Rozwój samych transformatorów jest znacznie wolniejszy, jeśli spojrzymy na ich zasadę działania czy wykorzystywane materiały, ale staje się widoczny, jeśli zwrócimy uwagę na ich obudowy oraz różne ułatwienia dla montażystów i projektantów.

Początkowo montaż transformatorów na szynę polegał na zamocowaniu w standardowym transformatorze EI specjalnego adaptera umożliwiającego montaż na szynie. Do dzisiaj takie rozwiązanie wykorzystywane jest w niskobudżetowych instalacjach. Z czasem jednak okazało się, że taki sposób montażu jest niewygodny. Przez adapter transformator mocno odstawał od szyny i znacznie odbiegał wymiarami od innych urządzeń, a jego waga i odsunięty środek ciężkości oddziaływały dużym momentem siły na zaczepy szyny montażowej wpływając negatywnie na ich trwałość. Oprócz tego, taki transformator wymagał odrębnego aparatu w postaci gniazda na bezpiecznik. Takie rozwiązanie nie było zbyt optymalne również pod względem cieplnym, a co za tym idzie ograniczało, bardziej niż późniejsze rozwiązania, możliwe do osiągnięcia moce.

Kolejnym etapem konstrukcyjnym była adaptacja istniejących na rynku obudów, które umożliwiały zmianę pozycji transformatora względem szyny, poprawę jego chłodzenia przez zalewanie żywicą oraz zamocowanie zabezpieczenia. Przykładem takiego rozwiązania jest seria transformatorów PSZ. Niestety również to rozwiązanie nie zaspokajało wszystkich potrzeb rynku, ponieważ wymiary jakie osiągały takie transformatory, niejednokrotnie przeszkadzały innym aparatom. Presji nie poddały się jednak wykonania większych mocy, które nadal są używane, co więcej, pojawiają się też nowe, ciekawe wersje obudów, jak np. w serii transformatorów PTM.

Wzrost sygnałów z rynku o potrzebie zmiany, zmobilizował producentów do tworzenia własnych, dedykowanych obudów. Tak powstały transformatory z serii PSS. Ta linia produktów zdobyła bardzo szybko uznanie w skali europejskiej. Ich budowa i parametry zbliżyły się całkowicie do stawianych wtedy oczekiwań, a obudowy wyprzedzały ówczesny design przemysłowy. Z wymiarów zadowoleni byli instalatorzy, projektantów cieszyła duża liczba gabarytów mocy, czy też wbudowane we wnętrzu obudów gniazda bezpiecznikowe, które to zwalniały ich z konieczności zabezpieczania transformatorów dodatkowym zewnętrznym aparatem.

Transformatory tej serii nadal mają powodzenie, jednak rynek „nie śpi” i szybko okazało się, że aparaty na szynę wykreowały swój własny standard wymiarowy. Wszechotaczające nas zabezpieczenia typu „S”, mnogość obudów dopasowanych do nich maskownicami itp., spowodowały presję, by dopasowywać kształt i wymiary urządzenia do nowych standardów. Za jednostkę zajętości szyny przyjęto „moduł”, który oznacza szerokość standardowej „S-ki”. Konstruktorzy i projektanci transformatorów, we współpracy z nowo powstałymi firmami zajmującymi się „designem przemysłowym”, podjęli się ponownego spojrzenia na transformator na szynę. Uwzględniono szereg oczekiwań, m.in.: wymiary, łatwość montażu i demontażu, wielkości gabarytów mocy, łatwość przyłączania przewodów, skuteczność oddawania ciepła, bezobsługowość zabezpieczeń czy też możliwości dalszego rozwoju w kierunku dodatkowych uzwojeń i odczepów napięciowych. Po uwzględnieniu wszystkich wymienionych, a także innych, nie podanych wyżej kryteriów, powstała seria transformatorów PSS N. Czym wyróżniają się te urządzenia na tle konkurencji?

