Какую форму имеют магнитопроводы однофазных трансформаторов

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Магнитопровод однофазных трансформаторов обычно делают Ш — образного броневого типа, у трехфазных — либо трех -, либо пятистержневой. Магнитопровод делают наборным из пластин высококачественной электротехнической стали.  [1]

Какую форму имеют магнитопроводы однофазных трансформаторов .  [2]

На рис. 1.14 показан эскиз магнитопровода однофазного трансформатора .  [3]

Обычно магнитопроводы тяговых трансформаторов симметричны и подобны магнитопроводам однофазных трансформаторов общего назначения ( рис. X. Магнитная система тягового трансформатораОЦР — 5600 / 25 стержневая с вертикальным расположением магнитопроводов. Стержни 2 ступенчатого типа, а верхнее ярмо 1 и нижнее 3 скреплены балками, стягивающими весь магнитопровод трансформатора.  [4]

Магнитная система или магнитопровод собирается из листовой трансформаторной стали толщиной 0 5 или 0 35 мм. Отдельные листы изолированы друг от друга тонким слоем лака, что приводит к уменьшению потерь на вихревые токи в железе. Магнитопровод однофазного трансформатора ( рис. 4 — 4) состоит из двух сердечников ( стержней) 1 на которых располагаются первичная и вторичная обмотки, и двух частей, свободных от обмотки, служащих для замыкания потока.  [5]

В зависимости от формы магнитопровода и расположения обмоток на нем трансформаторы могут быть стержневыми и броневыми. Эти стержни соединены ярмом с двух сторон так, что магнитный поток замыкается по стали. Магнитопровод броневого однофазного трансформатора ( рис. 74, б) имеет один стержень, на котором полностью помещены обмотки трансформатора. Стержень с двух сторон охватывается ( бронируется) ярмом так, что обмотка частично защищена магнитопроводом от механических повреждений.  [7]

В зависимости от формы магнитопровода и расположения обмоток на нем трансформаторы могут быть стержневыми и броневыми. Эти стержни соединены ярмом с двух сторон так, что магнитный поток замыкается через сталь. Магнитопровод броневого однофазного трансформатора ( рис. 102, б) имеет один стержень, на котором полностью размещены обмотки трансформатора. Стержень с двух сторон охватывается ( бронируется) ярмом так, что обмотка частично защищена сердечником от механических повреждений.  [9]

В последнее время в конструкции стержневых магнитопроводов внесены значительные изменения. Косой стык в конструкции магнитопроводов позволяет заметно уменьшить потери холостого хода за счет некоторого усложнения в изготовлении. На рис. 30, а, б показаны пластины с косым стыком и магнитопровод однофазного трансформатора с косым стыком пластин после расшихтовки верхнего ярма, а на рис. 31-часть верхнего ярма ( в процессе шихтовки) над крайним и средним стержнями трехфазного трансформатора мощностью 1000 кВ — А.  [11]

В многорамных магнитопроводах, состоящих из отдельных рам, расположенных рядом, каждая рама имеет свои ярмовые балки, выполненные в виде пластин толстолистовой стали. Кроме того, все рамы скреплены общими ярмовыми балками корытного сечения. При необходимости ремонта одной из рам ее отделяют от других ( см. § 3 — 3) и производят ремонт также как обычного магнитопровода однофазного трансформатора .  [13]

Что такое однофазный трансформатор

Однофазный трансформатор – статическое устройство, имеющее две обмотки связанные индуктивно на магнитопроводе, предназначенное для преобразования одной величины напряжение и тока в другое в одной фазе.

Конструкция однофазного трансформатора

Любой однофазный трансформатор может работать только в цепях переменного тока. За счёт него полученное электрическое напряжение изменяется в нужную величину. Ток, полученный таким способом, повышается, в результате того, что мощность отдаётся в действительности без потерь. С этого и следует вывод, что основное использование такого прибора – вывести необходимое для решения задачи напряжение, после чего можно применять в определённых целях.

Вникнуть в работу прибора поможет детальный разбор конструкции трансформатора. Состоит он из следующих основных частей:

• Сердечник, состоящий из материалов с ферромагнитными свойствами;
• Две катушки, вторая находится на отдельном каркасе;
• Защитный чехол (имеется не у всех моделей).

Принцип работы

Однофазный трансформатор работает на определённом законе, ввиду которого идущее в витке переменное электромагнитное поле наводит электродвижущую силу в расположенном рядом проводнике. Действие названо законом электромагнитной индукции, которое было открыто Майклом Фарадеем в 1831 году. В результате обоснования закона учёный создал общую теорию, используемую в работе огромного числа современных электрических приборов.

При подключении первичной обмотки к источнику переменного тока в витках этой обмотки протекает переменный ток I₁, который создает в сердечнике (магнитопроводе) переменный магнитный поток. Замыкаясь в сердечнике, этот поток сцепляется с первичной и вторичной обмотками и индуцирует в них ЭДС, пропорциональные числу витков W.

Принцип работы трансформатора

В первичной обмотке ЭДС самоиндукции:
во вторичной обмотке ЭДС взаимоиндукции:
При подключение ко вторичной обмотке нагрузке потечет I2 и установиться U2.

Режимы работы

Как и любой другой преобразователь, однофазный трансформатор имеет три режима работы:

1. Режим холостого хода. Из названия понятно, что ток проходить не будет, в виду разомкнутой вторичной цепью устройства. А по первичной обмотке проходит холостой ток, основной элемент которого представлен реактивным током намагничивания. Режим используется в качестве определения КПД трансформатора, либо для вывода потерь в сердечнике.
2. Режим нагрузки. Режим определяется работой трансформатора с подсоединённым источником в первичной цепи, и определённой нагрузкой во вторичном канале устройства. Для вторичной цепи характерен протекающий ток нагрузки (посчитанного из отношения количества витков обмотки и вторичного тока) и ток холостого хода.
3. Режим короткого замыкания. Режим действует в процессе замыкания вторичной цепи из-за разностей значения потенциала. В этом режиме получаемое сопротивление от вторичной обмотки будет одним источником нагрузки. При проведении короткого замыкания можно вычислить убыток на нагрев обмотки в цепи устройства.

