Erotusmuuntaja on turvallinen virtalähde. Sitä käytetään yleensä koneiden huollossa ja korjauksessa, ja se tarjoaa suojausta, salamanvaroa ja suodatusta.
Erotusmuuntajan periaate on sama kuin tavallisen muuntajan. Molemmat hyödyntävät sähkömagneettista induktiota. Erotusmuuntaja (mutta ei kaikki) on yleensä 1:1-muuntaja. Koska toissijainen käämi ei ole kytketty maahan, toissijaisen johtimen ja maan välillä ei ole potentiaalieroja, mikä tekee siitä turvallisen käyttää. Sitä käytetään yleisesti huoltovirtalähteenä.
Säätömuuntajien ja tyhjiöputkilaiteiden virtalähteet ovat myös eristysmuuntajia. Esimerkiksi tyhjiöputkivahvistimet, tyhjiöputkoradiot ja oskilloskoopit sekä esimerkiksi kiertosorvin säätömuuntajat käyttävät kaikki eristysmuuntajia. Esimerkiksi 1:1-eristysmuuntajaa käytetään yleisesti turvallisesti värillisten TV-laitteiden huollon aikana. Sitä käytetään myös ilmastointilaitteissa.
Yleensä käyttämämme vaihtovirtalähteen jännite on sellainen, että toinen johtimesta on kytketty maahan ja toisen johtimen ja maan välinen potentiaaliero on 220 V. Kosketus tähän voi aiheuttaa sähköiskun. Eristysmuuntajan toissijaispuolella taas ei ole maadoitusta, eikä sen kahden johtimen ja maan välillä ole potentiaalieroa. Siksi henkilö ei saa sähköiskua, vaikka koskisi mitä tahansa johtimista, mikä tekee siitä turvallisemman.
Toiseksi, eristävän muuntajan tuloterminalit ja lähtöterminalit ovat täysin »eristettyjä« toisistaan. Tämä suodattaa tehokkaasti muuntajan tuloa (verkosta tuleva jännite), mikä tarjoaa hyvän suodatusvaikutuksen syöttövirtalähteelle. Näin se tarjoaa puhdasta jännitettä sähkölaitteille.
Toinen sovellus on häiriöiden estäminen. Sitä voidaan käyttää laajalti esimerkiksi metroissa, korkeissa rakennuksissa, lentokentillä, asemilla, satamissa, teollisuus- ja kaivosteollisuuden yrityksissä sekä tunnelien sähköjakelujärjestelmissä.
Erotusmuuntaja on muuntajatyyppi, jossa syöttökelan ja tulokselan välillä on sähköinen eristys. Sitä käytetään estämään vaara, joka voi syntyä sattumalta kosketettaessa jännitteisiä osia (tai metalliosia, jotka voivat tulla jännitteisiksi eristyksen pettäessä) ja maata. Sen toimintaperiaate on sama kuin yleisellä kuivalla muuntajalla, joka myös perustuu elektromagneettiseen induktioon. Se erottaa pääsähköpiirin ja leijuu toissijaisen piirin suhteen maahan varmistaakseen sähköturvallisuuden.
Toiminto
Erityisesti eristävän muuntajan päätehtävät ovat: eristää täysin ensi- ja toissijaisen puolen sähkökomponentit toisistaan sekä eristää koko piiri. Lisäksi hyödyntämällä ytimen korkeataajuista häviöominaisuutta se voi hillitä korkeataajuisten kohinasyötteiden siirtymistä ohjauspiiriin. Eristävän muuntajan käytön avulla toissijainen puoli on kelluva maadoituksen suhteen, ja tätä voidaan käyttää ainoastaan tilanteissa, joissa teholähteen alue on pieni ja johtimen pituus lyhyt. Tällöin järjestelmän maakapasiteettivirta on niin pieni, ettei se aiheuta vaaraa ihmiselle. Toinen erinomainen tehtävä on suojata henkilöiden turvallisuutta! Eristetään vaaralliset jännitteet.
Sähköverkon jatkuvan kehityksen myötä muuntajat, jotka ovat keskeisiä laitteita sähköverkossa, saavat yhä tärkeämmän aseman. Niiden turvallinen toiminta vaikuttaa suoraan koko sähköverkon toiminnan luotettavuuteen. Muuntajan käämien muodonmuutokset viittaavat aksiaalisesti ja säteittäisesti tapahtuviin koko- ja paikkausmuutoksiin sekä käämien kiertoon, kun käämit altistuvat voimavaikutukselle. Muuntajien käämien muodonmuutosten pääsyyt ovat kaksi: ensinnäkin muuntajat joutuvat välttämättä kokeilemaan ulkoisia oikosulkuvikoja käytön aikana; toiseksi muuntajia voi törmätä tai muulla tavoin vahingoittaa kuljetuksen ja nostotoimenpiteiden aikana.
Teho
Muuntimen ytimen magneettivuo liittyy käytettyyn jännitteeseen. Tyhjäkäyntivirta ei kasva kuorman kasvaessa. Vaikka ydin ei tästä syystä saturoituisikaan, käämien resistanssitappio kasvaa ja ylittää nimelliskapasiteetin. Koska käämien tuottama lämpö ei pääse hajoamaan ajoissa, käämit vahingoittuvat. Jos käämit valmistetaan suprajohtavista materiaaleista, virran kasvu ei aiheuta lämmönmuodostumista, mutta vuotomagneettikentät aiheuttavat edelleen impedanssia muuntimessa. Virran kasvu johtaa lähtöjännitteen laskuun. Mitä suurempi virta, sitä pienempi lähtöjännite. Siksi muuntimen lähtöteho ei voi olla ääretön. Jos muuntimella ei olisi impedanssia, sen läpi kulkeva virta aiheuttaisi erittäin suuren sähkömagneettisen voiman, joka voisi helposti vahingoittaa muuntimen käämejä. Vaikka teho olisikin ääretön, sitä ei voitaisi käyttää. Voidaan ainoastaan sanoa, että suprajohtavien ja ytimen materiaalien kehityksen myötä saman tilavuuden tai painon omaavan muuntimen lähtöteho kasvaa, mutta se ei ole ääretön!
EN
