Устройство и принцип действия однофазного трансформатора


Назначение, устройство и принцип действия однофазного трансформатора

Подробности
Категория: Электротехника и электроника

 Основные части трансформаторов - обмотки, осуществляющие электромагнитное преобразование энергии, и магнитопровод (магнитная система), выполненный из ферромагнитного материала и предназначенный для локализации магнитного потока и усиления электромагнитной связи обмоток.

Магнитопровод трансформаторов малой мощности изготавливают из листовой или ленточной электротехнической стали толщиной 0,1 - 0,35 мм.
В зависимости от конфигурации магнитопровода различают трансформаторы стержневого, броневого и кольцевого типов.
 
Рис.6.1.  Типы магнитопроводов трансформаторов
(1, 4 - броневые; 2, 5 - стержневые; 3, 6 - кольцевые)
Обмотка трансформатора - это совокупность витков, образующих электрическую цепь, в которой суммируются ЭДС витков.
Обмотки трансформаторов стержневого и броневого типов представляют собой катушки, намотанные из изолированного провода, в большинстве случаев медного, на изолирующий каркас или гильзу. Отдельные слои проводов изолируют друг от друга тонкой межслойной изоляцией из специальной бумаги или ткани, пропитанной лаками; между обмотками прокладывают более толстую межобмоточную изоляцию. Обмотки трансформатора, к которым электрическая энергия подводится, называют первичными, обмотки, от которых электрическая энергия отводится, - вторичными.
Повышение электрической прочности трансформаторов и их устойчивости к механическим и атмосферным воздействиям достигается путем пропитки обмоток изоляционными лаками или компаундами или заливкой трансформаторов в эпоксидную смолу. Стержневые трансформаторы имеют наилучшие условия охлаждения ввиду большой поверхности охлаждения обмоток. Броневые трансформаторы благодаря меньшему числу катушек имеют меньшие размеры и более просты в изготовлении. Кольцевые трансформаторы отличаются малыми потоками рассеяния и низким сопротивлением сердечника благодаря отсутствию воздушных зазоров на пути потока, но более сложны в изготовлении ввиду невозможности предварительной намотки обмоток вне магнитопровода.
 
Рис.6.4. Принцип действия трансформатора
Принцип действия рассмотрим на примере идеального трансформатора - трансформатор, у которого отсутствуют потери энергии на нагрев обмоток и потоки рассеяния обмоток. В идеальном трансформаторе все силовые линии проходят через все витки обеих обмоток, и поскольку изменяющееся магнитное поле порождает одну и ту же ЭДС в каждом витке, суммарная ЭДС, индуцируемая в обмотке, пропорциональна полному числу её витков. Такой трансформатор всю поступающую энергию из первичной цепи трансформирует в магнитное поле и, затем, в энергию вторичной цепи. В этом случае поступающая энергия равна преобразованной энергии:
P1 = I1•U1= P2 = I2•U2,
где
P1 - мгновенное значение поступающей на трансформатор мощности, поступающей из первичной цепи,
P2 - мгновенное значение преобразованной трансформатором мощности, поступающей во вторичную цепь.
Соединив это уравнение с отношением напряжений на концах обмоток, получим уравнение идеального трансформатора:


U2/U1 = N2/N1 = I1/I2
Таким образом получаем, что при увеличении напряжения на концах вторичной обмотки U2, уменьшается ток вторичной цепи I2.
Соотношение напряжений на входе и выходе трансформатора определяется в основном соотношением ЭДС взаимоиндукции в первичной и вторичной обмотках, которое называется теоретическим коэффициентом трансформации:
Kт = U1/U2 = N1/N2
Как видно, соотношение напряжений на обмотках трансформатора определяется соотношением чисел витков.
Для преобразования сопротивления одной цепи к сопротивлению другой, нужно умножить величину на квадрат отношения. Например, сопротивление Z2 подключено к концам вторичной обмотки, его приведённое значение к первичной цепи будет:
Z´1 = Z2•(N1/N2)2 .
Данное правило справедливо также и для вторичной цепи:
Z´2 = Z1•(N2/N1)2 .
На схемах трансформатор обозначается следующим образом:
 
Рис.6.5. Обозначение трансформатора на схеме
Центральная толстая линия соответствует сердечнику, 1 - первичная обмотка (обычно слева), 2,3 - вторичные обмотки. Число полуокружностей в каком-то грубом приближении символизирует число витков обмотки (больше витков - больше полуокружностей, но без строгой пропорциональности).
При обозначении трансформатора с несколькими первичными и/или вторичными обмотками точками указывают начало катушки.
Процесс передачи мощности с первичной на вторичную обмотку трансформатора сопровождается потерями части активной мощности. Мощность, называемая электрическими потерями, выделяется на активном сопротивлении обмоток при протекании по ним тока:
ΔPэ=I12•R1+I22•R2
где R1 и R2 - активные сопротивления обмоток.
Значение электрических потерь зависит от токов в обмотках, т.е. от режима нагрузки, поэтому электрические потери называют переменными потерями трансформатора.
Мощность ΔPм, называемая магнитными потерями, выделяется в магнитопроводе при прохождении по ней переменного магнитного потока. Она обусловлена наличием вихревых токов, наводимых переменным потоком, и явлением гистерезиса.
Значение ΔPм зависит от свойств материала магнитопровода, индукции в магнитопроводе и частоты его перемагничивания. Поток, а следовательно, и индукция не зависят от нагрузки, поэтому потери ΔPм называют постоянными потерями трансформатора. Так как потери на вихревые токи и гистерезис пропорциональны примерно квадрату индукции, то
ΔPм ~ U12.
Выделение части потребляемой трансформатором мощности в виде электрических и магнитных потерь приводит к нагреву трансформатора.

 

 

Смотрите также:

 

 

принцип действия и его устройство

Трансформаторами в электрике называют специальные электроустановки, которые передают переменный электрический ток из одной своей катушки к другой, которая не связана с первой электрическим способом. Сфера их применения крайне широка, поэтому следует разобраться, что это за прибор и каков принцип действия устройства однофазного трансформатора.

Что такое однофазный трансформатор

Электрическая установка, которая содержит две и более катушки, связанные индуктивно, называется трансформатором. Этот прибор способен преобразовывать электроток одной напряженности в переменный ток другой напряженности. На данный момент особой популярностью пользуются трехфазные и однофазные электротрансформаторы.

Схема простейшего однофазного трансформатора

Обычный однофазный прибор представляет собой замкнутый сердечник из ферромагнитного вещества, который обматывают первичной и вторичной катушками. Для снижения токов вихревого типа сердечник делают из тонких (пол-миллиметра) слоев специальной стали.

Обратите внимание! На схемах трансформаторов обычно применяют плюсовые направления всех значений, которые характеризуют процессы работы. Исходит это из того, что первичная катушка — это приемник энергии, а вторичная — источник.

Однофазный трансформатор NDK-50VA 230/24 IEC

Как работает однофазный трансформатор

Работа этого прибора заключается в следовании законам электромагнетизма. Во время подключения первой обмотки к питанию по ней начинает идти переменный ток, создающий в ферромагнитном сердечнике магнитные токи переменного знака. Когда этот поток замыкается в сердечнике, то он сцепляет первичную и вторичную катушки и производит в них электродвижущую силу, которая пропорциональна количеству витков катушки.

Важно! Когда по первичной катушке проходит ток, он создает с ее помощью магнитное поле, пронизывающее не только эту обмотку, но и вторичную.

Принцип работы и рассеивание магнитных волн

В чем его достоинства и недостатки

Любое электротехническое приспособление обладает рядом преимуществ и недостатков. Однофазные электрические трансформаторы этому не исключение. Достоинств у них больше, чем минусов. Основными из них являются:

  • обладают одним из самых больших коэффициентов полезного действия (КПД), который составляет 98 %;
  • отлично охлаждаются и обладают повышенной стойкостью к перегрузкам и кратковременным скачкам напряжения;
  • экологическая безопасность сухого вида. Масла в них нет, а значит, что окружающей среде ничего не может навредить даже после утилизации;
  • отсутствие нужды соблюдения особых противопожарных мер в местах установки трансформаторов;
  • сравнительно небольшие размеры, позволяющие устанавливать аппараты в небольшие отсеки.

