Силови трансформаториИграйте решаваща роля в областта на предаването на енергия и захранването на оборудването. Наблюдателните потребители могат да забележат, че силовите трансформатори винаги са „сдвоени“ с променлив ток (ac) и рядко взаимодействат с директен ток (DC). Каква техническа логика се крие зад това явление?
Основният принцип на експлоатация на силови трансформатори се основава на електромагнитна индукция. Те се състоят главно от желязна сърцевина (или магнитно ядро) и първични и вторични намотки. Когато AC преминава през първичната намотка, периодичните промени в величината и посоката на тока генерират подобно периодично магнитно поле около намотката. Според закона на Електромагнитната индукция на Фарадей, променящото се магнитно поле предизвиква електромотивна сила във вторичната намотка, като по този начин постига трансформация на напрежението. Например, при предаването на градска енергия, променливотоковото, генерирано от електроцентралите, се придвижва до ултрависоко напрежение чрез стъпаловидни трансформатори, за да се намалят загубите на мощност по време на предаването на дълги разстояния. Когато електричеството достигне до райони в близост до крайни потребители, трансформаторите се използват за намаляване на напрежението до нива, подходящи за жилищни и промишлени приложения.
DC, от друга страна, поддържа постоянна посока и величина на тока. Когато DC се прилага към първичната намотка на силовия трансформатор, той може да генерира само стабилно, непроменящо се магнитно поле. Въпреки това, стабилното магнитно поле не може да предизвика електромоторна сила във вторичната намотка, което прави преобразуването на напрежението невъзможно. Освен това, постоянният постоянен ток може да доведе до насищане на желязното ядро на трансформатора. След като сърцевината се насити, индуктивността на трансформатора намалява рязко, намагнитният ток се увеличава значително и в крайна сметка трансформаторът прегрява сериозно, потенциално изгаряйки намотките и повреди оборудването. Имаше случай, в който фабрика погрешно свързва източник на захранване на постоянен ток с трансформатор. Само за няколко минути трансформаторът пуши поради прегряване и трябваше да бъде заменен спешно, което доведе до високи разходи за поддръжка и нарушаване на нормалното производство.
Разбира се, в някои специални приложения, въпреки че може да изглежда, че трансформаторът обработва DC, всъщност се използва инверторна верига за преобразуване на DC в променлив ток и след това трансформаторът се използва за трансформация на напрежение. Например, в слънчеви фотоволтаични системи за производство на енергия, DC, генериран от слънчеви панели, трябва да бъде преобразуван в променлив ток от инвертор, преди да може да бъде пристъпен нагоре или надолу от трансформатор и интегриран в променливата мрежа.
С непрекъснатото развитие на силовите технологии, въпреки чеСилови трансформаториПонастоящем остават предимно съвместими с AC, учените изследват нови технологии и материали, за да пробият традиционните ограничения и да дадат възможност на трансформаторите да работят ефективно в DC среда. Понастоящем обаче дълбокото разбиране на тясната връзка между силови трансформатори и AC не само помага на инженерите да оптимизират дизайна на електроенергийната система, но също така подпомагат правилно потребителите при използването на електрическо оборудване, като избягват потенциалните опасности за безопасността и икономическите загуби, причинени от неправилна работа.