Коэффициент трансформации

Трансформаторы бывают повышающие и понижающие, что бы это определить нужно узнать коэффициент трансформации, с его помощью можно узнать какой трансформатор. Если коэффициент меньше 1 то трансформатор повышающий(также это можно определить по значениям если во вторичной обмотке больше чем в первичной то такой повышающий) и наоборот если К>1, то понижающий(если в первичной обмотке меньше витков чем во вторичной).

• U1 и U2 — напряжение в первичной и вторичной обмотки,
• N1 и N2 — количество витков в первичной и вторичной обмотке,
• I1 и I2 — ток в первичной и вторичной обмотки.

Виды магнитопроводов

Виды магнитопроводов

Классификация однофазных трансформаторов

Силовой трансформатор

Трансформатор используется в преобразовании электроэнергии в сетях и в устройствах, используемых для получения и применения нужной величины электрической энергии. «Силовой» подразумевает его работу с высоким напряжением. Использование силовых трансформаторов вынуждается разными показателями рабочей мощности ЛЭП, сетей в городской полосе, выводящее напряжение для конечных объектов, а также для общей работы электрических устройств и машин. Мощность разнится от нескольких единиц вольт до сотен киловатт.

Автотрансформатор – один из видов преобразователя, где первичная и вторичная обмотки не разделены, а соединены друг с другом напрямую. Ввиду этого между ними образуется как электромагнитная, так и электрическая связь. Обмотка сопровождается как минимум тремя выводами, подсоединяясь к каждой из них, можно использовать разные мощности. Главным достоинством такого трансформатора – это его высокий уровень КПД, так как преобразуется не всё напряжение, а лишь некоторая часть. Разница особенно заметна, когда входная и выходная мощность имеют незначительные отличия.

Трансформатор тока

Такой трансформатора используется в основном для уменьшения тока первичной обмотки до нужного значения, подходящего в применении цепей измерения, защиты, регулирования и сигнализации. Помимо этого используется в гальванической развязке (передача электроэнергии или сигнала связанными электрическими цепями, при этом электрический контакт между ними отсутствует).

Нормируемое значение параметров тока вторичной обмотки – 1 А или 5 А. Первичная обмотка трансформатора подсоединяется ступенчато в цепь с нагрузкой, при этом переменный ток подвергается контролю, ко вторичной обмотке подключаются измерительные устройства.

Вторичной обмотке трансформатора тока необходимо постоянно находиться в режиме около короткого замыкания. Ведь при любом варианте разъединения цепи на неё поступает высокая мощность, способная выбить изоляцию и выхода из строя включённых приборов.

Высоковольтный ТТ(слева) и низковольтный ТТ(справа)

Трансформатор напряжения

Такой трансформатор получает энергию от источника напряжения. Используется в основном для изменения высокого напряжения в низкое в различных цепях, в том числе измерительных и релейной защиты и автоматики. Имеет возможность проводить изоляцию цепей защиты и измерения от цепей повышенной мощности.

Высоковольтный ТН(слева) и низковольтный ТН(справа)

Импульсный трансформатор

Применяется для изменения импульсных сигналов с откликом импульса в точности до десятков микросекунд. При этом форма импульса сопровождается лишь незначительным искажением. Главным назначением импульсного трансформатора является передача прямоугольного электрического импульса. Используется для преобразования коротких видеоимпульсов напряжения, зачастую воспроизводящихся с высокой скважностью.

Важный параметр при использовании импульсного трансформатора – это неискажённый вид передачи импульсных систем напряжения. При влиянии на вход устройства мощности, отличающейся друг от друга, важно получить напряжение, в точности совпадающее с той же самой формой, разве что, с другой амплитудой или различающейся полярностью.

Виды импульсных трансформаторов

Особенности

Как правило, однофазные трансформаторы используют в электрических сетях и в роли источников питания различных устройствах.

Исходя из того факта, что нагрев провода прямо пропорционален квадрату току, идущего через провод, то при передаче энергии на дальние расстояния выгоднее будет использовать высокие напряжения и небольшие токи. Для исключения повреждений электроприборов и уменьшения объёма изоляции в домашних условиях лучше использовать низкие мощности.

Ввиду этого, для уменьшения затрат на транспортировку электрической энергии в общей электросети в большом количестве применяются силовые трансформаторы: вначале увеличивают напряжение генераторов на электростанциях перед передачей энергии по кабелю, а уже после транспортировки уменьшают напряжение линий электропередач до нужного уровня в повсеместном использовании.

Однофазные трансформаторы

Эксплуатация

При использовании однофазных трансформаторов технике безопасности отводится особое место. Обусловлено это тем, что устройство находится под высоким напряжением, находящимся на первичных обмотках. При подключении и установке трансформатора в электрические схемы важно соблюдать ряд правил, для исключения поломок и нарушений работы прибора:

• Чтобы обмотки не выходили из строя (выгорали), необходимо поставить защиту от короткого замыкания на вторичной цепи;
• Необходимо контролировать температурный режим сердечника и обмоток. Желательно установить систему охлаждения, предусматривающую исключение критического повышения температуры при работе.

В случае различной нагрузки от электросети изменяется и её напряжение. Для стабильной работы устройств, получающих энергию, необходимо, чтобы напряжение не изменялось от установленного уровня выше допустимого диапазона. Ввиду этого допускается использование методов регулирования напряжения в сети.

