Druhy transformátorů

Budeme se zabývat rozdělením transformátorů podle konstrukčního provedení a hlavně podle účelu použití.

Autotransformátor – jeho zvláštností je to, že má jen jedno vinutí, které je rozděleno na dvě části, a vinutí jsou spojena do série. Část výstupního vinutí je společná jak pro vstupní, tak i pro výstupní stranu a prochází jí tedy rozdíl vstupního a výstupního proudu: I₂ – I₁.

Potom transformační poměr autotransformátoru je:

P = U₁ / U₂ = N₁ + N₂ / N₂

Obr. 1: Schéma autotransformátoru

Transformátor se používá k transformaci jak z nižšího napětí na vyšší, tak i opačně. Nesmí se však používat k transformaci z vysokého napětí na nízké nebo z nízkého napětí na malé. Stejně tak se nemůže používat jako oddělovací transformátor z bezpečnostních důvodů. Nemá totiž galvanicky oddělená vinutí a při poruše by se mohlo dostat vstupní napětí na výstupní stranu. Jejich největší využití je v domácnosti na transformaci 230/120 V. Trojfázové transformátory jsou využity ke spojování sítí, spouštění motorů nebo k regulaci napětí.

Svařovací transformátory – používají se dvojí konstrukce pro použití:

• na odporové svařování – jsou konstrukčně vyrobeny pro malé napětí – kolem 12 V a velmi velký proud – 1kA – 100kA. Často má primární vinutí jen jeden závit, který tvoří dutý profil z mědí, kterým protéká z důvodu velkého zahřívání chladící médium. Sekundární vinutí má velký počet závitů malého průřezu.

Obr. 2: Schéma svařovacího transformátoru pro obloukové svařování

• na obloukové svařování – výstupní napětí pro zapálení oblouku je vyšší                  než 60 – 70 V a proud je řádově stovky ampér. Požadavek je, aby se nastavený proud pro svařování měnil co nejméně, i když napětí kolísá se změnou délky oblouku. Tento požadavek splňuje tzv. rozptylový transformátor.

Obr. 3. Schéma svařovacího transformátoru pro odporové svařování

Přístrojové transformátory – rozdělují se na:

• jistící transformátory – Používají se k napájení ochran pro zabezpečení bezporuchového provozu. Často mají více vývodů, např. pro připojení měřících systémů.
• měřící transformátory – se rozdělují na:

Měřicí transformátor napětí – je určen pro měření vysokého střídavého napětí, kdy transformuje vysoké napětí na hodnotu 100 V a tím napájí voltmetr. Vstupní vinutí je připojeno k měřenému napětí a voltmetr se připojí na výstupní napětí. Výstupní vinutí se z důvodu bezpečnosti musí uzemnit.

Měřicí transformátor proudu – Ten pro změnu napájí ampérmetr pro měření velkých střídavých proudů. Vstupní vinutí má zapojeno do série se zátěží a na výstupní vinutí se připojuje ampérmetr s normalizovaným rozsahem 5 A nebo 1 A. Obvod výstupního vinutí se nesmí nikdy rozpojit, protože je s ampérmetrem spojen nakrátko – velké zahřívání, poškození izolace, bezpečnost obsluhy.

Obr. 4: Schéma měřícího transformátoru proudu

Pecové transformátory – Používají se v nízkofrekvenčních obvodech pro napájejí obloukových, odporových nebo indukčních pecí. Vyrábí se jich mnoho druhů s různýn výkonem. Řádově Kv. A až MV. A. Výstupní napětí se také značně liší – od 5 V až po 500 V. Proudy dosahují hodnoty až 300 kA. Tyto transformátory mají vysoké požadavky jak na materiál, tak na provedení. Např. zabezpečení vinutí proti dynamickým silám u obloukových pecí. U indukčních pecí je transformátor součástí pece. Vstupní vinutí je na jádru a výstupní vinutí tvoří tavenina.

Obr. 5: Schéma pecového transformátoru