Не лишены эти приборы и ряда недостатков, которые зависят от их вида и места применения:

  • сложное обслуживание, если аппарат масляный. Его регулярно нужно проверять на пробой и подтекание резиновых прокладок, замена которых достаточно сложная;
  • сухие однофазные приборы не переносят повышенную влажность, ветер, химические и физические воздействия, а также загрязнение;
  • высокая стоимость сухих трансформаторов по сравнению с масляными.
Обычный прибор для однофазных сетей

Конструкция однофазного трансформатора

Конструкция простейшего однофазного электрического трансформатора такова: замкнутый ферромагнитный стальной сердечник, находящийся внутри двух катушек (их может быть и больше). Та обмотка, которая соединена с источником электрической энергии, называется первичной. Катушка, соединенная с потребителем энергии, называется вторичной.

Обратите внимание! Все параметры и величины в таком приборе делятся на первичные и вторичные. Это зависит от того, где они наблюдаются (в той или иной обмотке) и на что влияют.

В процессе протекания по прибору электрического тока в первичной катушке возникают напряжение и сила намагничивания, возбуждающая поток магнитных волн в стальном сердечнике. Этот поток в первой катушке появляется благодаря силе самоиндукции, а во второй — взаимоиндукции.

Конструкция аппарата

Назначение однофазного трансформатора

Трансформаторные установки нашли широкое применение в различных электросетях. Они являются незаменимыми частями всей электрической системы. Все дело в том, что передача электроэнергии по сетям осуществляется при высоком напряжении (от 500 до 1000 кВ), а для перемещения той же мощности потребуется куда менее сильный ток, что ведет к снижению потерь. На станции с помощью трансформаторов повышают напряжение со стороны отправителя и уменьшают его со стороны получателя.

К сведению! Выше описаны силовые приборы, но есть и измерительные, сварочные трансформаторы. В некоторых приборах они используются для разделения цепи гальваническим методом. Электротрансформаторы относят к машинам, хотя они не имеют движущихся частей.

Коробка для подключения

Однофазный трансформатор имеет широкое распространение в электротехнике и электрических сетях. Благодаря своему простому строению и высокому КПД его зона применения расширилась от силовых установок до бытовых приборов.

Принцип действия трехфазного трансформатора | Русэлт

Трансформаторы – статические электромагнитные аппараты, с помощью которых возможно преобразовать переменный ток из одного класса напряжения в другой, при этом с неизменной частотой.

В энергосистемах трансформатор, который преобразовывает электроэнергию трехфазного напряжения, называют трехфазным силовым. Для передачи электроэнергии от генераторов электростанций к линиям электропередач (ЛЭП) применяют повышающие трансформаторы (они увеличивают класс напряжения), от ЛЭП к распределительным подстанциям и далее к потребителям – понижающие (они уменьшают класс напряжения).

Конструктивная особенность

Трехфазный трансформатор имеет основу – магнитный сердечник, собранный из трёх ферромагнитных стержней. На стержнях располагаются первичная обмотка высокого напряжения и вторичная обмотка низкого напряжения. Для соединения фаз первичных обмоток применяют схемы «треугольник» либо «звезда». Аналогичным способом соединения выполняются и вторичные обмотки.

На первичную обмотку подаётся электроэнергия из питающей сети, а на вторичную подключается нагрузка. Электроэнергия передаётся за счет электромагнитной индукции. Главная функция магнитопровода – обеспечить между обмотками магнитную связь. Магнитопровод изготавливают из тонких стальных пластин (так называемая, электротехническая листовая сталь). Чтобы сократить потери, стальные листы между собой изолируют, используя оксидную пленку или специальный лак.


Обмотки с магнитопроводом погружаются в бак, в котором находится трансформаторное масло. Оно одновременно выполняет функцию изоляции и охлаждающей среды. Такие трансформаторы называются масляными. Трехфазный трансформатор, у которого в качестве охлаждения и изоляции используется воздух, называют сухим. Недостаток масляных трансформаторов заключается в повышенной пожароопасности.

Принцип работы

Электромагнитная индукция является базовым явлением в работе трансформатора.

Из электрической сети подается питание к первичной обмотке, в ней появляется переменный ток, в магнитопроводе при этом образуется магнитный переменный поток. Как известно из физики, если поместить второй проводник в магнитное поле, в нем также появляется переменный ток. В качестве второго проводника в трансформаторе выступает вторичная обмотка. Таким образом, в ней появляется напряжение.

Разница между первичным и вторичным напряжением зависит от коэффициента трансформации, который определяется числом витков в обмотках.

Однофазный трансформатор - Реферат

5.   ОДНОФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР


5.1.   Назначение   и   принцип   действия   трансформаторов.

Трансформатором   называется   статическое   электромагнитное   устройство,   имеющее   две   или   большее   число   индуктивно   связанных   обмоток   и   предназначенное   для   преобразования   посредством   электромагнитной   индукции   систему   переменного   тока   с   одним   уровнем   напряжения   в   систему   переменного   тока   с   другим   уровнем   напряжения   при   неизменной   частоте.

Трансформаторы   по   назначению   подразделяются   на   две   основные   группы:   силовые   и   измерительные.

Силовые   трансформаторы   служат   для   передачи   и   распределения   электрической   энергии   для   различных   технологических   целей.   Электрические   станции   обычно   располагаются   вблизи   естественных   источников   энергии   и   вырабатывают   электрическую   энергию   напряжением   6   -   20   кВ.   Для   снижения   потерь   мощности   в   линиях   электропередачи   и   уменьшения   сечения   проводов   при   передаче   электроэнергии   на   дальние   расстояния   необходимо,   чтобы   электроэнергия   передавалась   при   больших   напряжениях   (50,   150,   220,   330,   500,   750,   550   кВ).   Поэтому   на   электростанциях   устанавливают   мощные   трансформаторы,   повышающие   напряжение,   причем   мощность   этих   трансформаторов   может   достигать   1   млн.   кВА.

Распределение   электроэнергии   между   городами   и   населенными   пунктами,   между   промышленными   предприятиями   и   учреждениями   городов,   а   также   между   цехами   предприятий   чаще   всего   осуществляется   по   воздушным   и   кабельным   линиям   при   напряжениях   220,   50,   35,   20,   10   и   6   кВ.   Следовательно,   во   всех   узлах   распределительных   сетей   необходимо   устанавливать   трансформаторы,   понижающие   напряжение.   Большинство   приемников   (потребителей)   электроэнергии   переменного   тока   работают   при   напряжениях   220,   380   и   660   В,   поэтому   в   местах   потребления   электроэнергии   также   необходимо   устанавливать   понижающие   трансформаторы.  

Измерительные   трансформаторы   используются   для   преобразования   уровня   напряжения   или   изменения   тока   в   измерительных   устройствах   для   подключения   приборов   учета   электроэнергии.

По   исполнению   (числу   обмоток)   трансформаторы   подразделяются   на   одно-,   двух-   и   многообмоточные.   К   однообмоточным   трансформаторам   относятся   автотрансформаторы,   у   которых   между   первичной   и   вторичной   обмотками   существует   не   только   магнитная,   но   и   электрическая   связь.   Двухобмоточные   трансформаторы   имеют   одну   первичную   и   одну   вторичную   обмотки,   которые   электрически   изолированы   друг   от   друга.   Многообмоточные   трансформаторы   имеют   одну   первичную   обмотку   и   несколько   вторичных   электрически   несвязанных   обмоток.   В   зависимости   от   числа   фаз   трансформаторы   бывают   однофазными   и   многофазными   (в   основном   трехфазными),   причем   число   фаз   первичной   обмотки   определяется   числом   фаз   источника   питания,   а   число   фаз   вторичной   -   назначением   трансформатора.

