Импульсные трансформаторы серии ALT (TDK) для LAN коннекторов

Что такое изолирующий трансформатор

Изолированный трансформатор это агрегат, преобразующий переменный ток и напряжение. Коэффициент трансформации равняется единице. Это означает, что число витков на первичной и вторичной обмотках равняется единице. Таким образом, на входе и выходе присутствует идентичное напряжение.

Между собой обмотки не связаны, они разделены двойной или тройной изоляцией, либо между ними помещается экран. Вторичная цепь изолирована от контура заземления.

Процесс индуцирования электрической энергии совершается во второй обмотке.

Благодаря применению аппарата, можно избежать поломки бытового и промышленного оборудования от скачков напряжения, а также защитить человека от поражения током.

Проверка и перемотка трансформатора

Если он пробит, то установка перемотанного трансформатора может снова привести к его перегрузке и выходу из строя. Поэтому до установки трансформатора в аппарат следует убедиться в исправности схемы. Просто и быстро можно сделать это с помощью подходящего дополнительного блока питания, который подключают к фильтрующему конденсатору выпрямителя. Остается лишь проверить диоды выпрямителя.

Если выпрямитель выполнен по мостовой схеме, то можно подать напряжение на проводники, ранее подключаемые ко вторичной обмотке сетевого трансформатора.Трудности могут возникнуть при перемотке трансформатора. Часто пластины его сердечника соединены в пакет сварным швом. Тогда ножовкой по металлу делают разрез в области шва. После этого сердечник можно разобрать и освободить каркас с неисправными обмотками.

Хуже дело при оплавлении каркаса из пластмассы. Тогда каркас можно изготовить самостоятельно из пластин стеклотекстолита. Если каркас еще пригоден для намотки новой обмотки, то старую надо быстро удалить также ножовкой по металлу. При этом, правда, неизвестно количество витков удаленных обмоток. Секционированные каркасы более удобны для перемотки.

Если сетевой трансформатор производителем недомотан (а это совсем не редкость для дешевой аппаратуры), то он еще до выхода из строя изрядно перегревается даже без нагрузки. Достаточно подробно о расчетах трансформаторов рассказано в [1]. Стоит лишь обратить внимание на некоторые детали.

Если есть возможность увеличения количества витков на вольт используйте это. Кроме известных преимуществ, это значительно повышает надежность трансформатора, особенно при многочасовой эксплуатации без перерывов в работе. Как правило, автору такие трансформаторы никогда перематывать не доводилось.

Сложнее обстоит дело с мощными усилителями низкой частоты, где использование увеличенного количества витков на вольт приводит к нежелательным “просадкам” напряжений и т.д. Участились случаи выхода из строя сетевых трансформаторов из-за повышения (особенно долговременного) напряжения электросети. Особенно часто это происходит в сельской местности.

Для чего он нужен

Изолирующий трансформатор нужен для обеспечения гальванической изоляции источника исходящего сигнала от приемного устройства, также он предохраняет систему от импульсных перегрузок. Аппарат используется для повышения электробезопасности за счет отсутствия во вторичной цепи связи с землей. Агрегат устраняет перепады напряжения в электросети, таким образом он защищает бытовое и промышленное оборудование от поломки, а человека от удара электротоком.

Даже в случае, когда на корпусе образовался пробой, это не станет причиной перегрузки, прибор будет функционировать в стандартном режиме. Если человек дотронется до находящегося под аварийным напряжением участка, он не пострадает. Недопустимо одновременное касание двух выводов. Поэтому изоляционный трансформатор устанавливают:

• на промышленных предприятиях, различные станки и машины работают на электричестве, сгенерированном трансформатором;
• в домашних мастерских для работы электроинструментов и прочего оборудования;
• такой аппарат необходим в помещениях с повышенной влажностью, к примеру, в бассейнах, банях, саунах;
• в медицинских учреждениях: в реанимационных и операционных отделениях;
• в кабельных колодцах;
• на участках с повышенным требованием к безопасности.

