Трансформаторът е електрическо устройство с две или повече намотки, което чрез електромагнитна индукция преобразува система от променливо напрежение и ток. Променят се стойностите на напрежението и тока, но честотата остава непроменена. Основната му цел е предаване и разпределение на електрическа енергия между отделни вериги.

Разликите в конструкцията на трансформаторите се определят основно от тяхното предназначение. Съответните изисквания са установени в стандарт EN 61558 / IEC 61558.

Един от основните критерии за избор на трансформатор е изпълнението на изолацията между първичната и вторичната страна.

Трансформатори с двойна или подсилена изолация

Защитни трансформатори – Благодарение на конструкцията си, тези трансформатори се използват за реализиране на SELV системи в съотвествие със стандарт EN 61558-2-6

Изолационните трансформатори – прилагат се там, където правилата за изграждане на електрически инсталации или изискванията на оборудването изискват повишено ниво на електрическа безопасност, включително при реализиране на PELV или SELV системи в съотвествие със стандарт EN 61558-2-4

Трансформатори с базова изолация

Управляващи трансформатори – използват се за захранване на управляващи вериги, като осигуряват изходно напрежение и галванично разделяне съгласно EN 61558-2-2 предназначени са за приложения, при които няма необходимост от двойна или подсилена изолация съгласно EN 61558-2-1

Автотрансформатори – при тях няма галванично разделяне между първичната и вторичната страна, което позволява по-компактна конструкция и по-малки размери при същия капацитет. Използват се за захранване на машини и оборудване, работещи с напрежения, различни от мрежовото, съгласно EN 61558-2-13.

Дроселите са индуктивни компоненти, които ограничават токове, намаляват обратните смущения към мрежата и потискат нежелани хармоници. Чрез своите намотки и магнитопровод те съхраняват енергия под формата на магнитно поле и действат като честотно зависим импеданс спрямо променливия ток. Използват се в захранващи системи, честотни преобразуватели и различни индустриални приложения за осигуряване на стабилно захранване и защита на чувствителни електронни елементи.

Номиналните стойности са основните параметри, които определят характеристиките и предназначението на един трансформатор. Те включват, например:

• Номинално входно напрежение
• Номинално изходно напрежение
• Номинална мощност
• Номинална честота

В съвкупност тези стойности еднозначно описват работните условия и електрическите характеристики на трансформатора.

Изолационните материали се класифицират по тяхната топлинна устойчивост съгласно IEC 60085 и IEC 60216. Най-често използваните температурни класове са A (105°C), E (120°C), B (130°C), F (155°C) и H (180°C). Всички намотки се импрегнират с и се изпичат, което осигурява висока механична здравина, добра защита от влага и максимална изолационна надеждност. За магнитопроводите се използват висококачествени електротехнически силициеви ламели с цел постигане на висока ефективност и ниско тегло.

Трансформаторите се класифицират според способността си да издържат натоварвания и токове при късо съединение.

• Устойчиви на късо съединение – конструктивно осигурени така, че да не превишават допустимата температура дори при претоварване или късо съединение. След отстраняване на повредата трансформаторът продължава да работи нормално, без нужда от защитни устройства.
• Условно устойчиви на късо съединение – снабдени с вграден защитен елемент, който прекъсва или ограничава тока при възникнала неизправност. След възстановяване или подмяна на защитата трансформаторът се връща в нормална работа. Като защити се използват предпазители, термозащити, прекъсвачи или PTC елементи.
• Неустойчиви на късо съединение – изискват външно защитно устройство, което не е част от трансформатора и трябва да бъде осигурено в системата, в която той се използва.
• Fail-safe – трансформатори проектирани така, че при неправилна работа или възникване на неизправност да преминават в безопасно състояние и да се изключват необратимо, без да създават риск за потребителя или инсталацията.

Класовете на защита I, II и III представляват конструктивни категории, които определят степента на защита на електрическото оборудване срещу опасни токове при повреда или утечка (токов удар).

Клас на защита I – трансформатор, при който защитата срещу токов удар не се основава само на основна изолация, а се осигурява допълнително чрез присъединен защитен проводник (PE).

Клас на защита II – трансформатор, при който защитата не се базира единствено на основна изолация, а е реализирана чрез двойна или подсилена изолация. Устройствата от този клас нямат клема за защитен проводник

Клас на защита III –  Оборудване, захранвано от SELV (Safety Extra-Low Voltage), при което не се генерират напрежения, по-високи от SELV.

Номиналната околна температура е най-високата температура на въздуха, при която електрическо устройство или компонент (напр. трансформатор, дросел, филтър) може да работи непрекъснато при нормални условия. Това е температурата на въздуха в непосредствената му среда. При околна температура над 40°C номиналната мощност трябва да бъде намалена съгласно следната таблица.

Номиналната честота е честотата, за която трансформаторът е проектиран да работи при нормални условия. Освен ако не е договорено друго, трансформаторите се проектират за работа при 50–60 Hz и са напълно подходящи за мрежи в този честотен диапазон. При необходимост могат да се проектират и трансформатори за работни честоти до 1kHz.

Номиналната мощност се отнася за режим на непрекъсната работа (DB). При приложения с по-кратки периоди на натоварване – прекъсната работа (AB) – в много случаи може да се използва трансформатор с по-ниска номинална мощност. Работният режим ED определя съотношението между времето, през което трансформаторът е натоварен, и общото време на работа. За да се избегне прекомерно повишаване на температурата, продължителността на този работен период не трябва да надвишава 10 минути. Посочените корекционни коефициенти определят допустимото намаляване на мощността спрямо режима на непрекъсната работа.

Работният режим ED се определя по формулата:

ED % = [време на работа / (време на работа + време на пауза)] × 100 %

Пример:

• Необходима мощност: 200 VA
• Време на работа: 6 минути
• Време на пауза: 4 минути

Изчисление:
ED = 6 / (6 + 4) × 100% = 60%

За избор на подходящ трансформатор се използва коефициент:
200 VA × 0.77 = 154 VA

Степента на защита IP определя нивото на защита, което корпусът или обвивката на електрическо оборудване осигуряват срещу достъп до опасни части, проникване на твърди частици и вода.

Степента се обозначава с IP код, съставен от две цифри:

• Първата цифра (0–6) указва защитата срещу докосване и проникване на твърди частици;
• Втората цифра (0–8) указва защитата срещу проникване на вода.