Магнитопроводов для однофазных трансформаторов

Устройство магнитопроводов однофазных трансформаторов

Магнитопрсводы трансформаторов собирают из изолированных пластин или ленты высоколегированной стали. В зависимости от формы магнитопровода и расположения обмоток на нем одно­фазные трансформаторы подразделяют на стержневые, броневые и тороидальные (кольцеобразные).

Стержневой магнитопровод (рис. 23.2)имеет два стержня, охватываемых обмотками.

Рис.23.2. Стержневой магнитопровод

Часть магнитопровода, замыкающую магнитную цепь, называют ярмом.

На каждом стержне магнитопровода помещают катушку, состоя­щую из половинок первичной и вторичной обмоток. Такое располо­жение обмоток на магнитопроводе обеспечивает лучшую магнит­ную связь между ними, чем при размещении на различных стержнях, как это условно изображают на схемах. Половины каждой обмотки, помещенные на правом и левом стержнях магни­топровода, соединяются между собой последовательно так, чтобы их н. с. совпадали по направлению.

В трансформаторе броневого типа (рис. 23.3.)первичная и вторичная обмотки помещены на среднем стержне магнитопро­вода. Таким образом, в этом трансформаторе обмотки частично охватываются (бронируются) ярмом. Магнитный поток, пронизы­вающий стержень магнитопровода, разветвляется на две части. Поэтому ярмо имеет поперечное сечение, вдвое меньшее сечения

стержня. Броневой магнитопровод обладает рядом конструктивных достоинств — один комплект обмоток вместо двух при стержневом магнитопроводе, высокий коэффициент заполнения окна магнито­провода обмоточным проводом, частичная защита обмотки ярмом от механических повреждений.

Рис.23.3. Трансформатор броневого типа

Ленточные разрезные сердечники из холоднокатаной стали могут быть также стержневыми (рис. 23.4, а) и броневыми (рис-23.4 б,).

При сборке трансформатора с ленточным сердечником магнитопровод разрезают для того, чтобы поместить обмотки на сердечнике, и затем верхнюю и нижнюю половины магнитопро­вода соединяют вместе.

Рис.23.4. Трансформаторы с ленточными сердечниками:

а) стержневого типа; б) броневого типа

Трансформаторы больших и средних мощностей выполняют стержневыми, так как в броневых трансформаторах обмотки ВН сложно изолировать от магнитопровода. Трансформаторы малой мощности чаще выполняют броневыми.

Дата добавления: 2014-12-24 ; просмотров: 1541 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Магнитопровод — однофазный трансформатор

Магнитопровод однофазных трансформаторов обычно делают Ш — образного броневого типа, у трехфазных — либо трех -, либо пятистержневой. Магнитопровод делают наборным из пластин высококачественной электротехнической стали. [1]

Какую форму имеют магнитопроводы однофазных трансформаторов . [2]

На рис. 1.14 показан эскиз магнитопровода однофазного трансформатора . [3]

Обычно магнитопроводы тяговых трансформаторов симметричны и подобны магнитопроводам однофазных трансформаторов общего назначения ( рис. X. Магнитная система тягового трансформатораОЦР — 5600 / 25 стержневая с вертикальным расположением магнитопроводов. Стержни 2 ступенчатого типа, а верхнее ярмо 1 и нижнее 3 скреплены балками, стягивающими весь магнитопровод трансформатора. [4]

Магнитная система или магнитопровод собирается из листовой трансформаторной стали толщиной 0 5 или 0 35 мм. Отдельные листы изолированы друг от друга тонким слоем лака, что приводит к уменьшению потерь на вихревые токи в железе. Магнитопровод однофазного трансформатора ( рис. 4 — 4) состоит из двух сердечников ( стержней) 1 на которых располагаются первичная и вторичная обмотки, и двух частей, свободных от обмотки, служащих для замыкания потока. [5]

В зависимости от формы магнитопровода и расположения обмоток на нем трансформаторы могут быть стержневыми и броневыми. Эти стержни соединены ярмом с двух сторон так, что магнитный поток замыкается по стали. Магнитопровод броневого однофазного трансформатора ( рис. 74, б) имеет один стержень, на котором полностью помещены обмотки трансформатора. Стержень с двух сторон охватывается ( бронируется) ярмом так, что обмотка частично защищена магнитопроводом от механических повреждений. [7]

В зависимости от формы магнитопровода и расположения обмоток на нем трансформаторы могут быть стержневыми и броневыми. Эти стержни соединены ярмом с двух сторон так, что магнитный поток замыкается через сталь. Магнитопровод броневого однофазного трансформатора ( рис. 102, б) имеет один стержень, на котором полностью размещены обмотки трансформатора. Стержень с двух сторон охватывается ( бронируется) ярмом так, что обмотка частично защищена сердечником от механических повреждений. [9]

В последнее время в конструкции стержневых магнитопроводов внесены значительные изменения. Косой стык в конструкции магнитопроводов позволяет заметно уменьшить потери холостого хода за счет некоторого усложнения в изготовлении. На рис. 30, а, б показаны пластины с косым стыком и магнитопровод однофазного трансформатора с косым стыком пластин после расшихтовки верхнего ярма, а на рис. 31-часть верхнего ярма ( в процессе шихтовки) над крайним и средним стержнями трехфазного трансформатора мощностью 1000 кВ — А. [11]

В многорамных магнитопроводах, состоящих из отдельных рам, расположенных рядом, каждая рама имеет свои ярмовые балки, выполненные в виде пластин толстолистовой стали. Кроме того, все рамы скреплены общими ярмовыми балками корытного сечения. При необходимости ремонта одной из рам ее отделяют от других ( см. § 3 — 3) и производят ремонт также как обычного магнитопровода однофазного трансформатора . [13]

Магнитопроводы трансформаторов

Автор: Евгений Живоглядов.
Дата публикации: 19 марта 2013 .
Категория: Статьи.

Виды магнитопроводов

По конструкции магнитопровода трансформаторы подразделяются на стержневые и броневые.