Трансформаторы,   предназначенные   для   повышения   напряжения   в   электрической   цепи,   называют   повышающими,   а   служащие   для   понижения   напряжения   -   понижающими.

На   рис.   5.1,а   изображена   электромагнитная   схема   однофазного   двухобмоточного   трансформатора,   а   на   рис.   5.1,б   -   его   условное   графическое   обозначение.   Трансформатор   состоит   из   двух   обмоток,   первичной   1   и   вторичной   3,   размещенных   на   замкнутом   ферромагнитном   магнитопроводе   2,   который   для   уменьшения   потерь   от   вихревых   токов   набран   из   листов   электротехнической   стали   толщиной   0,35-0,5   мм,   легированной   кремнием.   Магнитопровод   служит   для   усиления   магнитной   связи   между   обмотками   трансформатора,   т.   е.   для   уменьшения   магнитного   сопротивления   контура,   через   который   проходит   магнитный   поток   трансформатора.   В   воздушных   трансформаторах   малой   мощности,   применяемых   при   частотах   свыше   ~20   кГц,   ферромагнитный   магнитопровод   отсутствует,   так   как   практически   он   не   может   проводить   магнитный   поток   из-за   вытеснения   его   к   поверхности   магнитопровода.

Общее устройство однофазного двухобмоточного трансформатора. Электромагнитные процессы в цепи переменного тока с активным сопротивлением

Электромагнитные процессы в цепи переменного тока с идеальной катушкой индуктивности с ферромагнитным сердечником.

6.  Цепь переменного тока. Схема замещения и векторная диаграмма идеальной катушки индуктивности с ферромагнитным сердечником.

7.  Цепи переменного тока. Схема замещения и векторная диаграмма реальной катушки индуктивности с ферромагнитным сердечником.

8.  Принцип действия однофазного двухобмоточного трансформатора.

9.  Уравнения электрического и магнитного состояния.

10. Векторная диаграмма трансформатора.

11. Схема замещения трансформатора.

12. Трансформация трёхфазных токов (конструкции магнитопроводов, схемы соединения обмоток).

13. Схемы и группы соединения трансформаторов.

14. Нелинейность характеристики намагничивания и её влияние на электромагнитные процессы в трансформаторе (трёхфазная группа однофазных трансформаторов, соединённых по схемам D/Y, Y/D; трёхфазный стержневой трансформатор, схемы соединения Y/Y, Y/YН, Y/D, YН/D).

15. Несимметричные режимы работы трёхфазных трансформаторов. Условия анализа несимметричных режимов работы трансформаторов.

16. Трансформация несимметричных токов (соединение вторичной обмотки в звезду с нейтральным проводом, схемы соединения (Yн/Yн, D/Yн, Y/Yн; соединение вторичной обмотки в треугольник Yн/D).

17. Магнитные поля и ЭДС при несимметричной нагрузке.

18. Искажение симметрии первичных и вторичных  фазных напряжений при несимметричной нагрузке (схемы соединения D/Yн, Y/D, Y/Yн).

19. Опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатора.

20. Эксплуатационные характеристики трансформатора при нагрузке (внешние характеристики, КПД трансформатора, зависимость падения напряжения во вторичной обмотке трансформатора от характера нагрузки).

21. Параллельное включение трёхфазных трансформаторов.

22. Переходные процессы в трансформаторе при включении трансформатора в сеть.

23. Переходные процессы в трансформаторе при КЗ выводах вторичной обмотки.

24. Переходные процессы в трансформаторе при перенапряжениях.

25. Многообмоточные трансформаторы.

26. Автотрансформатор.

27. Измерительные трансформаторы тока и напряжения.

28. Трансформаторы для питания вентильных преобразователей.

29.  АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ. Общее устройство, особенности конструкций.

30. Принцип действия асинхронного двигателя.

31. МДС сосредоточенной катушки.

32. Пульсирующие и бегущие волны МДС.

33. ЭДС проводника обмотки. Скос пазов.

34. ЭДС витка, катушки. Укорочение шага обмотки.

35. ЭДС катушечных групп. Коэффициент распределения.

36. ЭДС фазы обмотки.

37. Обмотки машин переменного тока, общее устройство.

38. Однослойные обмотки.

39. Двухслойные обмотки.

40. Приведение электромагнитных процессов в асинхронной машине к трансформатору. Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя.

41. Трёхфазная асинхронная машины при неподвижном роторе.

42. Трёхфазная асинхронная машины при вращающемся роторе.

43. Приведение рабочего процесса асинхронной машины при вращающемся роторе к рабочему процессу при неподвижном роторе.

44. Т-образная схема замещения асинхронной машины.

45. Г-образная схема замещения асинхронной машины.

46. Определение вращающего момента асинхронной машины на основании закона электромагнитных сил.

47. Определение вращающего момента асинхронной машины по мощности, передаваемой посредством магнитного поля ротору.

48. Анализ механической характеристики асинхронной машины.

49. Влияние изменения напряжения источника питания на механические характеристики асинхронной машины.

50. Влияние изменения частоты напряжения источника питания на механические характеристики асинхронной машины.

51. Влияние изменения величины добавочных сопротивлений в цепи статора на механические характеристики асинхронной машины.

52. Влияние изменения величины добавочных сопротивлений в цепи ротора (активных сопротивлений, реакторов при их последовательном и параллельном соединениях).

ВОПРОСЫ ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ МАШИНАМ

(курсовой проект)

1.  Устройство асинхронной машины. Различные исполнения в зависимости от способов монтажа, климатических условий и т.д.

2.  Принцип действия асинхронной машины.

3.  МДС катушки обмотки статора.

4.  Уравнения пульсирующих и бегущих волн МДС.

5.  Образование вращающегося магнитного поля.

6.  Причины возникновения высших пространственных  гармоник  магнитного поля. Асинхронные, синхронные, вибрационные и реактивные моменты асинхронной машины.

7.  Высшие временные гармоники магнитного поля,  возникающие  при питании обмотки статора несинусоидальным  напряжением.  Асинхронные и пульсационные моменты.

8.  ЭДС проводника. Скос пазов.

9.  ЭДС витка и катушки. Укорочение шага обмотки.

10. ЭДС катушечной группы. Обмоточный коэффициент.

11. Однослойные обмотки. Схемы  однослойных  обмоток (шаблонные, концентрические, вразвалку, цепные).

12. Двухслойные обмотки. Схемы двухслойных обмоток  (концентрические, цепные, с дробным числом пазов на полюс и фазу  q).

13. Одно-двухслойные обмотки.

14. Обрыв фазы обмотки статора.

15. Обрыв фазы обмотки ротора.

16. Индуктивные  сопротивления  обмоток.  Коэффициенты  магнитной проводимости пазового, лобового и дифференциального рассеяния.

17. Пусковые характеристики асинхронного двигателя. Учет  эффекта вытеснения тока и влияние этого эффекта на  вид  механической характеристики.

18. Влияние высоты и ширины паза статора  на  технико-экономические показатели асинхронной машины.

19. Влияние длины машины на ее технико-экономические показатели

§63. Назначение и принцип действия трансформатора

Может быть, кто-то думает, что трансформатор – это что-то среднее между трансформером и терминатором. Данная статья призвана разрушить подобные представления.

Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.

Трансформатор – статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного электрического тока одного напряжения и определенной частоты в электрический ток другого напряжения и той же частоты.

Работа любого трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции, открытой Фарадеем.

Назначение трансформаторов

Разные виды трансформаторов используются практически во всех схемах питания электрических приборов и при передаче электроэнергии на большие расстояния.

Электростанции вырабатывают ток относительно небольшого напряжения – 220, 380, 660В. Трансформаторы, повышая напряжение до значений порядка тысяч киловольт, позволяют существенно снизить потери при передаче электроэнергии на большие расстояния, а заодно и уменьшить площадь сечения проводов ЛЭП.

Непосредственно перед тем как попасть к потребителю (например, в обычную домашнюю розетку), ток проходит через понижающий трансформатор. Именно так мы получаем привычные нам 220 Вольт.

