Всем известно, что преобразование за счет электромагнитной индукции, одной системы переменного тока в другую происходит с помощью трансформатора. Трансформаторы бывают нескольких видов. Рассмотрим пиковые трансформаторы, их принцип действия и устройство.
Устройство
Для осуществления регулировки управляемых вентилей необходимо иметь импульсы резко заостренной или пикообразой формы. Пик-трансформатор — двухобмоточное устройство с сильнонасыщенным сердечником — проводит преобразование напряжения синусоидальной формы в импульсное напряжение с изменяющейся через каждые 0,5 периода полярностью.
Простейшая конструкция пикового трансформатора представляет собой магнитопровод переменного сечения. На участке магнитопровода, имеющего большое поперечное сечение располагается первичная обмотка, тогда как вторичная обмотка находится на на участке с меньшим. Используют пик-трансформатор в установках высокого напряжения в ряде устройств автоматики, главным образом в роли генератора импульсов.
Принцип действия
Через активное сопротивление первичную обмотку пик-трансформатора подключают к сети переменного тока. При этом по первичной обмотке пик-трансформатора протекает ток синусоидальной формы. Магнитный поток по синусоиде остается неизменным, в связи с тем, что его возрастание пропорционально току происходит только при малых его значениях, когда сердечник не насыщен. Кривая изменения потока в данном случае имеет плоскую форму, тогда как во вторичной обмотке происходит непосредственное индуцирование пикообразного напряжения. В то время, когда магнитный поток и ток проходят через нулевое значение и имеют максимальную скорость, возникает пик напряжения. Если включить индуктивное сопротивление в цепь первичной обмотки, пик напряжения возникнет при прохождении напряжения через максимум.
В пик-трансформаторах, имеющих магнитные шунты, отсутствует отдельная индуктивная катушка, следовательно производство таких трансформаторов требует значительно меньше сплава для изготовления сердечника.
Пик-трансформаторы, которые имеют стержневой тип достаточно просты в конструкции, требуют небольшого расхода меди для осуществления обмоток и принципиальных условий для охлаждения.
В пик-трансформаторе, в которых фаза вторичного напряжения регулируема, при соизмерении длины главных стержней нужно предусмотреть место для расположения дополнительной регулировочной обмотки и добавочных магнитных шунтов.
При осуществлении нагрузки пик-трансформатора из-за наличия магнитных шунтов и под воздействием вторичного тока происходит смещение вторичного потока, т.е. отставание от первичного потока. Первичный поток — это геометрическая сумма потоков (вторичного и суммарного), которые проходят через магнитные шунты, а также торцы окна сердечника. Наряду с этим, при осуществлении холостого хода трансформатора, первичный поток — это уже алгебраическая сумма данных потоков. При этом значение кривой вторичного потока, когда происходит прохождение через нулевое значение, увеличивается, и зубец пика кривой вторичного напряжения будет высоким и узким.
Осталось указать, что потери в пик-трансформаторе сосредоточены непосредственно в стали сердечника, а также в в первичной и регулировочной обмотках.