Магнитопровод однофазного стержневого трансформатора (рисунок 1, а) имеет два стержня С, на которых размещаются обмотки, и два ярма Я, которые служат для создания замкнутого магнитопровода. Каждая из двух обмоток (1 и 2) состоит из двух частей, расположенных на двух стержнях, причем эти части соединяются либо последовательно, либо параллельно. При таком расположении первичная и вторичная обмотки находятся близко друг от друга, что приводит к увеличению коэффициента электромагнитной связи [смотрите равенство (1) в статье «Принцип действия и виды трансформаторов»].

Однофазный трансформатор броневой конструкции (рисунок 1, б) имеет один стержень с обмотками и развитое ярмо, которое частично закрывает обмотки подобно «броне».

Для преобразования, или трансформации, трехфазного тока можно использовать три однофазных трансформатора (рисунок 2), обмотки которых соединяются по схеме звезды или треугольника и присоединяются к трехфазной сети. Такое устройство называется трехфазной трансформаторной группой или групповым трансформатором. Чаще, однако, применяются трехфазные трансформаторы с общим для всех фаз магнитопроводом, так как такие трансформаторы компактнее и дешевле.

Рисунок 2. Трехфазная трансформаторная группа

Рисунок 3. Идея образования трехфазного трехстержневого трансформатора

Идея образования трехфазного трансформатора стержневого типа показана на рисунке 3. Если для трехфазных синусоидальных токов соблюдается условие

то для синусоидальных потоков трех трансформаторов (рисунок 3, а) также соблюдается условие

Поэтому, если объединить три стержня 1, 2 и 3 (рисунок 3, а) в общий стержень, то поток в этом стержне будет равен нулю и этот стержень можно удалить. Тогда получим трехфазный трехстержневой трансформатор, показанный на рисунке 3, б. Конструкцию этого трансформатора можно упростить, расположив все три стержня в одной плоскости (рисунок 3, в). Эта последняя конструкция была предложена М. О. Доливо-Добровольским в 1889 году и получила всеобщее распространение. Такой магнитопровод не вполне симметричен, так как длина магнитных линий средней фазы несколько короче, чем для крайних, однако влияние этой несимметрии весьма незначительно.

Трехфазный броневой трансформатор (рисунок 4) можно рассматривать как три однофазных броневых трансформатора, поставленные рядом или друг над другом. При этом средняя фаза имеет обратное включение относительно крайних, чтобы в соприкасающихся частях магнитной системы потоки фаз складывались, а не вычитались. Так как , то при таком включении средней фазы поток в соприкасающихся частях магнитной системы уменьшается в √3 раза, и во столько же раз можно уменьшить сечение этих частей магнитопровода. При этом потоки во всех частях ярма равны половине потока стержней.

В броневых трансформаторах коэффициент электромагнитной связи между обмотками несколько больше, чем в стержневых, и поэтому броневые трансформаторы в электромагнитном отношении несколько совершеннее. Однако это преимущество не имеет большого значения. Поскольку броневые трансформаторы сложнее по конструкции, в России силовых трансформаторов броневой конструкции не строят.

С увеличением мощности трансформаторов возрастают их размеры и трудности транспортировки по железным дорогам. Поэтому в трансформаторах мощностью S_н > 80 – 100 МВ×А на фазу и напряжением 220 – 500 кВ применяют бронестержневую или многостержневую конструкцию. Такие конструкции получаются, если у трансформаторов вида показанных на рисунках 1, а и 3, в добавить слева и справа по одному боковому ярму (рисунок 5). При этом магнитный поток в верхнем и нижнем ярмах разветвляется и в случае, изображенном на рисунке 5, а, уменьшается в два раза, а в случае на рисунке 5, б – в раза по сравнению с рисунками 1, а и 3, в. Во столько же раз можно уменьшить сечение ярем, в результате чего высота магнитопроводов уменьшается.

Рисунок 5. Устройство бронестержневых трансформаторов

Преимущественно применяются трехфазные трансформаторы с общей магнитной системой. Трехфазные группы однофазных трансформаторов используются, во-первых, при весьма больших мощностях (S_н > 300 МВ×А), когда транспорт трехфазного трансформатора становится весьма затруднительным или невозможным, и, во-вторых, иногда при S_н > 30 МВ×А, когда применение однофазных трансформаторов позволяет уменьшить резервную мощность на случай аварии или ремонта.

Рисунок 6. Схемы стыковых магнитопроводов

Рисунок 7. Укладка листов стали в слоях шихтованных магнитопроводов однофазных (а) и трехфазных (б) трансформаторов

Конструкция магнитопроводов

По способу сочленения стержней с ярмами различают трансформаторы со стыковыми (рисунок 6, а, б) и шихтованными (рисунок 7, а, б) магнитопроводами. В первом случае стержни и ярма собираются отдельно и крепятся друг с другом с помощью стяжных шпилек, а в места стыков во избежание замыкания листов и возникновения значительных вихревых токов ставятся изоляционные прокладки. Во втором случае стержни и ярма собираются вместе как цельная конструкция, причем листы стержней и ярем отдельных слоев собираются в переплет. При стыковой конструкции наличие немагнитных зазоров в местах стыков вызывает заметное увеличение магнитного сопротивления магнитопровода и вследствие этого увеличение намагничивающего тока. Кроме того, наличие изоляционных прокладок не дает полной гарантии от возможности замыкания листов стали. Поэтому стыковые магнтопроводы применяются редко.

У броневых магнитопроводов сечения стержней прямоугольные, а стержневые и бронестержневые магнитопроводы имеют в сечении вид многоугольника, вписанного в окружность (рисунок 8, а, б). В этом случае обмотки имеют вид круговых цилиндров и вследствие ступенчатого сечения магнитопровода коэффициент заполнения сталью полости обмотки получается большим. Такая конструкция с точки зрения расхода материалов, уменьшения габаритов и стоимости изготовления трансформатора, а также механической прочности обмоток является наиболее рациональной. Число ступеней магнитопровода увеличивается с увеличением мощности. В мощных трансформаторах в сечении магнитопровода предусматриваются каналы для его охлаждения циркулирующим трансформаторным маслом (рисунок 8, б).