Самый распространенный вид трансформаторов – силовые трансформаторы. Они предназначены для преобразования напряжения в электрических цепях. Помимо силовых трансформаторов в различных электронных приборах применяются:

  • импульсные трансформаторы;
  • силовые трансформаторы;
  • трансформаторы тока.

Принцип работы трансформатора

Трансформаторы бывают однофазные и многофазные, с одной, двумя или большим количеством обмоток. Рассмотрим схему и принцип работы трансформатора на примере простейшего однофазного трансформатора.

Кстати, в других статьях можно почитать, что такое фаза и ноль в электричестве.

Из чего состоит трансформатор? Во простейшем случае из одного металлического сердечника и двух обмоток. Обмотки электрически не связаны одна с другой и представляют собой изолированные провода.

Одна обмотка (ее называют первичной) подключается к источнику переменного тока. Вторая обмотка, называемая вторичной, подключается к конечному потребителю тока.

Когда трансформатор подключен к источнику переменного тока, в витках его первичной обмотки течет переменный ток величиной I1. При этом образуется магнитный поток Ф, который пронизывает обе обмотки и индуцирует в них ЭДС.

Бывает, что вторичная обмотка не находится под нагрузкой. Такой режимы работы трансформатора называется режимом холостого хода. Соответственно, если вторичная обмотка подключена к какому-либо потребителю, по ней течет ток I2, возникающий под действием ЭДС.

Величина ЭДС, возникающей в обмотках, напрямую зависит от числа витков каждой обмотки. Отношение ЭДС, индуцированных в первичной и вторичной обмотках, называется коэффициентом трансформации и равно отношению количества витков соответствующих обмоток.

Путем подбора числа витков на обмотках можно увеличивать или уменьшать напряжение на потребителе тока с вторичной обмотки.

§63. Назначение и принцип действия трансформатора

Назначение трансформатора.

Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты.

Трансформаторы позволяют значительно повысить напряжение, вырабатываемое источниками переменного тока, установленными на электрических станциях, и осуществить передачу электроэнергии на дальние расстояния при высоких напряжениях (110, 220, 500, 750 и 1150 кВ). Благодаря этому сильно уменьшаются потери энергии в проводах и обеспечивается возможность значительного уменьшения площади сечения проводов линий электропередачи.

В местах потребления электроэнергии высокое напряжение, подаваемое от высоковольтных линий электропередачи, снова понижается трансформаторами до сравнительно небольших значений (127, 220, 380 и 660 В), при которых работают электрические потребители, установленные на фабриках, заводах, в депо и жилых домах. На э. п. с. переменного тока трансформаторы применяют для уменьшения напряжения, подаваемого из контактной сети к тяговым двигателям и вспомогательным цепям.

Кроме трансформаторов, применяемых в системах передачи и распределения электроэнергии, промышленностью выпускаются трансформаторы: тяговые (для э. п. с), для выпрямительных установок, лабораторные с регулированием напряжения, для питания радиоаппаратуры и др. Все эти трансформаторы называют силовыми.

Трансформаторы используют также для включения электроизмерительных приборов в цепи высокого напряжения (их называют измерительными), для электросварки и других целей. Трансформаторы бывают однофазные и трехфазные, двух- и многообмоточные.

Принцип действия трансформатора.

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. Простейший трансформатор состоит из стального магнитопровода 2 (рис. 212) и двух расположенных на нем обмоток 1 и 3.


Рис. 212. Схема включения однофазного трансформатора

Обмотки выполнены из изолированного провода и электрически не связаны. К одной из обмоток подается электрическая энергия от источника переменного тока. Эту обмотку называют первичной. К другой обмотке, называемой вторичной, подключают потребители (непосредственно или через выпрямитель).

При подключении трансформатора к источнику переменного тока (электрической сети) в витках его первичной обмотки протекает переменный ток i1, образуя переменный магнитный поток Ф. Этот поток проходит по магнитопроводу трансформатора и, пронизывая витки первичной и вторичной обмоток, индуцирует в них переменные э. д. с. е1 и е2. Если к вторичной обмотке присоединен какой-либо приемник, то под действием э. д. с. е2 по ее цепи проходит ток i2.

Э. д. с, индуцированная в каждом витке первичной и вторичной обмоток трансформатора, согласно закону электромагнитной индукции зависит от магнитного потока, пронизывающего виток, и скорости его изменения. Магнитный поток каждого трансформатора является определенной величиной, зависящей от напряжения и частоты изменения переменного тока в источнике, к которому подключен трансформатор. Постоянна также и скорость изменения магнитного потока, она определяется частотой изменения переменного тока.

Следовательно, в каждом витке первичной и вторичной обмоток индуцируется одинаковая э. д.с. В результате этого отношение действующих значений э. д. с. Е1 и E2, индуцированных в первичной и вторичной обмотках трансформатора, будет равно отношению чисел витков N1 и N2 этих обмоток, т. е.

E1/E2 = N1/ N2.

Отношение э. д. с. Евн обмотки высшего напряжения к э. д. с. Eнн обмотки низшего напряжения (или отношение чисел их витков) называется коэффициентом трансформации,

n = Евн / Eнн = Kвн / Kнн.

Коэффициент трансформации всегда больше единицы. Если пренебречь падениями напряжения в первичной и вторичной обмотках трансформатора (в трансформаторах средней и большой мощности они не превышают обычно 2—5 % номинальных значений напряжений U1 и U2), то можно считать, что отношение напряжения U1 первичной обмотки к напряжению U2 вторичной обмотки приблизительно равно отношению чисел их витков, т. е.

U1/U2 ≈ N1/ N2

Таким образом, подбирая требуемое соотношение между числами витков первичной и вторичной обмоток, можно увеличивать или уменьшать напряжение на приемнике, подключенном к вторичной обмотке. Если необходимо на вторичной обмотке получить напряжение большее, чем подается на первичную, то применяют повышающие трансформаторы, у которых число витков во вторичной обмотке больше, чем в первичной.

В понижающих трансформаторах, наоборот, число витков вторичной обмотки меньше, чем в первичной.

Трансформатор не может осуществить преобразование напряжения постоянного тока. При подключении его первичной обмотки к сети постоянного тока в трансформаторе создается постоянный по величине и направлению магнитный поток, который не может индуцировать э. д. с. в первичной и вторичной обмотках. Поэтому не будет происходить передачи электрической энергии из первичной обмотки во вторичную.

При подключении первичной обмотки трансформатора к сети переменного тока через эту обмотку проходит некоторый ток, называемый током холостого хода. При включении нагрузки по вторичной обмотке трансформатора начинает проходить ток, при этом увеличивается и ток, проходящий по первичной обмотке.

Чем больше нагрузка трансформатора, т. е. электрическая мощность и ток i2, отдаваемые его вторичной обмоткой подключенным к ней приемникам, тем больше электрическая мощность и ток i1, поступающие из сети в первичную обмотку.

Ввиду того что потери мощности в трансформаторе обычно малы, можно приближенно принять, что мощности в первичной и вторичной обмотках одинаковы. В этом случае можно считать, что токи в обмотках трансформатора приблизительно обратно пропорциональны напряжениям: I1/I2 ≠ U2/U1 или что токи в обмотках трансформатора обратно пропорциональны числам витков первичной и вторичной обмоток: I1/I2 ≠ N2/N1.

Это означает, что в повышающем трансформаторе ток во вторичной обмотке меньше, чем в первичной (во столько раз, во сколько напряжение U2 больше напряжения U1), а в понижающем ток во вторичной обмотке больше, чем в первичной.

Поэтому в трансформаторах обмотки высшего напряжения выполняются из более тонких проводов, чем обмотки низшего напряжения.

Идеальный трансформатор

Идеальный трансформатор – трансформатор, в котором отсутствуют потери энергии. В таком трансформаторе энергия тока в первичной обмотке полностью преобразуется сначала в энергию магнитного поля, а далее – в энергию вторичной обмотки.

