Whatsapp
Transformatory mocyOdgrywają kluczową rolę w dziedzinie przesyłania mocy i zasilacza sprzętu. Obserwowani użytkownicy mogą zauważyć, że transformatory mocy są zawsze „sparowane” z prądem naprzemiennym （AC） i rzadko oddziałują z prądem stałym （DC）. Jaka logika techniczna leży za tym zjawiskiem?
Podstawowa zasada działania transformatorów mocy opiera się na indukcji elektromagnetycznej. Składają się głównie z żelaznego rdzenia （lub rdzenia magnetycznego） oraz cewek pierwotnych i wtórnych. Gdy AC przechodzi przez cewkę pierwotną, okresowe zmiany wielkości i kierunku prądu generują podobnie okresowe pole magnetyczne wokół cewki. Zgodnie z prawem Faradaya indukcji elektromagnetycznej zmieniające się pole magnetyczne indukuje siłę elektromotoryczną w cewce wtórnej, osiągając w ten sposób transformację napięcia. Na przykład w przesyłce mocy miejskiej prąd przemienny wytwarzany przez elektrownie jest zwiększany do bardzo wysokiego napięcia przez transformatory podwyższające, aby zmniejszyć straty mocy podczas transmisji na duże odległości. Gdy energia elektryczna dociera do obszarów najbliższych użytkowników końcowych, przenoszone transformatory są wykorzystywane do obniżenia napięcia do poziomów odpowiednich do zastosowań mieszkaniowych i przemysłowych.
Z drugiej strony DC utrzymuje stały kierunek prądu i wielkość. Po zastosowaniu DC do cewki pierwotnej transformatora mocy może on wygenerować tylko stabilne, niezmienne pole magnetyczne. Jednak stabilne pole magnetyczne nie może indukować siły elektromotorycznej w cewce wtórnej, uniemożliwiając konwersję napięcia. Ponadto stały DC może powodować nasycenie żelaznego rdzenia transformatora. Gdy rdzeń nasyci się, indukcyjność transformatora gwałtownie spada, prąd magnetyczny znacznie wzrasta, a ostatecznie transformator przegrzewa się poważnie, potencjalnie wypala cewki i uszkadzając sprzęt. Był przypadek, w którym fabryka błędnie połączyła źródło zasilania DC z transformatorem. W ciągu zaledwie kilku minut transformator palił z powodu przegrzania i musiał zostać pilnie wymieniony, co spowodowało wysokie koszty utrzymania i zakłócając normalną produkcję.
Oczywiście, w niektórych specjalnych zastosowaniach, choć może się wydawać, że transformator obsługuje DC, w rzeczywistości obwód falownika służy najpierw do przekształcania prądu stałego na prąd przemienny, a następnie transformator jest stosowany do transformacji napięcia. Na przykład w systemach wytwarzania energii fotowoltaicznej słonecznej DC generowane przez panele słoneczne musi zostać przekształcone w AC za pomocą falownika, zanim będzie można go zwiększyć lub w dół przez transformator i zintegrować z siatką mocy prądu przemiennego.
Z ciągłym rozwojem technologii energetycznych, choćTransformatory mocyObecnie pozostają głównie kompatybilne z AC, naukowcy badają nowe technologie i materiały w celu przełamania tradycyjnych ograniczeń i umożliwiają transformatory efektywne działanie w środowiskach DC. Jednak obecnie głębokie zrozumienie bliskiego związku między transformatorami mocy a AC nie tylko pomaga inżynierom optymalizację projektów systemów elektroenergetycznych, ale także pomaga zwykłym użytkownikom prawidłowe korzystanie z urządzeń elektrycznych, unikając potencjalnych zagrożeń bezpieczeństwa i strat ekonomicznych spowodowanych niepoprawną obsługą.