Рисунок 8. Формы сечения стержней трансформаторов

Рисунок 9. Формы сечения ярем трансформаторов

Для упрощения технологии изготовления ярем их сечение берется прямоугольным или с небольшим числом ступеней (рисунок 9). Форма сечения ярма и его сочленение со стержнем выбираются с учетом обеспечения равномерного распределения магнитного потока в сечении магнитопровода. Площади сечения ярем выбираются так, чтобы индукция в них была на 10 – 15% меньше, чем в стержнях. Стяжка стержней трансформаторов средней (до 800 – 1000 кВ×А) и большой мощности показана на рисунках 10 и 11. Ярма трансформаторов стягиваются с помощью деревянных или стальных балок. Для весьма мощных трансформаторов применяются и более сложные конструкции магнитопроводов.

Рисунок 10. Стяжка стержней трансформаторов средней мощности	Рисунок 11. Стяжка стержней трансформаторов большой мощности
1 – деревянная планка; 2 – изоляционный цилиндр; 3 – деревянный стержень	1 – стальная шпилька; 2 – трубка из бакелизированной бумаги; 3 и 5 – шайбы из электротехнического картона; 4 – стальная шайба

В однофазных трансформаторах весьма малой мощности (до 150 – 200 В×А) применяется броневая конструкция магнитопроводов. При этом стремятся к наибольшему упрощению их изготовления и сборки, а также к уменьшению отходов листовой стали. Обычно штамповка листов магнитопровода производится по одному из вариантов, изображенных на рисунках 12 и 13. В первом случае лист вырубается одним ударом штампа и имеет прорезь n; при сборке средний лепесток временно отгибается и вводится внутрь катушки обмотки, лепесток последующего листа вводится внутрь катушки с противоположного, торцевого, ее конца и так далее. Во втором случае одновременно вырубаются Ш-образные листы Ш1 и Ш2 и ярмовые листы Я1 и Я2 (рисунок 13, а), из которых составляются два слоя листов магнитопровода (рисунок 13, б). При этом листы вводятся внутрь катушки также поочередно с одного и второго ее конца.

Магнитопроводы силовых трансформаторов собираются из листов электротехнической стали толщиной 0,35 или 0,5 мм марок 1511, 1512, 1513 или 3411, 3412, 3413. Применение холоднокатаной стали в последние годы все больше расширяется.

Межлистовая изоляция осуществляется путем односторонней оклейки листов стали изоляционной бумагой толщиной 0,03 мм или двустороннего покрытия изоляционным масляным лаком.

Индукции в стержнях трансформаторов мощностью 5 кВ×А и выше находится в пределах 1,2 – 1,45 Т для горячекатаных сталей и 1,5 – 1,7 Т для холоднокатаных сталей у масляных трансформаторов и соответственно 1,0 – 1,2 Т и 1,1 – 1,5 Т у сухих трансформаторов.

Источник: Вольдек А. И., «Электрические машины. Учебник для технических учебных заведений» – 3-е издание, переработанное – Ленинград: Энергия, 1978 – 832 с.

Принцип работы однофазного 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.

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

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.

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.

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.

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.

Из приведенных выше формул можно сделать вывод о том, что ЭДС отстает от магнитного потока на четверть периода и отношение ЭДС в обмотках трансформатора равно отношению чисел витков E1/E2=n1/n2.

Устройство и принцип работы

Схема однофазного двухобмоточного трансформатора представлена ниже.

На схеме изображены основные части: ферромагнитный сердечник, две обмотки на сердечнике. Первая обмотка и все величины которые к ней относятся (i1-ток, u1-напряжение, n1-число витков,Ф1 – магнитный поток) называют первичными, вторую обмотку и соответствующие величины — вторичными.

Из приведенных выше формул можно сделать вывод о том, что ЭДС отстает от магнитного потока на четверть периода и отношение ЭДС в обмотках трансформатора равно отношению чисел витков E1/E2=n1/n2.

Как только вторичная обмотка подключается к нагрузке, в цепи возникает ток i2, то есть совершается передача энергии от трансформатора, который получает ее из сети, к нагрузке. Передача энергии в самом трансформаторе происходит благодаря магнитному потоку Ф.

Обычно мощность на выходе и мощность на входе приблизительно равны, так как трансформаторы являются электрическими машинами с довольно высоким КПД, но если требуется произвести более точный расчет, то КПД находиться как отношение активной мощности на выходе к активной мощности на входе η = P2/P1.

Магнитопровод трансформатора представляет собой закрытый сердечник собранный из листов электротехнической стали толщиной 0,5 или 0,35мм. Перед сборкой листы с обеих сторон изолируют лаком.

По типу конструкции различают стержневой (Г-образный) и броневой (Ш-образный) магнитопроводы. Рассмотрим их структуру.

Стержневой трансформатор состоит из двух стержней, на которых находятся обмотки и ярма, которое соединяет стержни, собственно, поэтому он и получил свое название. Трансформаторы этого типа применяются значительно чаще, чем броневые трансформаторы.

Броневой трансформатор представляет собой ярмо внутри которого заключается стержень с обмоткой. Ярмо как бы защищает стержень, поэтому трансформатор называется броневым.

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.

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.

U12.
Выделение части потребляемой трансформатором мощности в виде электрических и магнитных потерь приводит к нагреву трансформатора.