Конечно, такого трансформатора не существует в природе. Тем не менее, в случае, когда теплопотерями можно пренебречь, в расчетах удобно пользоваться формулой для идеального трансформатора, согласно которой мощности тока в первичной и вторичной обмотках равны.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Потери энергии в трансформаторе

Коэффициент полезного действия трансформаторов достаточно высок. Тем не менее, в обмотке и сердечнике происходят потери энергии, приводящие к тому, что температура при работе трансформатора повышается. Для трансформаторов небольшой мощности это не представляет проблемы, и все тепло уходит в окружающую среду – используется естественное воздушное охлаждение. Такие трансформаторы называют сухими.

В более мощных трансформаторах воздушного охлаждения оказывается недостаточно, и применяется охлаждение маслом. В этом случае трансформатор помещается в бак с минеральным маслом, через которое тепло передается стенкам бака и рассеивается в окружающую среду. В трансформаторах высоких мощностей дополнительно применяются выхлопные трубы – если масло закипает, образовавшимся газам нужен выход.

Конечно, трансформаторы не так просты, как может показаться на первый взгляд — ведь мы рассмотрели принцип действия трансформатора кратко. Контрольная по электротехнике с задачами на расчет трансформатора внезапно может стать настоящей проблемой. Специальный студенческий сервис всегда готов оказать помощь в решении любых проблем с учебой! Обращайтесь в Zaochnik и учитесь легко!

Что такое силовой трансформатор

На замкнутый сердечник (магнитопровод), набранный из стальных листов, надевают две или больше, обмоток, одна из которых соединяется с источником переменного тока. Другая (или другие) обмотка соединяется с потребителем электрического тока – нагрузкой. Переменный ток, проходящий по первичной обмотке, создает в стальном сердечнике магнитный поток, который наводит в каждом витке обмотки – катушки переменное напряжение. Напряжения всех витков складываются в выходное напряжение трансформатора. Форма сердечника – магнитопровода, может быть Ш – образной, О – образной и тороидальной, в виде тора. Таким образом в силовом трансформаторе электрическая мощность из первичной обмотки передается во вторичную обмотку через магнитный поток в магнитопроводе.

Будет интересно➡ Что такое разделительные трансформаторы

Потребителей электрической энергии очень много: электрическое освещение, электронагреватели, радио и теле аппаратура, электродвигатели и многое другое. И все эти приборы требуют различные напряжения (переменные и постоянные) и разные мощности. Проблема эта легко решается с помощью трансформатора. Из бытовой сети с переменным напряжением 220 вольт можно получить переменное напряжение любой величины и , если необходимо, преобразовать его в постоянное напряжение.

Коэффициент полезного действия трансформатора довольно велик, от 0,9 до 0,98 и зависит от потерь в магнитопроводе и от магнитных полей рассеяния. От величины электрической мощности Р зависит площадь поперечного сечения магнитопровода S. По значению площади S определяется, при расчетах трансформатора, количество витков w на 1 вольт:

w = 50 / S.

Мощность трансформатора Рс выбирается из требуемой величины нагрузки Рн плюс величина потерь в сердечнике.

При расчете трансформатора с определенной степенью точности можно считать, что мощность нагрузки во вторичной обмотке Pн = Uн * Iн и мощность потребляемая из сети в первичной обмотке Pc = Uc * Ic приблизительно равны. Если потерями в сердечнике пренебречь, то получается равенство: k = Uс / Uн = Iн / Iс.


Трансформаторы и их применение/

Принципы работы трансформаторов

Трансформатор - это электрическое устройство, которое передает электричество переменного тока между цепями за счет электромагнитной индукции, сохраняя при этом исходную частоту.

Первичная обмотка подключена к источнику переменного тока (например, к электрической розетке 230 В). Переменный ток, протекающий в катушке, создает магнитное поле. Это приводит к появлению переменного магнитного потока, который, проходя через сердечник трансформатора, проходит через остальные катушки (обмотку или вторичные обмотки).Переменный магнитный поток во вторичной катушке вызывает явление электромагнитной индукции, то есть напряжения. Таким образом, подключив приемник к клеммам вторичной обмотки, мы можем подавать на него напряжение и значение, измененное по отношению к первичному напряжению.

Принцип работы однофазного трансформатора показан на рисунке:

Где:

ɸ - магнитный поток в сердечнике;

N1 - количество витков первичной обмотки

N2 - количество витков вторичной обмотки

Для идеального трансформатора, т. Е. Без потерь, можно предположить, что:

Соотношение следующее:

Мы называем трансформатор редуктором.

При выборе трансформатора малой мощности для подходящего применения обратите внимание на:

  • Значения напряжения: первичное (PRI) и вторичное (SEC).
  • Мощность трансформатора - чаще всего полная мощность S = U * I, выраженная в ВА (вольтамперы). Например, если нам нужно напряжение 24 В и ток 2 А на выходе (вторичная обмотка) трансформатора, произведение этих значений будет ≈ 50 ВА. С учетом потерь самого трансформатора его мощность следует увеличить на 20%, что в итоге даст нам ≈ 60VA.

Для трансформаторов с ответвлениями должна быть указана общая мощность (сумма мощности ответвлений).

Если ответвления чередуются, задайте емкость клеммы «0».

  • Способ монтажа - крепление к пластине или рейке TS.
  • Класс защиты IP
  • - следует помнить, что чем выше IP трансформатора, тем больше потери.
  • Температурный класс - определяет мощность трансформатора при заданной температуре.

Ищете подходящий трансформатор? Приглашаем вас ознакомиться с нашим предложением и связаться с нами. Полимет с радостью предоставит профессиональные консультации.

.

Основные сведения о трансформаторах. Модель трансформатора. - Automatyka.pl

Трансформатор - это устройство, обычно используемое для преобразования напряжения или системы напряжения переменного тока (n-фазная система) в систему напряжения или напряжения более высокого, более низкого или того же значения при сохранении исходной частоты. В электрических трансформаторах энергия передается из первичной цепи во вторичную без механической энергии.

Однофазный трансформатор модели состоит из сердечника, составляющего магнитную цепь, и обмоток, намотанных на элементы сердечника, принадлежащие к электрическим цепям. Сердечник обычно изготавливается из ферромагнитного материала, а обмотки - из изолированной медной или алюминиевой проволоки.


Фото 1. Трансформатор с сухой смолой SGB-SMIT Transformers

Напряжение во вторичной обмотке трансформатора создается за счет электромагнитной индукции.В результате включения первичной обмотки трансформатора ток, протекающий через нее, вызывает магнитный поток в сердечнике. Этот поток поступает во вторичную обмотку и индуцирует в ней электродвижущую силу. Если вторичная цепь трансформатора замкнута, ток течет через нее. Таким образом, энергия течет через трансформатор из первичной цепи во вторичную.

Напряжение первичной стороны трансформатора (первичная обмотка) также называется , входное напряжение , напряжение вторичной стороны трансформатора (вторичная обмотка) также называется выходное напряжение (рис.1).


Рис.1. Схема модели однофазного трансформатора

В многофазных системах ядра отдельных фаз могут иметь общие части (рис. 2). В области силовых трансформаторов это наиболее часто используемое, но не единственное решение. В трехфазных системах, особенно в диапазоне высокого напряжения и большой мощности, для каждой фазы используется один однофазный трансформатор.


Рис.2. Симметричная электрическая схема трехфазного трансформатора - ярмо звезды

В электроэнергетике трансформаторы широко используются для передачи и распределения электроэнергии.Их задача - обеспечить наиболее благоприятные по экономическим причинам уровни напряженности - это так называемые силовые трансформаторы.

До 1980-х годов в Польше использовались только масляные распределительные трансформаторы. В настоящее время сухие распределительные трансформаторы конкурируют с масляными, особенно в диапазоне мощностей ниже 1000 кВА. На рынке масляных трансформаторов нет значительных темпов роста, продажи более-менее стабильны. С другой стороны, растет интерес к сухим трансформаторам.В основном он генерируется промышленностью. Сухие трансформаторы все более активно используются промышленными потребителями в различных областях применения.