Преимущества и область применения

Изолирующие трансформаторы получили широкое применение практически во всех сферах электротехники. Они предоставляют пользователю широкий спектр специфических преимуществ в зависимости от отрасли, где они используются:

• устройства с коэффициентом трансформации 1:1 применяются в электросетях переменного тока без необходимости дополнительного заземления и изоляции периферийного оборудования;
• изоляция цепей постоянного тока в линиях связи. В случае необходимости использования усилителей сигнала применение РТ дает возможность отделить постоянный ток для подключения усилителя от компонентов информационного электроимпульса;
• повышение безопасности эксплуатации электрооборудования. Минимизирует риск фатального поражения электрическим током, отделяя пользователь или оператора от высокомощных источников;
• при тестировании, сервисном обслуживании или ремонте оборудования дает возможность проводить работы на включённых устройствах. При этом используются разделительные трансформаторы с коэффициентом 1:1, но имеющие небольшую мощность напряжения вторичной цепи;
• отфильтровывают (отсекают вне рабочего диапазона) искаженную синусоидальную форму напряжения, приводя ее к правильной. Снижают негативное влияние широтно-импульсных модуляций;
• нейтрализует широкий спектр шумов, образующихся при подключении аудиоустройств (усилителей) к динамикам.

Будет интересно➡ Устройство и схема трехфазного трансформатора

Использование разделительных трансформаторов обусловлено эксплуатационными требованиями и спецификой применения электросетей:

1. Высокая влажность или присутствие воды в помещении, наличие металлических изделий без заземления либо со слабым заземлением: ванные и душевые комнаты, силовые коммутационные шкафы, расположенные на улице, кабельные колодцы, подвалы и полуподвалы.
2. Удалённые посты слежения, измерения и контроля в медицинских учреждениях, дата и колл-центрах, а также других учреждениях, где необходимо повышение уровня защиты персонала и безопасности эксплуатации оборудования.
3. Эксплуатация электроинструмента и оборудования, относящегося к первому классу безопасности.

Установка эксплуатации электрических приборов через разделительный трансформатор необходима в следующих случаях:

• при подключении устройств электропотребления, не имеющих потенциала заземления;
• в импульсных электросетях, требующих повышения показателей изоляции. В особенности в медицинском и лабораторном оборудовании;
• при лабораторных испытаниях электрических и электронных устройств для обеспечения безопасности персонала.

При использовании разделительного трансформатора также необходимо применять для эксплуатируемой цепи устройство защитного отключения (УЗО). Несмотря на высокую надежность и безопасность возможны случаи повреждения изоляции.

При этом потенциал может быть выведен на корпус устройства и появится вероятность поражения электрическим током, если коснуться корпуса и металлического проводника, связанного с землёй. Именно поэтому разделительные трансформаторы рекомендуется подключать через УЗО. Трансформатор разделительный однофазный в зависимости от его конструкции, можно использовать в следующих случаях:

1. При наличии крепежных пластин и открытых клеммных колодок. Установка в монтажный шкаф. При этом может быть реализована вертикальная или горизонтальная схема установки или специальные крепежи для монтажа на din-рейку.
2. При отсутствии клеммных колодок – выведение вторичной обмотки через ответвление кабеля. Применяется как составная часть электрооборудования, установок любого назначения.
3. Переносной вариант при наличии корпуса, розетки и выключателя. Дополнительно может быть доукомплектован кабелем (удлинителем).

Трёхфазный разделительный трансформатор – фактически является тремя однофазными устройствами, установленными на одной монтажной планке:

• открытый вариант как горизонтального и вертикального расположения с соединением в звезду или треугольник;
• расположение элементов в корпусе, в том числе герметичном.
• Разделительный трансформатор является нужным и полезным устройством, особенно в домашней мастерской. Его можно использовать в режиме пониженного переменного напряжения для проверки высоковольтных устройств.

Трехфазные разделительные трансформаторы.

К примеру, подключение схемы на 220 V к источнику питания на 36V позволит безбоязненно прослеживать протекание в тестируемых цепях тока.

При этом допускается использование любых унифицированных разделительных трансформаторов, так как современные электронные устройства не отличается большим потреблением.

