Budowa i rodzaje transformatorów

Zasilanie urządzeń elektrycznych oraz elektronicznych w systemach inteligentnego domu realizowane jest między innymi przy użyciu transformatorów. Warto dokładniej przyjrzeć się ich budowie, a także wskazać najczęściej pojawiające się rodzaje.

Struktura Smart Home przewiduje integrację mnóstwa elementów, nie tylko oświetlenia, ale również gniazd sieciowych, ogrzewania, wentylacji, urządzeń RTV i AGD oraz wielu innych. Stabilne działanie tego systemu zależne jest od zasilania oraz sprzętów odpowiedzialnych za zmianę i przenoszenie napięcia. W tym przypadku niezwykle ważną funkcję pełnią transformatory, których wykorzystanie jest kluczowe dla działania całego systemu inteligentnego.

Co to jest transformator?

Na początek warto wyjaśnić, z czym dokładnie mamy do czynienia. Transformator to bowiem urządzenie elektryczne, które jest odpowiedzialne za przenoszenie energii prądu przemiennego między obwodami elektrycznymi. Odbywa się to z zachowaniem pierwotnej częstotliwości, drogą indukcji.

Mówiąc krótko, transformator pozwala na przesyłanie energii prądu z jednego napięcia na inne. W ten sposób napięcie z sieci wysokiego napięcia przemieniane jest na napięcie niskie, do którego dostosowywane są odbiorniki wykorzystywane w systemach inteligentnego domu. Dzięki transformatorom, możliwe staje się dopasowanie parametrów zasilania do wymagań tych odbiorników. Wszystko to gwarantuje utrzymanie stabilnego zasilania urządzeń.

Wymienić możemy różne rodzaje transformatorów. Poniżej wskazujemy kilka z nich.

  • Transformator jednofazowy – wykorzystywany powszechnie do zasilania urządzeń RTV i AGD. Znaleźć można go również w systemach pomiarowych, sygnalizacyjnych i ochronnych.
  • Transformator trójfazowy – stosowany w systemach prądu wielofazowego, najczęściej w przemyśle.
  • Transformator energetyczny – służy do obniżania napięcia w sieciach energetycznych, a także do rozdziału energii i jej transportu liniami mniejszych napięć, by ta trafiła do odbiorców końcowych. Transformatory energetyczne występują w różnych odmianach – wymienić można między innymi transformator sieciowy mocy, blokowy, suchy (chłodzony powietrzem) i olejowy (chłodzony olejem).
  • Transformator toroidalny – urządzenie wykorzystywane do zasilania halogenowych systemów oświetleniowych.
  • Transformator bezpieczeństwa – zasilają odbiorniki małej mocy poprzez obniżanie napięcia do poziomu 24 V.

Budowa i zasada działania transformatora

Skoro wiemy już, czym jest i do czego służy transformator, możemy skupić się na jego budowie. Składa się on przeważnie z uzwojeń wykonanych z miedzi lub aluminium, a także ze stalowego rdzenia, który pełni funkcje obwodu przewodzącego strumień magnetyczny. Budowa rdzenia opiera się na kolumnach, na które nawinięte zostają cewki i łączące je jarzma. Do tego dochodzą blachy nakrzemione, gwarantujących zmniejszenie ewentualnych strat energii.

Wspomniane uzwojenia dzielą się na pierwotne i wtórne. Pierwsze pobierają energię, a drugie przekazują ją do odbiornika. Są one oddzielane izolacją podstawową lub wzmocnioną )w przypadku transformatorów separacyjnych).

Uzwojenie pierwotne w transformatorze jest podłączane do źródła prądu przemiennego. Podczas jego przepływania, dochodzi do powstania zmiennego pola magnetycznego. Strumień pola jest następnie przewodzony przez rdzeń transformatora i przepływa przez uzwojenia wtórne. Następuje w nich zmiana strumienia pola magnetycznego, co prowadzi do zjawiska indukcji elektromagnetycznej. Tak dostosowane napięcie przekazywane jest do odbiornika.

Transformator – zastosowanie

W systemach inteligentnego domu wykorzystywane są transformatory małej mocy. Służą one do zasilania urządzeń elektronicznych i elektrycznych niewymagających filtrowanego napięcia zasilającego, niezależnego od zmian napięcia sieci. Dzięki temu można jest użyć także w automatyce domowej.

Stosowane transformatory są zróżnicowane pod względem napięcia wyjściowego (np. 8, 12 lub 24 V), a także użytych zabezpieczeń. Mogą być to pozystory PTC czy też bezpieczniki termiczne chroniące przed przekroczeniem określonej temperatury.

Źródło: F&F – system inteligentnego domu