Всего в стране установлено около 250 000 устройств. распределительные трансформаторы. Около 240 тысяч из них работают на распределительных предприятиях, а несколько тысяч - более десятка тысяч на частных предприятиях. Диапазон мощностей распределительных трансформаторов, используемых в Польше, составляет 25 кВА - 2,5 МВА. Распределительные предприятия закупают распределительные трансформаторы в диапазоне мощностей от 25 кВА до 1000 кВА.Устройства большей мощности могут потребоваться на различных установках (например, 1600 кВА для питания мощного насоса в очистных сооружениях) или на ветряных мельницах (на ветряных электростанциях - до 2500 кВА, подвешенных в гондолах).

Подробнее о трансформаторах:

Трансформаторы распределительные. Применение и дизайн.

Трансформатор редукторный. Обмоточные соединения. Сопряжение обмоток.

Трансформаторы. Экономика труда.Расходы.

Польский рынок распределительных трансформаторов. Направления развития.

.

Роль и применение трехфазных трансформаторов - Automatyka.pl

Трансформатор - это электрическая машина, задача которой - передавать электричество переменного тока из одной электрической цепи в другую посредством явления индукции. В этом процессе сохраняется исходная частота. Как работает трехфазный трансформатор? Что это за устройство и каково его устройство? Какие трансформаторы мы выделяем и где купить лучшие? Ответы на эти и другие вопросы вы найдете в этой статье.

Трехфазный трансформатор - что это?

Трехфазная система обычно требуется для выработки и распределения электроэнергии. Чтобы отрегулировать амплитуды напряжения и тока в соответствии с потребностями тока, нам нужен трехфазный трансформатор, который преобразует электрическую энергию посредством явления индукции, поддерживая первоначально установленную частоту. Вы, конечно, можете использовать три однофазных трансформатора, подготовленных соответствующим образом, но это будет менее экономично, более сложно и громоздко.Поэтому наиболее удобным и разумным вариантом является использование трехфазного трансформатора, предназначенного для этой цели.

Конструкция трансформатора

Конструкция трансформатора довольно сложна и трудна для понимания людьми, не интересующимися этой темой. Каждый трансформатор имеет два основных элемента: сердечник из магнитной стали и медные или алюминиевые обмотки, также называемые катушками. Сердечник - это магнитная цепь трансформатора, и его задача - проводить магнитный поток.Сердечник состоит из колонн или металлических листов, свернутых в виде часовой пружины, расположенных в виде тороида, на который должны быть намотаны обмотки. Как правило, сердечники трансформаторов изготавливаются из силиконизированных листов с полимерным покрытием. Оптимально, когда сердечник плотно прикрыт обмотками, что минимизирует потери. Обмотки обычно гальванически разделены друг от друга, что означает, что между ними нет электрического соединения. Затем энергия передается через магнитное поле. Единственное исключение - автотрансформатор, у которого обмотки имеют общую часть и гальванически связаны.

Как работает трехфазный трансформатор?

Ответ на вопрос, как устроен трехфазный трансформатор, вполне понятен. Первичная обмотка должна быть подключена к источнику переменного тока, замыкая цепь питания трансформатора. Этот ток определяет образование переменного магнитного поля, поток которого проходит через последовательные катушки. Если соотношение не 1: 1, трансформатор изменяет амплитуду напряжения и тока, сохраняя постоянную частоту.Благодаря возможности изменения коэффициента трансформации можно регулировать значения тока и напряжения с помощью магнитного поля.

Виды трансформаторов

На рынке представлено несколько типов трансформаторов.

  • Однофазные трансформаторы - доступны в RTV и бытовых приборах, а также в широко понимаемой промышленности, сигнальных и измерительных цепях или сварочных машинах.
  • Трансформаторы силовые - сухие или масляные, большой мощности, трехфазные.
  • Трансформаторы трехфазные - применяются в промышленности.
  • Тороидальные трансформаторы - широко используются в промышленности и аудиоустройствах высокого класса. Эти трансформаторы малы, легки, имеют высокий КПД и минимальные потери мощности.
  • Трансформаторы переменного тока
  • с отводами - благодаря наличию отводов (дополнительных соединений на обмотках) допускают ступенчатое изменение напряжения.
  • Защитные трансформаторы - понизьте напряжение до 12 В или 24 В, что считается безопасным уровнем.Они используются для питания маломощных приемников в местах с высоким риском поражения электрическим током. Их также можно встретить в местах, где их присутствие требуется по закону.
  • Трансформаторы - используются в системах измерения высокого напряжения и сильноточного тока. Их цель - отделить измерительную систему от электрических кабелей, находящихся под высоким напряжением.
  • Автотрансформаторы
  • - используются для простой и плавной установки определенного желаемого напряжения.Первичная и вторичная обмотки в этом случае составляют одну электрическую цепь.

Где взять лучший трехфазный трансформатор?

Трехфазные трансформаторы находят множество применений, в основном, в промышленности. Когда мы сталкиваемся с необходимостью купить такое устройство, мы хотим выбрать лучшее из возможных. Как и при любой покупке, мы заботимся о надежном, безотказном продукте, который оправдает наши ожидания и будет служить нам как можно дольше.В поисках хороших долговечных трансформаторов стоит ознакомиться с предложением магазина Toroidy. Этот польский производитель трансформаторов предлагает устройства высочайшего качества, изготовленные с использованием инновационных методов. Широкий ассортимент трансформаторов от известного производителя - это гарантия подбора изделия под ваши нужды и подбора устройства по привлекательной цене. Вы также можете рассчитывать на советы квалифицированных специалистов. Вы можете увидеть полный ассортимент магазина здесь: https: // sklep.toroidy.pl/.

.90 000 упражнений по электротехнике упражнение по электротехнике

ТРАНСФОРМАТОР

Введение

Цель упражнения - познакомиться с основными режимами работы трансформатора со стальным сердечником.

Устройство и эксплуатация трансформатора

Трансформатор - это устройство, в котором следует передача электроэнергии из одной цепи в другую через через электромагнитное поле.

Трансформатор состоит из закрытого сердечника из листового металла. сталь и две катушки, намотанные на сердечник (рис. 1).

Обмотки изолированы друг от друга и от стального сердечника. Обмотка, к которой обычно присоединяется источник электричество называется первичной обмоткой, а обмотка - к подключен к ресиверу - вторичная обмотка. Значения тока, напряжения, мощности и т. Д., Относящиеся к обмотке. первичные - это первичные величины, относящиеся к обмотке. вторичный - вторичные количества.

Размер поперечного сечения жилы тесно связан с значение мощности, передаваемой трансформатором. В малых трансформаторы мощностью от нескольких десятков до нескольких сотен ватт, эффективное сечение стального сердечника можно определить по следующей практической формуле:

(1)

где:

- эффективное сечение жилы w;

- Входная мощность трансформатора в ваттах.

Эффективное поперечное сечение жилы составляет приблизительно 97% от фактического поперечного сечения жилы.

Величину напряжения питания можно определить по характеристике холостого хода. Напряжение в области кривой можно принять за напряжение трансформатора.

Плотность тока в обмотках выбирается в диапазоне от 2 до 3, меньшая - для больших мощностей, больше - для малых. Чаще всего применяется. Зная диаметр кабеля, можно определить ток обмотки:

(2)

где:

- плотный;

- сечение провода в.

Предполагая плотность, мы получаем очень простую формулу для тока:

(3)

где:

- диаметр кабеля дюйм.

Если первичная обмотка подключена к источнику переменного синусоидального напряжения с частотой, в ней будет протекать ток намагничивания с комплексным среднеквадратичным значением, который будет индуцировать магнитный поток в магнитной цепи. с синусоидальной волной.По закону индукции электромагнитная волна во всех связанных обмотках электродвижущие силы возникнут с действующими значениями:

(4)

где:

, - количество витков первичной и вторичной обмоток соответственно

- максимальное значение потока.

Из приведенных выше зависимостей следует, что

(5)

Размером называется катушка трансформатора.

