Whatsapp
TransformátoryHrajte kľúčovú úlohu v oblasti prenosu energie a napájania zariadenia. Pozorovní používatelia si môžu všimnúť, že transformátory výkonu sú vždy „spárované“ so striedavým prúdom （AC） a zriedka interagujú s priamym prúdom （DC）. Aká technická logika leží za týmto javom?
Základný výkonový princíp výkonových transformátorov je založený na elektromagnetickej indukcii. Pozostávajú hlavne z železného jadra （alebo magnetického jadra） a primárnych a sekundárnych cievok. Keď AC prechádza primárnou cievkou, periodické zmeny v veľkosti a smerovaní prúdu vytvárajú okolo cievky podobne periodické magnetické pole. Podľa Faradayovho zákona elektromagnetickej indukcie mení magnetické pole v sekundárnej cievke elektromotívnu silu, čím sa dosahuje transformácia napätia. Napríklad pri prenose mestskej energie sa AC generované elektrárňami posúva na ultra vysoké napätie prostredníctvom stupňových transformátorov, aby sa znížilo straty energie počas prenosu na veľké vzdialenosti. Keď elektrina dosiahne oblasti v blízkosti koncových používateľov, transformátory z kroku sa používajú na zníženie napätia na úroveň vhodné pre obytné a priemyselné aplikácie.
DC, na druhej strane, udržuje smer konštantného prúdu a veľkosť. Ak sa DC aplikuje na primárnu cievku výkonového transformátora, môže generovať iba stabilné, nemenné magnetické pole. Stabilné magnetické pole však nemôže vyvolať elektromotívnu silu v sekundárnej cievke, čo znemožňuje konverziu napätia. Okrem toho môže konštantná DC spôsobiť nasýtenie železa transformátora. Akonáhle sa jadro nasýti, indukčnosť transformátora prudko klesne, magnetizačný prúd sa výrazne zvyšuje a nakoniec sa transformátor prehrieva vážne, potenciálne vyhorí cievky a poškodzuje zariadenie. Vyskytol sa prípad, keď továreň omylom spojila zdroj výkonu jednosmerného prúdu s transformátorom. Počas niekoľkých minút fajčil transformátor v dôsledku prehriatia a musel sa naliehavo vymeniť, čo malo za následok vysoké náklady na údržbu a narušenie normálnej výroby.
V niektorých špeciálnych aplikáciách sa samozrejme, aj keď sa môže zdať, že transformátor zaobchádza s DC, v skutočnosti sa obvod meniča používa na prevádzanie DC na AC najskôr a potom sa transformátor používa na transformáciu napätia. Napríklad v systémoch na výrobu solárnych fotovoltaických energie musí byť DC generovaný solárnymi panelmi premenený na AC pomocou meniča skôr, ako môže byť zintenzívnený alebo nadol transformátor a integrovaný do striedavej mriežky.
S nepretržitým vývojom energetických technológií, aj keďtransformátoryV súčasnosti zostávajú prevažne kompatibilné s AC, vedci skúmajú nové technológie a materiály, ktoré prelomia tradičné obmedzenia a umožňujú transformátorom efektívne fungovať v prostrediach DC. V súčasnosti však hlboké pochopenie úzkeho vzťahu medzi transformátormi výkonu a AC nielenže pomáha inžinierom optimalizovať návrhy energetického systému, ale tiež pomáha bežným používateľom správne používanie elektrických zariadení, čím sa vyhýbajú potenciálnym bezpečnostným rizikom a ekonomickým stratám spôsobeným nesprávnou prevádzkou.