Полезно узнать: как собрать повышающий трансформатор самостоятельно.

Разновидности

Существует несколько видов агрегатов, основная цель которых заключается в повышении безопасности. Активно задействуют следующие разновидности:

• трансформатор тока предназначен для релейных или измерительных цепей, первичная обмотка фиксируется к источнику электрической энергии, вторичную подключают к измерительному прибору, например, счетчику;
• импульсный изолировочный агрегат преобразовывает сигналы в прямоугольные импульсы, используется для предотвращения помех высокой частоты;
• автоматический вариант объединяет первичную и вторичную обмотки в создании магнитной и электрической сети;
• в силовом трансформаторе происходит преобразование одной системы напряжения в другую;
• портативный агрегат имеет небольшие параметры, он предназначен для работы на открытых территориях, а также при выполнении экстремальных работ.

Существуют различные типы изолирующих трансформаторов. Агрегаты, применяемые в медицине, называют индивидуальными.

Конструкция трансформатора

Конструкция представляет собой целостную силовую установку. Устройство состоит из двух обмоток, характеризующихся одинаковыми намоточными характеристиками. Первичная и вторичная обмотки изолированы друг от друга.

Первичная обмотка должна быть оснащено УЗО (устройство защитного отключения).

В состав конструкции бытовых и промышленных агрегатов входят:

• магнитная система в виде стальных пластин;
• обмотки состоят из последовательно соединенных медных или алюминиевых проводов, обмотки покрывают эпоксидной смолой или армированным стекловолокном;
• рубильники;
• сетевые индикаторы;
• контрольные или измерительные приспособления.

Виды исполнения бывают различными. Это может быть обычное бескорпусное исполнение для монтажа на раме, либо уже готовый агрегат в корпусе, оснащенный шнуром и выключателем, также есть формат этажерка-конструктив, с несколькими подключенными устройствами. Уличный аппарат фиксируется на раму, он снабжен козырьком.

Трансформаторы железнодорожной автоматики и телемеханики

Пусковые трансформаторы. В устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики для питания рельсовых цепей применяют путевые трансформаторы типов: ПОБС — путевой однофазный с броневым сердечником сухой, с естественным воздушным охлаждением, предназначенный для работы от сети переменного тока частотой 50 Гц; ПТМ — путевой малогабаритный, служащий для питания станционных рельсовых цепей переменного тока частотой 50 Гц; ПТ-25 — путевой и ПРТ-25 — путевой релейный, работающие от переменного тока частотой 25 Гц; ПТИ — путевой, предназначенный для импульсных рельсовых цепей.

В эксплуатации находится несколько разновидностей трансформаторов ПОБС: ПОБС-2АУЗ; ПОБС-ЗАУЗ; ПОБС-5АУЗ.

Цифры 2, 3, 5 — порядковые номера типа; буква А означает видоизменение трансформатора; буква У — климатическое исполнение (для микроклиматического района с умеренным климатом); буква 3 категория размещения (для эксплуатации в закрытых помещениях каменных, бетонных, деревянных или в закрытых объемах с теплоизоляцией). Конструкция трансформаторов для всех типов принята одинаковой.

В средней части трансформатора внешними стенками является магнитопровод, а в нижней и верхней — специальные защитные кожуха, предохраняющие обмотку трансформатора от механических повреждений. Наверху трансформатора расположена контактная панель, которая крепится к стяжным болтам магнитопровода.

Трансформаторы типа ПОБС-2АУЗ применяют для питания рельсовых цепей переменного тока частотой 50 Гц без дроссель-трансформаторов, а также для питания ламп группы светофоров. Первичная обмотка 1 трансформатора (рис. 174) состоит из двух частей. При последовательном соединении их трансформатор включают в сеть напряжением 220 В, а при параллельном — в сеть напряжением ПО В. Вторичные обмотки трансформатора состоят из двух секционированных обмоток II и III. Обмотка II имеет два промежуточных вывода 2 и 5, а обмотка III — один 2. При последовательном согласованном включении вторичных обмоток 1/и III э. д. с., индуцируемая в этих обмотках, складывается. При встречном соединении обмоток э. д. с., индуцируемая в обмотке III, имеет встречное направление и вычитается из э. д. с., индуцируемой в обмотке 1/. Такое включение обмоток II н III позволяет при помощи перемычек получить 43 различных напряжений от 0,55 до 16,6 В.