Характеристики трансформатора характеризуются для трех рабочих состояний:

В состоянии покоя можно измерить ток, первичное напряжение, вторичное напряжение и мощность, потребляемую трансформатором. Поскольку ток и сопротивление первичной обмотки относительно малы, мощность мала, и ею можно пренебречь. Можно предположить, что мощность трансформатора равна мощности сердечника.

(6)

Потери в стали пропорциональны квадрату напряжения.

Напряжение можно измерить при коротком замыкании (такое напряжение питания первичной стороны, при котором w первичная обмотка будет течь от номинального тока), ток короткого замыкания на стороне первичный, вторичный ток и мощность короткого замыкания. Напряжение короткого замыкания трансформатора составляет. При таком небольшом напряжении в сердечнике их можно не включать, потому что они пропорционально квадрату напряжения. Мощность трансформатора способна Таким образом, короткие замыкания покрывают потери в меди, т.е.

(7)

Потери в меди с квадратом тока.

Под нагрузкой КПД трансформатора можно определить методом напрямую путем измерения мощности на первичной стороне i вторичные, но только малогабаритные трансформаторы:

(8)

КПД силовых трансформаторов определяется методом косвенным путем определения потерь в железе и меди по результатам испытаний холостой ход и короткое замыкание:

(9)

Этот КПД максимален при средних потерях в обмотках. ток нагрузки равен потерям в стали.Максимум КПД трансформатора достигается при полной нагрузке трансформатор, но примерно при номинальной нагрузке.

Трансформаторы напряжения и тока

Трансформаторы - это специальные измерительные трансформаторы, используемые для измерения очень высоких напряжений или токов.

Трансформаторы напряжения понижают напряжение до 100 В. Su для питания вольтметров или цепей напряжения ваттметров. Первичное напряжение - это произведение измеренного вторичного напряжения. через шестерню напряжения.Сумма мощности, потребляемой приборами нет. она может превышать номинальную мощность трансформатора. Мощность, потребляемая счетчик рассчитывается по формуле:

(10)

где:

- напряжение на измерительной катушке счетчика;

- сопротивление измерительной катушки.

Трансформаторы тока снижают первичный ток до 5 А. Первичная обмотка включена последовательно в цепь, в которой мы хотим измерить ток и вторичная обмотка питает подключенную амперметр и токовые катушки других приборов, включенных последовательно.Сумма мощность, потерянная в инструментах, не должна превышать номинальную мощность трансформатор. Потери мощности в устройстве рассчитываются по формуле:

(11)

где:

- сопротивление измерительной катушки;

- ток, протекающий через измерительную катушку.

Первичный ток рассчитывается путем умножения вторичного тока на трансформатор тока.

Нормальное рабочее состояние трансформатора тока - короткое замыкание.В клеммы вторичной стороны следует использовать для замены приборов. трансформатор короткое замыкание. Открытие вторичной стороны может вызвать повреждение трансформатора и поражение оператора электрическим током.

Измерения

Измерения в режиме ожидания

Считывает паспортную табличку трансформатора. Запустите измерительную систему, как показано на рис. 2.

Измерьте значения, указанные в таблице 1, постепенно увеличивая напряжение питания до номинального значения.Он будет использовать следующие формулы для расчета:

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

где: - номинальная полная мощность

ТАБЛИЦА 1

Измерения при коротком замыкании трансформатора

Схема подключения представлена ​​на рис.3

Выполните измерения размеров, указанных в таблице 2, поэтапно. путем повышения напряжения питания до значения, при котором первичный ток равен номинальному.

Для расчета используйте зависимость:

(17)

(18)

(19)

ТАБЛИЦА 2

Измерения под нагрузкой трансформатора

<

Схема подключения представлена ​​на рис.4. При постоянном напряжении питания, изменяя нагрузку вторичной обмотки трансформатора, измерьте значения, указанные в таблице 3.

ТАБЛИЦА 3

где: рассчитано из параметров нагрузки для,

Объем отчета

ЛИТЕРАТУРА:

Пламитцер А .: Электрические машины, изд. VII, WNT, Варшава 1982

.

Трансформаторы - конструкции и типы

Трансформатор - это электрическое устройство, которое передает электричество переменного тока между цепями за счет электромагнитной индукции, сохраняя при этом исходную частоту. Исключение составляет развязывающий трансформатор, в котором напряжение не меняется, и он служит только для гальванической развязки цепей.

Можно выделить несколько типов трансформаторов:

  • Трансформаторы силовые - 3-х фазные, сухие или масляные, большой мощности.
  • Однофазные трансформаторы - Мы можем встретить их на каждом шагу, они используются в RTV и бытовой технике, кроме того, они широко используются в промышленности, в схемах измерения, защиты и сигнализации, а также в выпрямителях и традиционных сварочные аппараты (не IGBT).
  • Трехфазные трансформаторы - используются в промышленности, как указано выше. Интересен тот факт, что первый трехфазный трансформатор изобрел и сконструировал поляк Михал Доливо-Добровольский.
  • Трансформаторы тороидальные - это осветительные трансформаторы, специально разработанные для питания систем галогенного освещения 12В, производитель трансформаторов - BREVE предлагает следующие типы: ТТН и ПВХ, которые отличаются небольшими габаритами, массой и потерями мощности; Трансформаторы ПВХ могут быть рекомендованы для монтажа освещения в подвесных потолках, в связи с возможностью монтажа через отверстия для светильников (диаметром менее 60 мм).
  • Автотрансформаторы - предназначены для плавной установки определенного напряжения.Первичная и вторичная обмотки образуют одну электрическую цепь.
  • Трансформаторы - применяются в системах измерения больших токов и напряжений. Они используются для отделения измерительной системы от электрических кабелей высокого напряжения.
  • Защитные трансформаторы - снижают напряжение до безопасного уровня 24 В. Используются для питания маломощных приемников в местах с высоким риском поражения электрическим током или там, где это требуется по правилам.
  • Трансформаторы переменного напряжения со съемным корпусом и - позволяют резкое изменение напряжения благодаря так называемому отводы, т.е. дополнительные соединения, расположенные между началом и концом вторичной обмотки.

В основном трансформаторы состоят из двух элементов: стального сердечника и медных или алюминиевых обмоток.

Сердечник функционирует как магнитная цепь трансформатора, он проводит магнитный поток.По его конструкции различают колонны, на которые намотаны катушки, и коромысла, соединяющие колонны между собой. Он изготовлен из изолированных пакетов (тонкой бумагой или лаком), сильно посеребренных листов, что снижает потери от действия вихревых токов и гистерезиса.

Катушки трансформатора намотаны на колонны. Их изготавливают из изолированных медных или алюминиевых проводов определенного сечения. Есть еще так называемые фольговые трансформаторы, обмотки которых намотаны из алюминиевых листов, гальванически покрытых медью.В трансформаторе первичная и вторичная обмотки отделены друг от друга, а это значит, что между ними нет электрического соединения. Исключение составляет Автотрансформатор, в котором обе обмотки имеют общую часть. Поэтому автотрансформатор гальванически не изолирован. Стоит добавить, что гальваническая развязка положительно влияет на безопасность, устраняя при этом помехи и связь, возникающие из-за общей массы многих устройств.

Автор статьи: Hurtownia Elektrotechniczna POLIMET S.Киевское полное товарищество

.

Сварочный трансформатор - за что отвечает

  • Родительская категория: Блог
  • Создано: 10 июля 2020

Сварочный трансформатор является важным компонентом для правильной работы устройства. В ситуации, когда контактная сварка является наиболее популярным - и в то же время наиболее эффективным методом - эффективного соединения элементов, качество трансформаторов влияет на работу машины, независимо от ее типа.

Сварочные трансформаторы можно рассматривать как элемент, который, образно говоря, использует стандартный ток с коэффициентом, позволяющим контролировать соединение двух элементов в процессе сварки.