Главная > Контрольная работа >Физика

Устройство и принцип действия трансформатора

По назначению трансформаторы можно разделить на следующие типы:

силовые одно — и трехфазные трансформаторы номинальной мощностью от нескольких единиц до 1 млн кВ-А и напряжением до 1250 кВ используются в сетях для распределения электроэнергии. К силовым относятся и трансформаторы малой мощности от 10 до 300 В-А, применяемые в устройствах радиотехники, промышленной электроники и автоматики. По способу охлаждения силовые трансформаторы подразделяются на масляные и воздушные;

автотрансформаторы — используются для изменения (регулирования) напряжения, имеют, как правило, плавную регулировку выходного напряжения;

измерительные трансформаторы — применяются в качестве элементов измерительных устройств;

трансформаторы специального назначения — применяются в конкретных электротехнических устройствах для различных целей. Примерами могут служить сварочные трансформаторы для различных видов сварки, импульсные трансформаторы для преобразования высокочастотных импульсных периодически повторяющихся сигналов в радиолокационной технике и телевидении.

Конструктивное исполнение и электромагнитные процессы, происходящие в трансформаторах различных типов, имеют много общего. Поэтому для изучения их работы рассмотрим однофазный двухобмоточный трансформатор.

Однофазные трансформаторы по форме магнитопровода подразделяются на стержневые и броневые (рис.1). У маломощных трансформаторов сечение стержней выполняется прямоугольным, у мощных — близким к круглому.

Рис.1. Расположение обмоток однофазных трансформаторов со стрежневым (а) и броневым (б) магнитопроводами.

Обмотка трансформатора, соединенная с источником электроэнергии, называется первичной (рис.2). Соответственно первичными именуются все величины, относящиеся к этой обмотке: число витков w 1 напряжение u 1 , сила тока i 1 и т.д. Обмотка, соединенная с нагрузкой, называется вторичной, относящиеся к ней величины также называются вторичными ( w 2 , и 2 , i 2 ). У некоторых трансформаторов может быть несколько вторичных обмоток, питающих разные цепи.

Рис.2. Электромагнитная схема (а) и условные обозначения (б) однофазного двухобмоточного трансформатора.

U 1 m = E 1 m ; U 2 m — Е 2т .

и 1 = U 1 m sin ωt , то Ф ( t ) = Ф m sin ωt – π , где Ф m =

Таким образом, при синусоидальном входном напряжении магнитный поток и 1 в сердечнике Ф ( t ) также синусоидален и отстает от напряжения на угол π /2. Поток Ф ( t ) индуцирует в обмотках синусоидальные ЭДС, мгновенные значения которых

е 1 = E 1 m sin ( ωt — π ), е г = Е 2т sin ( ωt — π ), где Е 1т = w 1 ω Ф m ; Е 2т = w 2 ω Ф m .

Из этих выражений видно, что е 1 и е 2 отстают от Ф на угол π /2, а от и 1 — на угол π . Действующие значения синусоидальных ЭДС обмоток

2. Механическая характеристика асинхронного двигателя

При увеличении сопротивления ротора (в двигателе с фазным ротором сопротивление ротора можно регулировать, подключая к нему реостат) зависимость становится более крутой (менее жесткой) (рис.2). Из характеристик видно, что при увеличении сопротивления ротора R 2 , частота вращения ротора уменьшается ( n ” 2 n ’ 2 n 2 ), а пусковой момент увеличивается (М” 2 пуск >М’ 2пуск >М 2пуск) .

Рис.1. Механическая характеристика асинхронного двигателя

Рис.2. Влияние сопротивления ротора на механическую характеристику

Список литературы

1. Бутырин П.А. Электротехника: учебник. — М.: Издательский центр «Академия», 2007. — 272 с.

в первичной обмотке — ЭДС самоиндукции: e₁=-ω₁(dФ/dt), (1.1)

• Астрономия
• Биология
• Биотехнологии
• География
• Государство
• История
• Лингвистика
• Литература
• Менеджмент
• Механика
• Образование
• Охрана труда
• Педагогика
• Политика
• Право
• Психология
• Социология
• Физика
• Химия
• Экология
• Электроника
• Электротехника
• Энергетика
• Юриспруденция
• Этика и деловое общение

Электротехника Назначение, устройство и принцип работы однофазного трансформатора

Трансформатораминазываются статические электромагнитные аппараты, предназначенные для преобразования энергии переменного тока одного напряжения в энергию переменного тока другого напряжения при неизменной частоте.

Трансформаторы применяются в системах электропередачи, в автоматике, измерительной технике.

Простейший силовой трансформатор состоит из (рис.1.2, а):

— замкнутого магнитопровода, выполненного из ферромагнитного материала (обычно листовая электротехническая сталь),

— и двух обмоток ω₁, ω₂, расположенных на стержнях магнитопровода.

Рис.1. Конструкция (а) и условное обозначение трансформатора (б)

Одна из обмоток, называемая первичной ω₁, присоединяется к источнику переменного тока с напряжением U₁.

К другой обмотке — вторичной ω₂, подключается нагрузка Z_H.

Особенность построения трансформатора

— первичная и вторичная обмотки трансформатора не имеют электрической связи друг с другом, и мощность из одной обмотки в другую передается электромагнитным путем;

-магнитопровод, на котором расположены эти обмотки, служит для усиления индуктивной связи между обмотками.

Принцип действие трансформатора (основан на явлении электромагнитной индукции): При подключении первичной обмотки к источнику переменного тока по ней протекает переменный ток i₁, который создает в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф. Замыкаясь в магнитопроводе, данный поток сцепляется с обеими обмотками и индуцирует в них электродвижущие силы (ЭДС):

в первичной обмотке — ЭДС самоиндукции: e₁=-ω₁(dФ/dt), (1.1)

во вторичной обмотке — ЭДС взаимоиндукции:e₂=-ω₂(dФ/dt), (1.2)

где ω₁ и ω₂ – числа витков в первичной и вторичной обмотках трансформатора.

