Cu un astfel de transformator principiul transformator al dispozitivului

Principiul dispozitivului de transformare

Transformator - statice (fără piese în mișcare) dispozitiv electromagnetic adaptat pentru a ridica sau coborî tensiunea de curent alternativ.

Diagrama schematică a transformatorului prezentat în Fig. 1.

Fig. 1. Schema de principiu a transformatorului

Componentele principale ale transformatorului: un miez de fier închis 1 și se așează pe acest miez de înfășurare 2 și 3. Bobinele sunt izolate din miez de fier și unul față de celălalt, și anume, bobina nu este conectat electric ...

transformatoare miezuri sunt extrase din foi de așa numita grosime oțel special transformator de 0,35 sau 0,5 mm.

tablă de oțel izolate una de alta printr-o hârtie specială sau o izolație lac.

oțel Transformarea a crescut în comparație cu rezistența electrică convenționale din oțel, care contribuie, precum prezența garniturilor și un lac, o scădere a curenților turbionari induși în miez, și le pierderile asociate.

Pierderile din oțel transformatorului asociate cu histerezis (inversare). mai puțin decât în ​​alte clase de oțel.

Înfășurării transformatorului la care este livrată energia electrică este numit primar. de altă parte, alături de receptoare de energie, - înfășurarea secundară.

Prin urmare, toate cantitățile electrice (.. putere, tensiune, curent, rezistență, etc.) referitoare la circuitul electric al înfășurării primare, numit primar, și în legătură cu înfășurarea secundară, - secundar.

Bobinaj cu o tensiune înaltă de înfășurare este numită mai mare tensiune (a. N.), Bobinajul atașat la o rețea cu o tensiune mai mică, numită înfășurare inferioară tensiune (nn).

În cazul în care tensiunea secundară este mai mică decât primar, transformatorul pas în jos se numește, iar în cazul în care mai mult - crește.

transformator Mode, în care înfășurarea secundară este deschisă, iar terminalele primar este alimentat cu tensiune, denumit inactiv.

În cazul în care bornele înfășurării primare U1 AC tensiune sumă. debitul în curent înfășurare primară, care va crea alternativ flux magnetic.

Partea predominantă a liniilor de flux magnetic va fi închisă pe miezul de oțel, penetrant bobinaje toate firele primare și secundare. Această parte se numește fluxul magnetic primar, sau de lucru, flux Ft.

O altă parte a fluxului este de obicei mult mai mic, acesta este închis prin aer, penetrant doar bobine de înfășurare primară, și se numește fluxul de scurgere a FS1 înfășurare primară. La circuit deschis secundar (circuitul alimentat de la înfășurarea secundară), curentul în ea este absentă și nu este asociat cu nici un câmp magnetic.

Odată cu închiderea curentului circuit secundar are loc în acesta; câmpul magnetic asociat produce două fluxuri, unul de bază și unul care închide aerul FS2; astfel, despre înfășurarea secundară, de asemenea, creează fluxul de scurgere.

Fluxurile similar cu inductanța magnetică de imprastiere de flux, care creează un inductor curent la orice și fiecare fir. Aceste fluxuri sunt dăunătoare.

Conform legii inducției electromagnetice cu schimbare a fluxului magnetic principal este indus de e. d. a. în înfășurarea primară E1 și E2 în secundar.

Deoarece înfășurarea primară cu numărul de rotații ale w1 înfășurarea secundară și w2 la numărul de bobine sunt filetate cu același debit de bază, este evident că în fiecare rotație a celor două înfășurări induce aceeași mare e. d. a. e. În consecință, ES1 = ew1 și E2 = ew2. de unde

unde K - coeficientul de transformare.

scurgere de flux, la rândul său induce e. d. a. împrăștierea în ES1 înfășurarea primară.

În consecință, tensiunea aplicată la înfășurarea transformatorului primar, U1 trebuie să fie echilibrat de căderea de tensiune în rezistența activă a înfășurării primare I1 r1, e. d. a. imprastiere și e esl. d. a. E1 flux principal.

În stare de repaus, adică. E. lanțului secundar deschis, ES1 și I1 r1 este foarte mică și se poate presupune că e. d. a. E1. indusă în înfășurarea primară, echilibrează complet U1 tensiune aplicată.