Zacznijmy od tego, że seria PSS N zawiera następujące moce gabarytowe: 16-20-30-50-63-80VA. W dziedzinie całej rozpiętości mocy wykonań transformatorów niskiego napięcia jest to dość skromny przedział, ale za to absolutnie wystarczający do zastosowań na szynie DIN. Na szczególną uwagę zasługuje natomiast kwestia zabezpieczeń zastosowanych w serii PSS N. Wcześniej do zabezpieczania takich transformatorów służyły bezpieczniki topikowe, jednak z racji wymaganych tu małych wartości prądu musiałyby to być tzw. bezpieczniki „radiowe” – takie używane są w serii PSS. Niestety obsługa tego typu bezpieczników przysparza wielu problemów, zwłaszcza w sytuacji gdy bezpiecznik się przepali i trzeba go wymienić. Z tego powodu postanowiono, że w nowej serii zostanie wbudowane zabezpieczenie termiczne na bazie elementu PTC. Właściwości takiego elementu byłyby jednak niewygodne, gdyby był on zainstalowany na stronie pierwotnej transformatora, ponieważ aby transformator powrócił do stanu pracy, oprócz jego ostygnięcia wymagane byłoby odłączenie jego zasilania na kilka sekund. Z tego powodu zabezpieczenie PTC znajduje się na stronie wtórnej. Przeciążenie trwale blokuje transformator uniemożliwiając jego ponowne załączenie bez zdjęcia zasilania, a więc daje szansę na bezawaryjne usunięcie błędu, natomiast zwarcie za transformatorem blokuje urządzenie do czasu jego usunięcia. A co jeśli zwarcie powstanie w samym uzwojeniu pierwotnym? Producent zadbał o to, by taka sytuacja nie miała miejsca dzięki zastosowaniu odpowiedniej klasy izolacji drutu nawojowego.

Seria PSS N zdobywa zwolenników w całej Europie szybciej, niż się tego spodziewano, co potwierdza słuszność decyzji konstrukcyjnych i projektowych. Czy to koniec rozwoju? Z pewnością nie. Na razie nie wiadomo czego rynek będzie oczekiwał. Być może indywidualności kolorystycznej, być może odejścia od standardów napięciowych w celu minimalizacji zużycia energii. Pytanie o przyszłe oczekiwania i kierunki rozwoju są czymś normalnym w biznesie. Jedno jest pewne – będzie ciekawie.

Mgr inż. Krzysztof Majewski

Zespół zasilaczy umożliwia płynną, dokładną i niezależną regulację napięć AC i/lub DC na pięciu odrębnych wyjściach. Wszystkie wyjścia są separowane od sieci oraz między sobą, co gwarantuje bezpieczną pracę operatorów.  Wyposażony został w wysokiej klasy mierniki cyfrowe, co pozwala zakwalifikować zestaw do prac badawczych. W urządzeniu zastosowano szereg innowacyjnych rozwiązań odnoszących się do znaczącej poprawy rozdzielczości nastaw, szybkości zmian nastaw na wyjściach DC w kierunku obniżania, a także ergonomii.

Parametry techniczne zestawu:

– Zasilanie 3x400V+N

– Moc nominalna ciągła: 21800W

– Moc nominalna pozorna: 22500VA

– Wyj1:

• Zakres1 : 80-150VDC 72A(praca ciągła)
•  Zakres2 : 170-275VDC 72A(praca ciągła)
• Spadek napięcia wyj1. przy 20A <=3%
• Woltomierz + Amperomierz, cyfrowe
• Wybór zakresu dwoma przełącznikami
• Zakresy dodatkowe 65-168 oraz 188-260 VDC 72A
• Zakresy regulacji VDC podane dla prądu 72Az tolerancją +-2V
• Załączanie wyjścia zasilacza – za pomocą przycisków

– Wyj2 : 0-250VAC 1faz min 2A

– Wyj3 : 0-250VAC 1faz min 2A

– Wyj4 : 0-250VDC min 2A

– Wyj5 : 0-250VDC min 2A Rys. poglądowy

– Wyj 2..5 niezależnie regulowane, każde z woltomierzem cyfrowym

– Wyj6 : Tester ciągłości obwodu na prądzie AC (Dioda + piszczyk), niski prąd, niskie napięcie (separacja)

– Załączanie i wyłączanie wyjść 2-6 za pomocą wyłączników podświetlanych

– Separacja od sieci zasilającej – brak możliwości porażenia prądem doziemnym

– Wyłącznik bezpieczeństwa

– Zabezpieczenie nadmiarowo-prądowe na wejściu + zabezpieczenia poszczególnych wyjść

– Urządzenie mobilne na kołach

– Uchwyty do przemieszczania i zwijana sznura sieciowego

– Sznur sieciowy 20mb z wtyczką 3faz 32A

– Wskaźniki załączenia poszczególnych wyjść

– Wyprowadzenia na zaciski laboratoryjne

– Masa całkowita ok. 280kg

Pisaliśmy już o tym, czym jest stan jałowy transformatora i dokładnie przyjrzeliśmy się stanowi jego obciążenia. 