Трансформаторы типов ПОБС-ЗАУЗ отличаются от трансформаторов типа ПОБС-2АУЗ только параметрами обмоток. Их применяют для питания кодовых рельсовых цепей переменного тока частотой 50 Гц с путевыми дроссель-трансформаторами. С помощью этих трансформаторов можно получить на вторичных обмотках 45 различных напряжений от 5,5 до 247,5 В.

От трансформатора типа ПОБС-5АУЗ (рис. 175) можно получить вторичные напряжения от 1,1 до 44 В.

Путевой трансформатор типа ПТМ-А (рис. 176) предназначен для питания станционных рельсовых цепей переменного тока частотой 50 Гц на участках с тепловозной тягой; мощность трансформатора 35 В-А. Первичная обмотка включена в сеть напряжением 220 В, а со вторичных обмоток, комбинируя выводы и перемычки, можно получить 24 напряжения от 0,33 до 8,1 В.

На участках дорог, электрифицированных на переменном токе, в рельсовых цепях частотой 25 Гц применяют путевые и релейные трансформаторы типов ПТ-25АУЗ и ПРТ-АУЗ (рис. 177). Трансформатор типа ПТ используют в качестве питающего и кодового, а трансформатор типа ПРТ — в качестве изолирующего и согласовывающего.

С помощью трансформатора ПТ-25АУЗ можно получить 24 различных напряжения от 2,5 до 60 В, ас помощью трансформатора типа ПРТ-АУЗ также 24 различных напряжения от 0,5 до 12 В. Номинальная мощность этих трансформаторов 65 В • А.

Номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора типа ПТИУЗ для

Рис. 174. Схема соединения обмоток (а) и расположение зажимов на контактной панели трансформаторов типов ПОБС-2ЛУЗ и ПОБС-ЗАУЗ (б)

импульсных рельсовых цепей 220 и 440 В. С помощью этого трансформатора можно получить 32 различных напряжения от 0,4 до 11,2 В. Номинальная мощность трансформатора 80 В • А.

Сигнальные, релейные и специальные трансформаторы. К сигнальным относятся трансформаторы типов СОБС-2АУЗ, СОБС-ЗАУЗ, СТ-2А, СТ-3, CT-ЗА, СТ-4, СТ-5, СТ-6. Первичная обмотка всех трансформаторов, кроме трансформатора типа СТ-2А, состоит из двух частей, а у трансформаторов типов СТ-4 и СТ-5 — из трех частей. При параллельном соединении этих частей трансформатор можно включить в сеть напряжением 110 В, при последовательном — в сеть напряжением 220 В. Трансформаторы типов СТ-4 и СТ-5 имеют промежуточные выводы первичной обмотки соответственно на первичное напряжение 195 и 185 В.

Трансформаторы типа СОБС-2АУЗ (сигнальные однофазные бронированные сухие) применяют для питания светофорных ламп и местных цепей автоблокировки. Номинальная мощность трансформатора получается из двух основных вторичных обмоток II и III (рис. 178). Обе обмотки имеют равное число витков, одинаковые по напряжению и току. Допустимый ток нагрузки секционированных обмоток IV и V в 2 раза больше, чем вторичных обмоток. Наличие двух пар обмоток позволяет питать две электрические разобщенные нагрузки или питать нагрузку с вдвое большим током, соединяя параллельно обмотки II и III и последовательно с ними обмотки IV и V, а также получить повышенное вторичное напряжение при последовательном соединении всех четырех обмоток.

От обмоток II и IV трансформатора СОБС-2АУЗ при раздельном питании двух нагрузок можно получить напряжение 20 В, регулируемое от 2 до 20 В; от обмоток III и V — 18 В, регулируемое от 2 до 4 В и от 10 до 18 В; при параллельном соединении обмоток II и III и последовательно с ними обмоток IV и V — напряжение 24 В, регулируемое от 1 до 24 В; при последовательном соединении всех обмоток — напряжение 38 В.