Таким образом, если исходить из покупки сварочного аппарата, это элемент, требующий особого внимания с точки зрения качества и правильной эксплуатации. Аппараты, оснащенные высококачественной техникой, и трансформаторы, отличающиеся высокой универсальностью использования, обеспечивают правильную работу оборудования.

Сварочные трансформаторы, таким образом, являются ключевым компонентом устройств, независимо от того, являются ли они линейными, многоточечными или одноточечными изделиями. Технологические параметры сварного шва являются производными от трех параметров. Они есть:

  • Сила зажима электродов в процессе сварки
  • значение тока, протекающего через точку сварки
  • Время протекания сварочного тока.

Сварочные аппараты должны учитывать разнообразие - они используются для многих типов материалов или специфики сварки.Следовательно, универсальность и надежность трансформаторов так важны.
Предполагая, что сварочный трансформатор отвечает за получение правильного значения сварочного тока, большое внимание следует уделять параметрам устройств в его угле. На эффективную работу сварочного аппарата, среди прочего, влияют:

  • мощность трансформатора б / у
  • строительство сооружений
  • Длина и поперечное сечение кабеля, питающего сварочный трансформатор.

Zemat Technology Group - производитель сварочных аппаратов и других устройств, использующих эту технологию, уделяет особое внимание вопросу параметров.

Виды сварки и значение трансформатора

Если вы посмотрите на работу сварочного аппарата, вы увидите, насколько широки методы, используемые в промышленности. Это включает в себя сварка:

  • электрическое сопротивление
  • индуктивный
  • искра
  • ток - с использованием высокой частоты.

Сварочные аппараты используются для создания непрерывных сварных швов, соединения фольги или сетки, сварки экрана или звеньев. Внутренний трансформатор переменного тока позволяет адаптировать общее напряжение к выполнению промышленных задач. Как это выглядит на практике с машинами, предоставленными Zemat?

Трансформаторы однофазные универсального применения

Устройства, предлагаемые Zemat, базируются, среди прочего, по эксплуатации однофазных трансформаторов.Эти решения очень универсальны и широко используются в промышленных и электромагнитных установках и устройствах. Для них характерна безопасность - в т.ч. первый класс изоляции и высокая степень защиты IP - и способность работать при высоких температурах окружающей среды. Предельное значение здесь составляет 40 градусов Цельсия, что означает, что сварочные трансформаторы можно свободно использовать для всех типов задач.

В результате трансформаторы сварочного аппарата используются для преобразования переменного тока из линии питания в низкое напряжение и большой ток во вторичной обмотке.Комбинация вариантов трансформатора позволяет регулировать сварочный ток и общее вторичное напряжение. Таким образом, пользователь имеет полный контроль над процессом сварки сварочного аппарата.

Понижающий трансформатор использует отводы на обмотке для управления вторичной обмоткой. Благодаря этому можно получить необходимое и подходящее количество тока для сварочного процесса. При подключении к сварочному электроду при протекании тока выделяется большое количество тепла.Затем - из-за высокой температуры - кончик электрода плавится и точно заполняет зазор между свариваемыми элементами. Таким образом, можно предположить, что ключевой особенностью трансформаторов, используемых в промышленных и производственных машинах, является способность автоматически регулировать напряжение в соответствии с элементами, используемыми в устройстве.


.90 000

Арманд Пайор и Матеуш Кула - класс 3C 2 - 2016/2017 учебный год



Теоретическая часть

Трансформатор - это индуктивный элемент, состоящий из двух или более обмоток. Он предназначен для передачи энергии от первичной обмотки вторичной. В электронике чаще всего используется трансформатор для увеличения или уменьшения напряжения.



Первичная обмотка (катушка) Это отрезок провода в форме катушки, отвечающий за создание магнитного потока.Во избежание потерь мощности из-за тепловыделения он сделан из хорошего электрического проводника. Отдельные витки изолированы друг от друга и от магнитопровода.
Вторичная обмотка (катушка) Это отрезок провода, скрученный в катушку. Магнитный поток вызывает движение в нем электронов. На него поступает выходное напряжение.
Сердечник трансформатора Изготовлен из нескольких пластин из мягкой стали для уменьшения вихревых токов.Вихревые токи вызывают нагрев сердечника трансформатора.

Коэффициент трансформации - это число, которое определяет отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки (коэффициент трансформации) или отношение первичного напряжения к вторичному напряжению (коэффициент напряжения).

Коэффициент трансформации трансформатора - это отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки.
Эта шестерня обозначена буквой k

где:
    N 1 - количество витков первичной обмотки
    N 2 - количество витков вторичной обмотки

Примеры обмоток
N 1 = 1100 N 2 = 1100
N 1 / N 2 = 1100/1100 = 1
N 1 = 1100 N 2 = 600
N 1 / N 2 = 1100/600 = 11/6
где:
U 1 - текущее напряжение в первичной обмотке
N 1 - количество витков первичной обмотки
I 1 - сила тока в первичной обмотке
U 2 - текущее напряжение в первичной обмотке
N 2 - количество витков первичной обмотки
I 2 - сила тока в первичной обмотке
КПД - это отношение полученной мощности к входной 90 151

Определенный таким образом КПД можно определить следующим образом:

где:
    η - КПД
    P 1 - мощность первичной цепи [Вт]
    P 2 - мощность вторичной цепи [Вт]

Экспериментальная часть N1 = 1100, N2 = 1100 90 077 58,2 90 021 90 077 147,2 90 021
Мощность лампы U1 I1 U2 I2 П1 P2 η = P2 / P1 * 100%
40 Вт 230 0,23 203 0,12 52,9 24,36 46,05%
75 Вт 230 0,36 194 0,3 82,8 70,29%
40 Вт и 75 Вт 230 0,5 181 0,46 36,8 6,9 18,75%
150 Вт 230 0,64 165 0,62 102,3 69,50%
N1 = 1100, N2 = 600
Мощность лампы U1 I1 U2 I2 П1 P2 η = P2 / P1 * 100%
40 Вт 230 0,16 115 0,06 36,8 6,9 18,75%
75 Вт 230 0,2 113 0,2 46 22,6 49,13%
40 Вт и 75 Вт 230 0,26 109 0,325 59,8 35,425 59,24%
150 Вт 231 0,32 106 0,46 43,92 48,76 65.96%
N1 = 1100, N2 = 130
Мощность лампы U1 I1 U2 I2 П1 P2 η = P2 / P1 * 100%
40 Вт 230 0,14 25 0,02 32,2 0,5 1,55%
75 Вт 230 0,14 25 0,06 32,2 1,5 4,66%
40 Вт и 75 Вт 230 0,14 25 0,14 32,2 3,5 10,87%
150 Вт 229 0,14 25 0,22 32,06 5,5 17,16%
Выводы и наблюдения:
Анализируя график КПД трансформатора в зависимости от мощности устройств в цепи, можно увидеть, что КПД увеличивается с увеличением мощности лампочек до определенного момента.Делается вывод, что данный трансформатор имеет нагрузку, для которой он имеет наибольший КПД.
При расчете количества витков для построения трансформатора с конкретными параметрами сначала рассчитайте их теоретическое количество из соотношения, а затем добавьте определенный процент витков, чтобы компенсировать потери, вызывающие падение напряжения.
Переменный ток, протекающий через первичную обмотку, периодически вызывает намагничивание сердечника с частотой напряжения питания, это гистерезисные потери.
Вихревые токи возникают, когда переменный магнитный поток индуцирует напряжение не только в каждой катушке, но и во всех проводящих частях, включая сердечник. Эти токи генерируют тепловую энергию, протекая через резистивный сердечник. Конструкция сердечника из тонких изолированных листов снижает вихревые токи, возникающие при изменении магнитного потока.
Обмотки из медной проволоки с конечным сопротивлением.При протекании тока это сопротивление вызывает потери энергии. Чтобы уменьшить потери энергии в обмотках, необходимо использовать очень толстый провод.
.

Смотрите также

Проектирование
БЕСПЛАТНО-
при заказе сруба!

Оставить
заявку

Каталог
ПСК АЗАМАТ