Трансформатори на моќностИграјте клучна улога во областа на пренос на електрична енергија и напојување со опрема. Корисниците на набудувачи можат да забележат дека трансформаторите на електрична енергија се секогаш „спарени“ со наизменична струја (AC) и ретко комуницираат со директна струја (DC. Која техничка логика лежи зад овој феномен?
Основниот принцип на работа на трансформаторите на електрична енергија се заснова на електромагнетна индукција. Тие главно се состојат од железо јадро (или магнетно јадро) и примарни и секундарни калеми. Кога AC минува низ примарната калем, периодичните промени во големината и насоката на струјата генерираат слично периодично магнетно поле околу серпентина. Според законот за електромагнетна индукција на Фарадеј, променливото магнетно поле предизвикува електромотива сила во секундарната калем, со што се постигнува напонска трансформација. На пример, во урбаното пренесување на електрична енергија, AC генерирана од електрани е засилена на ултра-високиот напон преку чекор-трансформатори за да се намалат загубите на електрична енергија за време на преносот на долги растојанија. Кога електричната енергија достигнува области во близина на крајните корисници, чекор-надолу трансформатори се користат за намалување на напонот на нивоа погодни за станбени и индустриски апликации.
DC, од друга страна, одржува постојана струја насока и големина. Кога DC се применува на примарната калем на трансформаторот на моќност, може да генерира стабилно, непроменливо магнетно поле. Како и да е, стабилното магнетно поле не може да предизвика електромотива сила во секундарната калем, што ја прави конверзијата на напон невозможно. Покрај тоа, постојан DC може да предизвика заситување на железото јадро на трансформаторот. Откако јадрото се заситува, индуктивноста на трансформаторот нагло паѓа, магнетизирачката струја значително се зголемува, а на крајот, трансформаторот се прегрева сериозно, потенцијално ги согорува калемите и ја оштетува опремата. Имаше случај кога фабриката погрешно го поврза DC изворот на енергија со трансформаторот. За само неколку минути, трансформаторот пушеше поради прегревање и мораше итно да се замени, што резултира во високи трошоци за одржување и нарушување на нормалното производство.
Се разбира, во некои специјални апликации, иако може да изгледа дека трансформаторот се справува со DC, всушност, се користи инвертерско коло за претворање на DC во AC прво, а потоа трансформаторот се користи за напон трансформација. На пример, во соларни фотоволтаични системи за производство на електрична енергија, DC генерирана од соларни панели треба да се претвори во наизменична струја од инверторот пред да може да се засили или надолу од трансформаторот и да се интегрира во решетката за напојување на наизменична струја.
Со континуиран развој на технологијата на електрична енергија, иакоТрансформатори на моќностВо моментов остануваат претежно компатибилни со AC, научниците истражуваат нови технологии и материјали за да ги пробијат традиционалните ограничувања и да им овозможат на трансформаторите да работат ефикасно во DC околини. Како и да е, во моментов, длабокото разбирање на блиската врска помеѓу трансформаторите на електрична енергија и AC не само што им помага на инженерите да ги оптимизираат дизајните на електроенергетскиот систем, туку исто така им помагаат на обичните корисници правилно да користат електрична опрема, избегнувајќи потенцијални безбедносни опасности и економски загуби предизвикани од неправилно работење.