Сигнальные трансформаторы типов СТ-2А, СТ-3, СТ-4, СТ-5 и СТ-6 применяют в схемах питания светофорных ламп при центральном питании. Напряжение на первичной обмотке у трансформаторов СТ-2А 165 В, а напряжение, снимаемое со вторичной обмотки, — 10-13 В (рис. 179, а); номинальная емкость 25 В • А.

Сигнальный трансформатор типа CT-ЗА (рис. 179, б) используют для питания ламп стрелочных указателей. Первичная обмотка этого трансформатора состоит из двух частей. Вторичная обмотка секционирована и позволяет получить четыре напряжения — 11, 12, 13 и 14 В; номинальная мощность трансформатора 13 В • А.

Для более широкого использования сигнальных трансформаторов в устройствах СЦБ разработаны новые типы, более экономичные. Трансформатор типа СТ-4 (рис. 179, в) выполнен на напряжение 110, 195 и 220 В. Он имеет секционированную вторичную обмотку, с кото-

Рис. 177. Нумерация контактов на панели (а) и схема соединения обмоток трансформаторов типов ПТ-25АУЗ (б) и ПРТ-АУЗ (в)

Рис, 178. Панель с выводами (а) и схема соединения обмоток трансформатора типа СОБС-2АУЗ (б)

рой получают напряжение от 11,3 до 13,9 В; мощность трансформатора 16 В • А. Трансформатор типа СТ-5 (рис. 179, д) рассчитан на первичные напряжения 110, 185 и 220 В. Со вторичной его обмотки получают напряжения от 11,8 до 14,6 В; мощность трансформатора 25 В • А. Напряжение первичной обмотки трансформатора СТ-6 (рис. 179, г) 110 и 220 В. Трансформатор имеет две вторичные обмотки. При номинальной нагрузке с них снимают напряжения от 11,8 до 14,5 В; мощность трансформатора 40 В • А.

Сигнальный трансформатор типа СОБС-ЗАУЗ (рис. 180) предназначен для питания ламп светофоров в устройствах сигнализации, централизации и блокировки метрополитена. Трансформатор имеет одну первичную обмотку на номинальное напряжение 110 В частотой 50 Гц. Вторичная обмотка состоит из двух отдельных обмоток с семью выводами, позволяющими при номинальной нагрузке с помощью соответствующих включений получить напряжения от 5,7 до 82,6 В; мощность трансформатора 50 В • А.

К релейным относятся трансформаторы типов РТЭ-1А и ТР-3 мощностью соответственно 0,8 и 0,5 В • А. Трансформаторы типа РТ-3 устанавливают в рельсовых цепях переменного тока на участках с тепловозной тягой, а трансформаторы типа РТЭ-1А — в рельсовых цепях на участках, электрифицированных на постоянном токе. Напряжения, получаемые с вторичных обмоток трансформатора типа РТ-3. — 11.5 В, а типа РТЭ-1 -85 В.

Рис, 181. Внешний вид трансформатора типа ОМ (а) и схема соединения обмоток (б)

Трансформатор типа СКТ-1 (однофазный с естественным охлаждением) применяют в пусковых стрелочных блоках типов ПС-110 и ПС-220 для питания контрольной цепи двухпроводной схемы управления стрелочным электроприводом. Первичная обмотка состоит из двух обмоток. При параллельном их соединении трансформатор включают в сеть напряжением 110 В, а при последовательном — в сеть напряжением 220 В. Напряжение вторичной обмотки (выводы III- 114) при последовательном соединении двух частей обмотки — 165 В; мощность трансформатора 12 В • А.

Линейные и силовые трансформаторы. Линейный трансформатор типа ОМ (однофазный с масляным охлаждением) служит для понижения напряжения высоковольтной линии автоблокировки с 6 или 10 кВ до 230 или 115 В. Он предназначен для наружной установки в пунктах питания устройств железнодорожной автоматики.

