Enkel-fasige transformatoren
Drie-fasetransformatoren
Op aantal windingen:
Twee-wikkeltransformatoren
Drie-wikkeltransformatoren
Automatische-transformatoren
Volgens de spanningsregelmethode:
Geen-transformatoren voor belastingsspanningsregeling
On-laadspanningsregeltransformatoren
Door koelmedium:
In olie-ondergedompelde transformatoren
Droge-transformatoren
Gas-gevulde transformatoren
Door koelmethode:
In olie-ondergedompelde,- zelfkoelende transformatoren
Olie-ondergedompelde lucht-koeltransformatoren
Olie-ondergedompelde geforceerde circulatielucht-koeltransformatoren
Olie-ondergedompelde geforceerde circulatiewater-koeltransformatoren
Droge-transformatoren
Per kernstructuur:
Kerntransformatoren-type
Transformatoren van het type Shell-
Andere classificaties:
Per geleidermateriaal (koperdraadtransformatoren en aluminiumdraadtransformatoren)
Op neutraal puntisolatieniveau (volledig geïsoleerde transformatoren en gegradueerde isolatietransformatoren)
Op aantal aangesloten generatoren (dubbel-gesplitste en multi-gesplitste transformatoren, waarbij dubbele-gesplitste transformatoren verder zijn onderverdeeld in axiale gesplitste en radiaal gesplitste transformatoren)
Door de vraag of er een elektrische verbinding is in de hoog-spanningswikkeling (gewone transformatoren en automatische- transformatoren)
Productiecapaciteit
Perfecte productiecapaciteit voor transformatoren: Transformatoren tot een spanningsniveau van 220 kV, transformatoren tot een capaciteit van 120.000 kVA.
Distributietransformatoren
Uitleg 1:Transformatoren met een lage spanning van minder dan 1,1 kV worden distributietransformatoren genoemd.
Uitleg 2:Transformatoren met een capaciteit van 2500 kVA en lager worden distributietransformatoren genoemd.
Stroomtransformatoren
Transformatoren die worden gebruikt voor stroomtransmissie en transformatie in elektriciteitsnetwerken worden gezamenlijk vermogenstransformatoren genoemd.
Componenten
Een transformator bestaat uit zes hoofdonderdelen: ijzeren kern, spoelen, lichaamsisolatie, kabels, olietank en algemene montage.
Werkingsprincipe met belasting
Wanneer een transformator met belasting werkt, zullen veranderingen in de secundaire spoelstroom overeenkomstige veranderingen in de primaire spoelstroom veroorzaken. Volgens het principe van de magnetomotorische krachtbalans kan worden afgeleid dat de stromen in de primaire en secundaire spoelen omgekeerd evenredig zijn met het aantal spoelwindingen. De kant met meer windingen heeft een kleinere stroom, terwijl de kant met minder windingen een grotere stroom heeft.