Când circuitul secundar e. d. a. E2, curentul electric nu produce, dar dacă închidem înfășurarea secundară, adică. E. Adăugăm la acestea receptoare de energie electrică, sub acțiunea secundar e. d. a. din circuitul secundar curge un curent furnizat la puterea transformatorului primar este convertit în secundar, unde energia electrică este utilizată pentru receptoarele (motorul electric, becuri electrice și altele asemenea. d.).

În cazul în care nu au fost luate în considerare pierderile, se poate presupune că puterea de intrare E1 I1 aproximează putere secundară E2 I2 (I1 și I2 - curenți de transformare primară și secundară), și anume ..

.. Adică, atunci când transformarea curenților primari și secundari este aproximativ invers proporțională cu numărul respectiv de rotații ale înfășurărilor; e. d. a. înfășurări primare și secundare sunt direct proporționale cu numărul de spire înfășurări respective.

Secundar I2 curent. care trece în bobina creează Amperi-se transformă I2 w2. care funcționează în același circuit magnetic al transformatorului (miez) ca ampere-spirelor înfășurării primare. Prin urmare, sub o sarcină a fluxului magnetic principal (cuplat la înfășurările primare și secundare) vor fi determinate prin acțiunea combinată a ampere-spire primar și l1 w1-ampere rotații ale înfășurării secundare w2 I2.

Conform Legii lui Lenz indus în curentul secundar de lichidare este direcționată în așa fel încât împiedică modificarea fluxului magnetic legat de acesta. Schimbarea în flux magnetic cauzată de amperajul primar transformă l1 w1. În consecință, curentul secundar ar trebui să fie o astfel de direcție care amperajul transformă create de ei acționează împotriva amperajul-spirele înfășurării primare.

Reducerea fluxului magnetic principal datorită acțiunii demagnetizare a secundar amperi-spirele le va face să scadă e indus. d. a. E1 în înfășurarea primară. Deoarece tensiunea aplicată la bornele U1 înfășurarea primară. Ea rămâne constantă, cu o scădere E1 echilibrează U1 de tensiune. Prin urmare, crește la o valoare la care egalitatea este recuperată de e U1 și tensiune. d. a. E1. Astfel, fluxul magnetic de bază trebuie să păstreze în mod substanțial valoare egală cu valoarea fluxului principal la ralanti.

Într-adevăr, la toate loturile transformator de tensiune de alimentare U1 trebuie să fie echilibrat prin e. d. a. E1 (cădere de tensiune pe înfășurarea primară este neglijată). În acest scop, este necesar ca fluxul magnetic primar Ft rămân neschimbate, adică. E. Constant la orice transformator de sarcină. I1 curent în înfășurarea primară trebuie să fie astfel încât să compenseze efectul ampere-se transformă, curentul I2 generat în înfășurarea secundară. Tensiunea terminal al înfășurării secundare este întotdeauna mai mică decât e. d. a. E2 din cauza căderii de tensiune în rezistența și reactanța înfășurării secundare.

transformatoare cu trei faze (trehsterzhnevye) este folosit pentru a transforma curentul trifazat sau grup care sunt compuse din trei monofazată.

Creator Structura întâi este un transformator trifazat MO Dolivo-Dobrowolski. Om de știință folosit în construcția în 1891, prima linie de curent alternativ trifazat, la acel moment cea mai mare din distanța de 178 km în lume în putere și măsură, efectuat la o tensiune de până la 30 000.

Trehsterzhnevye transformatoarele trifazate au un circuit magnetic comun pentru cele trei faze, constând din trei tije verticale și două tije verticale orizontale de legătură (Fig. 2). Fiecare tijă verticală 1, 2 și 3 cu două înfășurări I și II este un transformator monofazat. Una dintre bobine este primar, iar celălalt - secundar. Procesele care au loc în fiecare fază a unui transformator trifazat nu este diferită de procesele din transformator monofazat.

Fig. 2. Transformator trifazat

Astfel, în orice moment, principalul flux magnetic al fiecărei faze este egală cu suma algebrică a fluxurilor magnetice ale celorlalte două faze.

înfășurări primare și secundare sunt stele interconectate:

Dacă înfășurarea transformatorului conectat la steaua, primar iar secundar - un triunghi, atunci un astfel de compus este indicat prin semnul:

Wye primare și înfășurări secundare indicate de marca:

La transferul de energie de la înfășurarea la partea secundară a puterii consumate primar: pentru încălzirea miezului de oțel (histerezisul și curenții turbionari) pentru încălzirea înfășurările primare și secundare (căldură Lenz).