При подключении нагрузки Z_H к выводам вторичной обмотки трансформатора под действием ЭДС e₂ в цепи этой обмотки создается ток i₂, а на выводах вторичной обмотки устанавливается напряжение U₂.

Логическая цепочка:

u₁ → i₁→Ф₁→е₁, е₂; е₂→ u₂→ i₂→Ф₂

Особенности конструкции:

1) Магнитопровод представляет пакет, набранный из листов, электротехнической стали (толщиной 0,5 и менее), изолированных друг от друга теплостойким лаком. Назначение магнитпровода – усиление магнитной связи (магнитного поля) между обмотками.

Часть магнитопровода, вокруг которой расположены обмотки, принято называть сердечником (или стержнем), а часть, соединяющая сердечники – ярмом.

Классификация трансформаторов:

1. По назначению

— силовые (предназначены для питания различных устройств);

— измерительные (предназначены для подключения к измерительным приборам — трансформаторы тока и напряжения),

— специальные (автотрансформаторы, импульсные, согласующие и т.д.).

3. По частоте переменного тока

— на низкочастотные (до 10 000 Гц);

— высокочастотные (свыше 10 000 Гц).

4. По соотношению первичного и вторичного напряжения

Назначение, устройство и принцип работы трансформаторов 10/0.4 кB. Опыт холостого хода, схема трансформатора на холостом ходу. Опыт короткого замыкания трансформатора. Схема соединения обмоток трехфазного трансформатора. Группы соединений обмоток.

Подобные документы

Принцип действия и устройство однофазного трансформатора. Работа трансформатора вхолостую и под нагрузкой. Значение отношения токов первичной и вторичной обмоток трансформатора. Магнитный поток как передатчик мощности от источника энергии к обмотке.

реферат, добавлен 09.06.2015

Устройство однофазного трансформатора. Определение коэффициента трансформации. Рабочие характеристики и функции вторичного тока. Основные параметры схемы замещения. Схема проведения опыта холостого хода и снятие рабочих характеристик трансформатора.

лабораторная работа, добавлен 12.05.2013

Исследование классификации и области применения однофазного трансформатора. Экспериментальное определение параметров схемы замещения по опытам холостого хода и короткого замыкания. Потери мощности и коэффициент полезного действия трансформатора.

лекция, добавлен 06.01.2020

Обзор особенностей работы трансформатора под нагрузкой. Внешняя характеристика трансформатора. Потери мощности электрической энергии в трансформаторе. Изучение второго закона электромеханики. Регулировка сварочного тока. Индуктивное сопротивление обмоток.

презентация, добавлен 21.10.2013

Назначение, устройство и принцип работы трансформаторов 10/0.4 кB. Опыт холостого хода, схема трансформатора на холостом ходу. Опыт короткого замыкания трансформатора. Схема соединения обмоток трехфазного трансформатора. Группы соединений обмоток.

реферат, добавлен 19.09.2017

Изучение устройства и принципа работы трансформатора, анализ его внешних характеристик при различных нагрузках (активной, активно-индуктивной, ёмкостной). Определение коэффициента трансформации, напряжения короткого замыкания, параметров схемы замещения.

лабораторная работа, добавлен 19.11.2014

Параметры Т-образной схемы замещения трансформатора. Построение векторной диаграммы трансформатора при активной номинальной нагрузке. Сечение проводников обмоток. Мощность потерь короткого замыкания. Реактивное сопротивление холостого хода трансформатора.

лабораторная работа, добавлен 07.06.2012

Электромагнитная схема однофазного трансформатора. Основные узлы масляного трансформатора. Создание переменного магнитного потока по магнитопроводу и результирующего потока при нагрузке при холостом ходе. Охладительное устройство трансформатора.

доклад, добавлен 14.04.2013

Определение трансформатора. Анализ трансформаторов силовых и специального назначения. Обмотка и условная схема работы трансформаторов. Принцип действия однофазного двухобмоточного трансформатора. Определение параметров однофазных трансформаторов.

презентация, добавлен 18.03.2016

Потребность трансформирования электрической энергии — повышения и понижения переменного напряжения в сети. Классификация и типы трансформаторов, принцип их работы. Анализ работы однофазного двухобмоточного трансформатора. Электромагнитная схема прибора.

статья, добавлен 18.03.2015

• 1
• 2
• 3
• 4
• »

В модуле описывается устройство, принцип действия, рабочие процессы и режимы работы однофазного двухобмоточного трансформатора. Для работы с модулем необходимы знания об электромагнетизме и магнитной индукции. Модуль включает два интерактивных задания. Приблизительное время работы с модулем – 40 минут

Дисциплины
Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям) / Электрические машины / Трансформаторы / Устройство, принцип действия и рабочие процессы однофазного трансформатора / Работа однофазного трансформатора

Уровень образования
Профессионально-техническая подготовка, повышение квалификации

Статус
Завершенный вариант (готовый, окончательный)

Тип ИР сферы образования
информационный модуль

Трансформатор для розжига топлива легкой фракции ОСЗ-730 имеют степень защиты IP00, мощность 0,25 кВА.

Однофазный трансформатор напряжения может применяться для питания цепей местного освещения, автоматики, сигнализации, управления. Однофазные трансформаторы могут использоваться:

Характеристики и параметры однофазных трансформаторов включают номинальную мощность, напряжения первичной и вторичной обмоток, КПД, массу. Несколько примеров таких трансформаторов.

Трансформаторы серии ОСМ1 для цепей автоматики, освещения, сигнализации производятся мощностью от 0,063 кВА до 4,0 кВА с КПД 83-97% массой от 1,6 до 29 кг.

Трансформатор для розжига топлива легкой фракции ОСЗ-730 имеют степень защиты IP00, мощность 0,25 кВА.

