Moči transformatorjiIgrajte ključno vlogo na področju prenosa električne energije in napajanja opreme. Opazovani uporabniki lahko opazijo, da so napajalni transformatorji vedno "seznanjeni" z izmeničnim tokom (AC) in redko komunicirajo z neposrednim tokom (DC). Katera tehnična logika stoji za tem pojavom?
Jedro delovanja moči transformatorjev temelji na elektromagnetni indukciji. V glavnem so sestavljeni iz železovega jedra (ali magnetnega jedra) in primarnih in sekundarnih tuljav. Ko AC preide skozi primarno tuljavo, periodične spremembe v razsežnosti in smeri toka ustvarijo podobno periodično magnetno polje okoli tuljave. Po Faradayjevem zakonu elektromagnetne indukcije spreminjajoče se magnetno polje inducira elektromotivno silo v sekundarni tuljavi in tako doseže napetostno transformacijo. Na primer, pri mestnem prenosu električne energije se AC, ki ga ustvarjajo elektrarne, povečajo do ultra visoke napetosti s stopničnimi transformatorji, da se med prenosom na dolge razdalje zmanjša izgube energije. Ko električna energija doseže območja v bližini končnih uporabnikov, se s stopnjami spuščanja napetosti znižajo na ravni, primerne za stanovanjske in industrijske aplikacije.
DC na drugi strani ohranja smer in velikost konstantnega toka. Ko se DC nanese na primarno tuljavo električnega transformatorja, lahko ustvari le stabilno, nespremenljivo magnetno polje. Vendar stabilno magnetno polje ne more sprožiti elektromotivne sile v sekundarni tuljavi, kar onemogoči pretvorbo napetosti. Poleg tega lahko konstanten DC povzroči nasičenje železovega jedra transformatorja. Ko jedro nasiči, induktivnost transformatorja močno pade, magnetizirajoči tok se znatno poveča in na koncu se transformator močno pregreje, kar potencialno izgoreva tuljave in poškoduje opremo. Obstajal je primer, ko je tovarna napačno povezala vir napajanja DC s transformatorjem. V samo nekaj minutah je transformator kadil zaradi pregrevanja in ga je bilo treba nujno zamenjati, kar je povzročilo visoke stroške vzdrževanja in motilo normalno proizvodnjo.
Seveda v nekaterih posebnih aplikacijah, čeprav se morda zdi, da transformator obravnava DC, v resnici se za pretvorbo DC v AC uporablja inverter vezje, nato pa se transformator uporablja za napetostno transformacijo. Na primer, v sistemih sončne fotonapetostne proizvodnje električne energije je treba DC, ki ga ustvarijo sončni paneli, pretvoriti v AC z pretvornikom, preden ga lahko transformator stopi ali navzdol in vgrajen v omrežje AC.
Z nenehnim razvojem tehnologije energije, čepravmoči transformatorjiTrenutno ostajajo pretežno združljivi z AC, znanstveniki raziskujejo nove tehnologije in materiale, s katerimi lahko prebijejo tradicionalne omejitve in omogočajo učinkovito delovanje transformatorjev v DC okolju. Vendar trenutno globoko razumevanje tesnega razmerja med transformatorji moči in AC ne samo, da inženirji optimizirajo modele elektroenergetskega sistema, ampak tudi pomagajo navadnim uporabnikom pri pravilni uporabi električne opreme, pri čemer se izognejo morebitnim nevarnostim varnosti in gospodarskim izgubam, ki jih povzroča napačno delovanje.