Transformátor

Transformátor je netočivý elektrický stroj, ktorý mení veľkosti napätí a prúdov. Má tieto časti:

1. Primárne vinutie (vstupná cievka) vytvára meniace sa magnetické pole privedeným striedavým prúdom. Je navinuté na jadre a je od neho elektricky izolované.
2. Jadro prenáša energiu pomocou meniaceho sa magnetického poľa. Je vyrobené z magneticky mäkkého materiálu. Na zníženie strát vírivými prúdmi sa používajú lakované tenké plechy alebo ferit. Jadro môže mať tvar obdĺžnikov alebo môže byť toroidné = kruhové. Maximálny výkon transformátora je daný aj prierezom jadra a frekvenciou prúdu.
3. Sekundárne vinutie (výstupná cievka) je tiež navinuté na jadre. Indukuje sa v ňom striedavý prúd.

Prevod transformátora p je pomer počtu závitov výstupnej N₂ a vstupnej N₁ cievky. Od prevodu transformátora závisí pomer výstupných a vstupných napätí a prúdov: p = N₂ / N₁ = U₂ / U₁ = I₁ / I₂ . Podľa prevodu delíme transformátory na znižujúce napätie p < 1, zväčšujúce p > 1 a oddeľovacie p = 1.

Príklad: Transformátor má vinutia: N1 = 2 300, N2 = 120, U1 = 230 V. Aké bude výstupné napätie U2?
U2 = U1 . N2 / N1 = 230 V . 120 / 2 300 = 12 V

Počet závitov n vinutia transformátora je pri frekvecii 50 Hz a priereze jadra S v cm2:
n = 45/S .

Príklad: Jadro transformátora má prierez 4,5 cm2. Bude použitý na transformáciu napätia 230 V na 12 V. Vypočítajte počet závitov vinutia pre primárnu a sekundárnu cievku.
S = 4,5 cm2, U1 = 230 V, U2 = 12 V
pre 1 V: n = 45/S = 45/4,5 = 10 závitov
primárna cievka: N1 = U1 . n = 230 V . 10 = 2 300 závitov
sekundárna cievka: N2 = U2 . n = 12 V . 10 = 120 závitov

Zapojenie 3-fázového transformátora

Základné vnútorné zapojenia transformátorov:

1. hviezda (Y, y)
2. trojuholník (D, d)
3. lomená hviezda (Z, z)

• hviezda Yy - používa sa v sieťach, v ktorých zaťaženie nulového vodiča nemôže prekročiť 20 % zaťaženia fázy a nulový vodič nie je vôbec vyvedený. Väčšie transformátory potláčajú vplyv nesúmerného zaťaženia pomocným vyrovnávacím vinutím (terciálnym), zapojeným do trojuholníka.
  
• zapojenie Yz - používa sa do výkonu transformátorov 315 kVA (400 kVA), ktoré napájajú sekundárne siete nn s nesúmerným zaťažením nulového vodiča nad 20 % menovitého prúdu.
  
• zapojenie Yd - nepotrebuje vyrovnávacie vinutie. Je výhodné pre najväčšie transformátorové jednotky v elektrizačnej sústave.
  

elektromotory, generátory, kompenzátory

Otázky na opakovanie

1. Transformátor
   1. Napíšte 2 materiály pre jadro transformátora.
   2. Vymenujte časti transformátora.
2. Nakreslite zapojenie 3-fázového transformátora
   1. do trojuholníka
   2. do hviezdy
3. Čo je v statore, rotore a ako sa privádza prúd (cievky, skratové vinutia, komutátor, privádzacie krúžky, magnety) pre
   1. asynchrónny elektromotor
   2. synchrónny elektromotor
4. Kde sa používa
   1. alternátor a asynchrónny elektromotor
   2. dynamo a jednosmerný elektromotor