Stan zwarcia pomiarowego transformatora to stan, który polega na zasileniu transformatora takim napięciem, by w zwartej stronie wtórnej popłynął prąd znamionowy.

Więcej informacji o cechach i rodzajach tych urządzeń można znaleźć tutaj.

Dławiki sieciowe to urządzenia dedykowane do pracy w obwodach zasilania przekształtników, szczególnie w układach napędowych. Wspólną cechą przetwarzania energii elektrycznej za pomocą urządzeń energoelektronicznych są odkształcenia prądu od sinusoidy, oraz częste łączenia obwodów.
Rodzi to szereg zjawisk i potrzeb:

• komutacyjne przepięcia na indukcyjnościach współpracującego transformatora,
• generowanie wyższych harmonicznych prądu,
• generowanie zakłóceń elektromagnetycznych,
• potrzebę ograniczenia szybkości narastania prądu w celu ochrony struktur półprzewodników,
• potrzebę ograniczenia mocy rozruchowych.

Firma Breve-Tufvassons oferuje dwa typoszeregi dławików sieciowych o nominalnym spadku napięcia 4% dla 3f-400V, i 1f-230V.
Dławiki są zbudowane na bazie rdzeni składanych z kształtek EI oraz 3UI, ze szczeliną powietrzną i o uzwojeniach miedzianych nawiniętych na jednolitych korpusach izolacyjnych.
Podwójna impregnacja próżniowa zapewnia dużą wytrzymałość mechaniczną i ochronę klimatyczną.

Dławiki są wykonane w stopniu ochrony IP00 i cieplnej klasie izolacji ta40B lub ta40F. Ich maksymalne napięcie obwodu to 750V.

W ofercie Breve są dławiki sieciowe jednofazowe D1N oraz trójfazowe dławiki sieciowe D3N.

mgr inż. Krzysztof Majewski
Kierownik Działu Handlowego
Breve-Tufvassons

Transformator służy do zmiany przemiennego napięcia o danej wartości na napięcie przemienne o innej wartości, przy zachowaniu tej samej częstotliwości. Szczególnym przypadkiem są transformatory, które nie zmieniają wartości napięć, ale wówczas służą do galwanicznego odseparowania zasilanego urządzenia od energetycznej sieci zasilającej.

Istnieje szereg reguł i praw z dziedziny elektrotechniki, które mają zastosowanie w konstrukcji transformatorów. Jedną z bardziej zaawansowanych teorii, od której można zacząć tłumaczyć zjawiska zachodzące w procesie transformacji napięcia, są równania Maxwella. Z ich interpretacji oraz uproszczeń wynikają również inne prawa i reguły, z którymi można spotkać się w literaturze dotyczącej elektrotechniki. Są to chociażby:

Często pojawiają się pytania o transformatory separacyjne. Separacyjne  to te transformatory, w których napięcie wyjściowe jest najczęściej równe napięciu wejściowemu. Posiadają one separację galwaniczną między uzwojeniem pierwotnym i wtórnym.

W typowych rdzeniach, uzwojenie nawinięte na środkowej kolumnie wytwarza strumień, którego droga zamknięcia się jest inna niż w pozostałych, co musi być uwzględnione w procesie projektowania.

Na poniższym rysunku pokazano w uproszczony sposób konstrukcję transformatora trójfazowego.

Podstawowe informacje o tym, jak działa transformator wyjaśniliśmy w poprzednim artykule.  Warto jednak rozwinąć kilka kolejnych pojęć i zależności, aby jeszcze lepiej zrozumieć funkcjonalności, sposoby działania i budowę tego typu urządzeń.

Jak wiemy, transformator składa się z rdzenia, na którym nawinięte są uzwojenia pierwotne i wtórne.

Do zacisków uzwojenia pierwotnego przyłożone jest napięcie przemienne U1, które wywołuje przepływ prądu w cewce uzwojenia pierwotnego o wartości I1.

Przemienny prąd elektryczny I1 wywołuje zmienne pole magnetyczne, którego linie sił zamykają się w rdzeniu ferromagnetycznym. Rdzeń ten jest dla pola magnetycznego znacznie lepszą drogą (czyli ma większą przenikalność magnetyczną) niż otaczające cewkę powietrze. Mówimy tutaj, że w rdzeniu przepływa strumień przemiennego pola magnetycznego.

Ten sam strumień przenika przez wnętrze cewki uzwojenia wtórnego indukując w nim siłę elektromotoryczną, która objawia się pojawieniem się przemiennego napięcia na zaciskach uzwojenia wtórnego (zjawisko indukcji elektromagnetycznej).