Силовой однофазный трансформатор может быть выполнен с мощностью от 0,63 кВА до 10 кВА, рассчитан на температуру окружающей среды от -45°С до +45°С массой от 40 до 120 кг. Работа таких трансформаторов рассчитана не менее чем на 25000 ч. Такие трансформаторы применяются в магистральных трубопроводах для катодной защиты, в сетях энергосистем для понижения напряжения, на железных дорогах в системах автоблокировки. Устройства могут устанавливаться внутри и вне помещений в умеренном климате.

Трансформатор понижающий однофазный используется в промышленных электрических установках для питания электроаппаратуры. Например, ОСВМ (многоцелевой однофазный в защитном кожухе)

Приведенный однофазный трансформатор.

Пересчет параметров вторичной обмотки

Определение индуктивного сопротивления рассеяния.

На рис.1.2 приведен чертеж картины магнитных полей обмотки трансформатора.

ТокIв обмотке трансформатора создает магнитное полеФ, направление которого определяется правилом буравчика. Поле представляет собой замкнутые линии, которые окружают проводник витка с током и которые вложены друг в друга.

Поля Ф_р, как созданные токомIв катушке, прямо пропорциональны току:

В то же время поля Ф_рявляются переменными, так как токIв катушке переменный. Переменное магнитное полеФ_риндуктирует в катушке э.д.с. рассеянияЕ_р, которая прямо пропорциональна ему:

Из пропорций (1.8) и (1.9) следует, что между э.д.с. Е_ри токомФ_р

Iтакже существует прямая пропорция:

Известно, что законом Ома устанавливается пропорция между напряжением цепи и током в ней и коэффициентом пропорциональности является сопротивление. Применим формально к выражению (1.10) закон Ома:

(1.11)

где х_рназывают индуктивным сопротивлением рассеяния.

Теперь используем следующие факты относительно переменных Е_р,Ф_р и I.

Ток Iи магнитный потокФ_рсинфазны, а э.д.с.Е_ротстает по фазе от потокаФ_рна угол90 ○ .Следовательно, э.д.с.Е_ротстает от токаIна угол90 ○ .В комплексных переменных отстающему на угол90 ○ сигналу соответствует символ —j.С учетом указанного фазового сдвига междуЕ_риIвыражение (1.11) может быть заменено на векторное:

(1.12)

Приведенный однофазный трансформатор.

Процедура приведения трансформатора заключается его в замене электрической схемы, содержащей две индуктивно связанные катушки, на схему с непосредственным соединением первичной и вторичной обмоток. Расчет последней схемы будет проще, так как в ней не будет индуктивной связи. Процедура приведения поясняется серией рисунков (рис.1.3).

На рис.1.3,а приведена исходная схема физического трансформатора. Затем каждая из обмоток представляется (рис.1.3,б) в виде источника э.д.с. Е₁иЕ₂, индуктивного сопротивления рассеяниях_р1их_р2и активных сопротивленийR₁иR₂проводников обмоток. В последней схемеЕ₁иЕ₂не равны друг другу, так у обмоток неодинаковые числа витковw₁иw₂.

Пересчет параметров вторичной обмотки.

При выводе формул использовались равенство активных, реактивных и полных мощностей на всех одноименных элементах исходной схемы трансформатора и его схемы замещения.

Расчеты, например, напряжения U₂и токаI₂в нагрузке с использованием полной схемы замещения трансформатора выполнятся по следующему алгоритму:

1. По формулам с 3-й по 7-ю системы (1.13) переводятся все физические сопротивления в приведенные. Сопротивления первичной обмотки x_р1иR₁и цепи намагничиванияx₀иR₀берутся не пересчитанными.

2. По схеме замещения (рис.1.3,д) методами теории цепей рассчитываются все токи и напряжения, в том числе и .

3. По формулам, обратным к формулам 1 и 2 системы (1.13), рассчитывают физические напряжение U₂и токI₂.

Считается, что трансформаторная отрасль весьма консервативна. Тем не менее и ей приходится считаться с революционными изменениями в области электротехники, где все громче о себе заявляют нанотехнологии. Как и множество других устройств, они постепенно «умнеют».

Какие они, трансформаторы будущего

Считается, что трансформаторная отрасль весьма консервативна. Тем не менее и ей приходится считаться с революционными изменениями в области электротехники, где все громче о себе заявляют нанотехнологии. Как и множество других устройств, они постепенно «умнеют».

Активно ведется поиск новых конструкционных материалов – изоляционных и магнитных, способных обеспечить более высокую надежность трансформаторного оборудования. Одним из направлений может стать использование аморфных материалов, что значительно повысит его пожарную безопасность и надежность.

Появятся взрыво- и пожаробезопасные трансформаторы, в которых хлордифенилы, используемые для пропитки электроизоляционных материалов, будут заменены нетоксичными жидкими, экологически безопасными диэлектриками.

Примером тому — элегазовые силовые трансформаторы, где функцию хладагента выполняет негорючий элегаз гексафторид серы, вместо далеко не безопасного трансформаторного масла.

Вопрос времени – создание «умных» электросетей, оснащенных полупроводниковыми твердотельными трансформаторами с электронным управлением, с помощью которых появится возможность регулировать напряжение в зависимости от потребностей потребителей, в частности, подключать к домашней сети возобновляемые и промышленные источники питания, или наоборот отключать лишние, когда в них нет необходимости.

Еще одно перспективное направление – низкотемпературные сверхпроводимые трансформаторы. Работа по их созданию началась еще в 60-е годы. Главная проблема, с которой столкнулись ученые – огромные размеры криогенных систем, необходимых для изготовления жидкого гелия. Все изменилось в 1986 году, когда были открыты сверхпроводниковые высокотемпературные материалы. Благодаря им, появилась возможность отказаться от громоздких охлаждающих устройств.

Сверхпроводимые трансформаторы обладают уникальным качеством: при высокой плотности тока потери в них минимальны, зато, когда ток достигает критических значений, сопротивление от нулевого уровня резко увеличивается.