Puterea consumată în încălzirea miezului de oțel, numit pierderea oțelului și este notat Pst.

Puterea consumată pentru serpentine de încălzire, numit pierderile din cupru și notat PM.

P2 raport putere. renunțat la înfășurarea secundară a consumatorilor de curent (energie secundară) la P1 alimentarea electrică este furnizată la înfășurarea (puterea primară) primar se numește coeficientul de performanță (d până la f ...) a transformatorului:

- Puterea furnizată de transformator.

transformatoare ajunge la o efficient valori foarte mari. K. n. D. Unele transformatoare mari este 98-99%.

Transformatoare frecvent utilizate în instalațiile onshore, cufundat într-un rezervor cu un ulei special transformator. Uleiul are o căldură specifică mai mare decât aerul, îndepărtează căldura mai bine și este un material izolant bun. Uleiul îmbunătățește rezistența dielectrică a izolației înfășurărilor transformatorului. Prin urmare, transformatoare de ulei au dimensiuni mai mici decât aerul de aceeași capacitate și aceeași tensiune. pereții rezervorului pentru o mai bună disipare a căldurii sunt realizate din fier ondulat; uneori, rezervorul este atașat radiatorului speciale.

Un transformator cu o singură înfășurare, din care o parte este comună la circuitul primar și secundar, numit autotransformator (Fig. 3b).

Înfășurarea primară (Figura 3, precum și.) - bobine w1 (porțiunea 1-3 înfășurare), iar secundar - bobine w2 (porțiunea 1 înfășurare '- 2').

Partea generală a 1-2 lichidare este diferența curentul I2 - I1. deoarece autotransformatorului înfășurarea secundară este combinată cu primar.

Se numește autotransformator raportul de transformare.

Avantajele autotransformatorului (în comparație cu transformator) sunt reducerea secțională parțial totală a înfășurării, un k mai mare. N. D., și mai puțin în greutate.

Alături de aceste avantaje autotransformator are un dezavantaj semnificativ. și anume posibilitatea de penetrare înaltă tensiune la rețeaua de joasă tensiune, deoarece înfășurarea primară sunt conectate electric; Cu toate acestea autotransformatoare sunt utilizate în principal în instalații de joasă tensiune.

Transformatoare concepute pentru instalațiile industriale în larg și generale, diferă de la navă. De obicei, transformatoare de peste 10 kVA utilizate în instalațiile de pe uscat, este cufundat într-un rezervor umplut cu un ulei special transformator.

Pentru instalarea pe nave industria internă produce un tip special de transformatoare de nave - o singură și trei faze. Toate transformatoarele marine au aer de răcire naturală. transformatoare de ulei, în ciuda avantajelor lor, nu sunt utilizate pe nave, deoarece uleiul are inflamabilitate și poate vărsa în timpul rulării.

transformatoare monofazate sunt disponibile pentru nave cu o capacitate de până la 10,5 kVA și trifazat - până la 50 kVA.

Tensiune primară egală cu lor 400, 230 și 133 (acesta din urmă numai pentru transformatoare singură fază) și secundar - 230, 133, 115 și 25.

Pentru a fi capabil să regleze tensiunea secundară a transformatorului primar de lichidare are câteva concluzii. In transformatoare de tensiune primară nominală de 380 pentru a corespunde acestor rețele de concluzii tensiune 400, 390, 380 și 370, iar la transformator la 220 - 230, 225, 220 și 215.

Dacă tensiunea nominală a rețelei primare va fi conectat la aceasta o treaptă superioară a tensiunii înfășurării primare (de exemplu 400 sau 390 la 380 nominal), apoi partea secundară a transformatorului de tensiune este sub valoarea nominală. Când este conectat la partea primară a unui nivel mai mic decât tensiunea nominală, tensiunea partea secundară mai mare decât valoarea nominală a obține.

transformatoare de nave sunt disponibile pentru instalare pe punți deschise și pentru instalarea în spații închise.

Izolatia este proiectat pentru șederea lor pe termen lung într-un mediu cu umiditate ridicată.

Toate transformatoarele marine sunt disponibile în coajă de metal neted, închis prevăzut cu picioare cu găuri pentru bolțuri transformatoare de punte sau pe perete.