Ten sam strumień przenika również cewkę uzwojenia pierwotnego wywołując w niej siłę elektromotoryczną skierowaną przeciwnie do napięcia zasilającego (Reguła Lenza).

Strumień przemiennego pola magnetycznego jest wspólny dla obu uzwojeń, a indukowana siła elektromotoryczna jest taka sama dla każdego pojedynczego zwoju (Prawo przepływu), dlatego napięcie, jakie pojawi się na zaciskach strony wtórnej, zależy głównie od stosunku ilości zwojów w cewce uzwojenia pierwotnego i cewce uzwojenia wtórnego. W prosty sposób, przez różną liczbę zwojów obu uzwojeń otrzymujemy zmianę napięcia – czyli transformację.

Rys. 1

R1 i R2 – rezystancje uzwojeń
XΦ1 i XΦ2 – reaktancje rozproszenia strony pierwotnej i wtórnej odzwierciedlające te części strumienia magnetycznego, które zamykają się w przestrzeni nie obejmującej cewki drugiej (zamykające się głównie przez powietrze)
E1 i E2 – siły elektromotoryczne indukowane

Na podstawie podanych oznaczeń wprowadza się następujące podstawowe pojęcia:
n = Z1 / Z2 – przekładnia zwojowa

Jeżeli strumień magnesujący jest wspólny dla obu uzwojeń, to wiadomo, że będzie on w każdym zwoju indukował taką samą siłę elektromotoryczną. Stąd tą samą przekładnię można określić jako stosunek sił elektromotorycznych
n =  E1 / E2

Stosując podany wzór na przekładnię, możemy sprowadzić wartości elementów strony wtórnej z rys 2 na stronę pierwotną. Wówczas:
U’2 = nU2  ;  I’2 = I2/n  ;  R’2 = n2R2  ;  X’Φ2 =  n2 XΦ2

Dzięki czemu powstaje powszechnie stosowany schemat zastępczy transformatora.

Rys. 3:

Linią przerywaną zaznaczono możliwość wprowadzenia dodatkowej rezystancji RFe oznaczającej straty w rdzeniu, które powstają w skutek powstawania prądów wirowych. W praktyce często można tę rezystancję pominąć, gdyż zwykle  RFe >> Xμ

Analizując różne stany pracy transformatora na podstawie schematu z rys. 3 można poznać wiele istotnych własności transformatorów, o których z pewnością przeczytacie jeszcze na naszym blogu.

mgr inż. Krzysztof Majewski

Kierownik Działu Handlowego

Breve-Tufvassons

Jednym z ważnych elementów ocieplania budynków jest odpowiednie przycinanie styropianu. Istotne jest aby docinane płyty dolegały precyzyjnie jedna do drugiej. Cięcie mechaniczne np. piłą czy nożem powoduje wykruszanie się dużej ilości kuleczek styropianu, przez co rzaz jest bardzo postrzępiony. Przygotowane w ten sposób płyty po przyklejeniu na ocieplaną ścianę wymagają dodatkowego uszczelniania pianą poliuretanową aplikowaną z pistoletu, co wydłuża czas montażu i podnosi koszty.

Najważniejsze cechy PCS 250/9A:

• Zasilanie drutu tnącego napięciem bezpiecznym dla użytkownika.
• Zapewniona separacja od napięcia sieciowego 230V.
• Możliwość wygodnej i precyzyjnej regulacji temperatury drutu tnącego.
• Zabezpieczenie transformatora przed uszkodzeniem w wyniku zwarcia lub przeciążenia.
• Wygodny w obsłudze bezpiecznik automatyczny.
• Brak konieczności wymiany przepalonych wkładek bezpiecznikowych na nowe.
• Ergonomiczna zwarta konstrukcja.
• Wygodny i wytrzymały uchwyt do przenoszenia.
• Wytrzymały profesjonalny przewód zasilający.
• Wysoki stopień ochrony (IP44) zapewniający bryzgoszczelność transformatora.
• Sygnalizacja zasilania drutu tnącego podświetlanym wyłącznikiem.
• Wygodne gniazdo pozwalające na szybkie podłączanie drutu tnącego.
• Wtyczka załączona do zestawu.

Specyfikacja techniczna:
Napięcie zasilające: 230V
Napięcie wyjściowe regulowane: 20V – 22V – 24V – 26V – 28V
Częstotliwość: 50 Hz
Moc: 250W – max 9A