Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Назначение и области применения трансформаторов. Устройство и принцип действия однофазных трансформаторов

 

С целью экономичной передачи электроэнергии на дальние расстояния и распределения ее между разнообразными потребителями появляется необходимость в ее трансформации. Последнее осуществляется с помощью повышающих и понижающих трансформаторов.

 

Трансформатор –статический электромагнитный аппарат,его действие основано на явлениивзаимной индукции, он предназначен для преобразования электрической энергии переменного тока с параметрами U1, I1 в энергию переменного тока с параметрами U2, I2 той же частоты.

 

Трансформаторы широко используются во всякого рода измерительных устройствах, радиоприемниках, телевизорах, осциллографах, для местного освещения, в сварочных и электротермических установках, при измерении тока, напряжения и мощности в электрических цепях с большим напряжением или с большими токами.

Трансформатор (рис.1) состоит из ферромагнитного магнитопровода 1, собранного из отдельных листов электротехнической стали, на котором расположены две (w1, w2) обмотки, выполненные из медного или алюминиевого провода. Обмотку, подключенную к источнику питания, принято называть первичной, а обмотку, к которой подключаются приемники, - вторичной. Если первичную обмотку трансформатора с числом витков w1 включить в сеть переменного тока,

Рис.1

 

то напряжение сети U1 вызовет в ней ток I1 и МДС I1w1 создаст переменный магнитный поток Ф. Переменный магнитный поток Ф создаст в обмотке w1 ЭДС Е1, а в обмотке w2 ЭДС Е2. Когда есть нагрузка, электрическая цепь вторичной обмотки оказывается замкнутой и ЭДС Е2 вызовет в ней ток I2.Таким образом,электрическая энергия первичной цепи с параметрами U1, I1 и частотой f будетпреобразована в энергию переменного тока вторичной цепи с параметрами U2, I2 и f.

Коэффициент трансформации трансформатора:

 

  e1 =   E1 = w1   = n. Отношение значений ЭДС Е1 и Е2 равно отношению чисел витков первичной  
  e2   E2 w2  
        и вторичной обмоток.    
                   
Т.к. U1 Е1, U2 Е2, то w1   U1   откуда следует, что U2 = U1 w2 / w1 = U1/n1.Тогда I2 = I1n.  
w2 U2 = n,  
                       

           
2. Схемы замещения. Опыты холостого хода и короткого замыкания      
  Опыт холостого хода. Для выяснения соответствия действительных
  значений тока холостого хода, потерь мощности в магнитопроводе и
  коэффициента трансформации расчетным данным вновь
  спроектированного и изготовленного трансформатора проводят опыт
  холостого хода.          
  Схема опыта холостого хода изображена на рис.1, схема
  замещения – на рис.2. В соответствии с паспортными данными
Рис.1 трансформатора устанавливают напряжение на первичной обмотке,

равное номинальному значению, после чего записывают показания приборов. Амперметр измеряет ток

    холостого хода I10, ваттметр — потери мощности в трансформаторе Р0
    ≈ Рст. Отношение показаний вольтметров равно коэффициенту
    трансформации трансформатора n ≈ U1/U2. Поскольку ток холостого хода
    и активное сопротивление первичной обмотки малы, потери в ней
    незначительны и намного меньше потерь в магнитопроводе
    трансформатора. На основании опытных данных можно определить r0, x 0,
    z0, а также значения тока Iр и Iа . Если пренебречь r1 и х1 (так как r1 << r0 и
х1 << х0), то    
r0 = P0/I102; z0 = U1/I10;  
       
х0 = √ ; cos φ0 = r0/z0;  
Ip = I10sin φ0; Ia = I10cos φ0.  
    Опыт короткого замыкания. Для выяснения соответствия
    значений расчетных данных сопротивлений rк и xк их
    действительным проводят опыт короткого замыкания. Опыт
    проводят и для определения rк и xк , когда их расчетные
    значения не известны. Схемы опыта и замещения короткого
    замыкания изображены на рис.3 соответственно а и б.  

После сборки схемы опыта с помощью какого-либо

Рис.3 регулятора напряжения устанавливают напряжение на первичной

 

обмотке такого значения, при котором ток в обмотках равен их номинальным значениям. Напряжение при этом окажется не более 5 — 15% номинального. Это напряжение называют напряжением короткого замыкания и обозначают U. Затем записывают показание приборов.

 

Т.к. потери мощности в магнитопроводе значительно меньше потерь в обмотках трансформатора при номинальном токе, то ими можно пренебречь, т.е. ваттметр фактически измеряет мощность потерь

 

в обмотках трансформатора при номинальной нагрузке.  
Значение полного сопротивления определяется по показаниям вольтметра и амперметра и
составляет zк = U/I = U /I .    
Значение индуктивного сопротивления определяется из выражения xк = √ .
     

В трансформаторах малой мощности (10 —500 Вт) rк > хк , средней rк < хк , большой rк << хк.


 




©2015 studenchik.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.