В высоковольтную линию автоблокировки трансформаторы типа ОМ включают так, чтобы каждая из трех фаз линии была нагружена примерно одинаково. Практически трансформатор включают в крайние провода, расположенные на траверсах, но поскольку через каждые 3 км места расположения проводов при скрещивании меняются, то включение их в каждую фазу чередуется.

Трансформаторы ОМ изготавливают мощностью 0,63 и 1,25 кВ • А (рис. 181) — однофазные двухобмоточные с естественным масляным охлаждением. Напряжение первичной обмотки 6 или 10 кВ. Трансформаторы представляют собой герметичную конструкцию. Они имеют пробивные предохранители на напряжение 700-800 В. Номинальная частота питающей сети 50 Гц. Трансформаторы изготавливают с обмоткой низшего напряжения 230 или 115 В.

Вторичная обмотка трансформатора ОМ секционирована и имеет пять выводов: аъ а2, xlf х2, х3, которые позволяют получить номинальное напряжение на низкой стороне при напряжениях в высоковольтной линии от -15% до +5% номинального высокого напряжения.

На участках железных дорог, электрифицированных на переменном токе промышленной частоты, для питания сигнальных установок и линейных потребителей применяют комплектные трансформаторные однофазные подстанции (КТПО) с двумя трансформаторами типа ЗНОМ-35-65УІ (рис. 182) (заземляемый трансформатор напряжения однофазный, естественная циркуляция воздуха и масла, климатическое исполнение У, категория размещения I).

Трансформатор ЗНОМ-35-65УІ имеет три обмотки: одну первичную и две вторичных — основную и дополнительную. Напряжение первичной обмотки 27,5 кВ, основной вторичной-100 В, дополнительной вторичной — 127 В; предельная мощность трансформатора 1000 В • А.

Для питания устройств электрической централизации используют трансформатор типа ТС — трехфазный сухой с естественным охлаждением для внутренней установки. Трансформатор имеет первичную и вторичную обмотки (рис. 183, а). Первичную обмотку (рис. 183, б) можно включать в сеть напряжением 220, 380,

400 или 500 В по схеме звезда (зажимы X, У и 2 соединяют между собой) или по схеме треугольник (соединяют зажимы А ~ X, В — X,

С — У). Вторичную обмотку включают только звездой, для чего между выводами фазовых обмоток а3, Ь3, с3 ставят перемычки.

Трансформаторы ТС выпускают открытого типа мощностью от 10 до 160 кВ ¦ А. У трансформаторов ТС мощностью от 10 до 100 кВ • А номинальное напряжение вторичной обмотки 133, 230, 400 В, а у трансформаторов мощностью 160 кВ • А — 127, 133, 220, 230 и 400 В. Выпускают также трансформаторы ТСЗ закрытого типа мощностью 1,5 и 2,5 кВ • А.

Рис. 182. Трансформатор типа ЗНОМ-35-65УІ

Рис. 183. Схема включення обмоток трансформатора типа

ТС

⇐Автотрансформаторы и дроссели насыщения | Электропитающие устройства и линейные сооружения автоматики, телемеханики и связи железнодорожного транспорта | Путевые дроссель-трансформаторы⇒

Схемы подключения

Изолирующие трансформаторы подключаются к сети 220 Вольт. Обмотки соединяются между собой последовательно, они фиксируются на каркасе.

Тип подключения зависит от уровня безопасности модели. Номинальное первичное напряжение не более 1 000 В переменного тока. Номинальная частота в пределах 50 Гц. Прежде всего отключается электропитание в механизмах. Требуется развязка в гальванической цепи. Далее подключается агрегат.

Недопустимо заземление корпуса приборов, которые питаются от изолирующего агрегата. Ток не должен замыкаться на землю, создавая дополнительные пути для тока. Иначе применение трансформатора теряет смысл.

Устройство устанавливают как в закрытых помещениях с естественной циркуляцией воздуха, так и на открытой местности под навесом. Расстояние до стены должно составлять не менее 300 мм. Дважды в год следует проводить профилактические работы, устранять грязь с обмоток и каналов. Необходимо регулярно проводить визуальный осмотр.