Многообмоточные трансформаторы: технические характеристики

Автор Andrey Ku На чтение 4 мин Опубликовано 12.12.2018

Многообмоточные трансформаторы представляют собой устройства, в которых есть одна первичная обмотка и две-три вторичных. Не единичное число вторичных обмоток позволяют получить необходимый показатель напряжения.

Популярны не только однофазные трансформаторы, но и трехфазные — в зависимости от этой характеристики меняется сфера применения. Как от многообмоточного трансформатора получить разные напряжения — частый вопрос, которым задаются те, кто покупает многофункциональный источник питания.

Содержание

1. Сфера применения
2. Строение
3. Принципиальная схема
4. Основные характеристики
5. Преимущества и недостатки

Сфера применения

Многообмоточный трансформатор считается многофункциональным источником питания, благодаря которому получают различное напряжение. Внутренние обмотки определяют в совокупности мощность первичной, которая установлена одна.

Устройства с общими показателями мощности в трехобмоточном виде используются для функционирования распределительных подстанций. В России другое оборудование не применяется для этой цели. Небольшие по мощности трансформаторы встречаются в  видах телевизионной механики, автоматики, оборудования обеспечения связи и другом.

Многообмоточная техника применяется благодаря степени надежности. Она заменяет трансформаторы двухобмоточные, так как есть несколько выводов с показателями напряжения.

Если посчитать цену двух двухобмоточных трансформаторов, и сравнить со стоимостью одного трехобмоточного, то последняя выйдет существенно ниже.

Строение

Многообмоточный трансформатор — это практически аналог обычного, но в нем присутствует не одна внутренняя составляющая, а несколько обмоток. Он состоит из сердечника и обмоток. Начальное напряжение подается на первичную обмотку, во вторичной индуцируется ЭДС.

Коэффициент трансформации (то есть то, сколько напряжения перейдет от первичной до последней) равен числу витков, которые установлены в контсрукции. Конечно, следует учитывать и погрешность, а также механические потери, связанные с окружающей средой.

Принципиальная схема

Схема силовых входных многообмоточных трансформаторов довольна проста для понимания. Если смотреть, то видно, что внешняя обмотка разделяется на две равнозначные части. Половина имеет собственные выходы для управления по несколько штук.Именно благодаря разведению первичной обмотки на половины возможно включать в электрическую цепь с разным уровнем напряжения — 220 В и 127 В.

По схеме видно, что если оборудование подсоединяется к напряжению в 127 В, то четыре клеммы соединятся попарно. В таком случае получается, что равнозначные части первичной обмотки получаются установленными параллельным способом.

При подключении к большему входному напряжению в 220 В клеммы многообмоточного устройства соединены другим образом. Обмотки используются последовательным образом. В результате этого замыкающими клеммами становятся вторая и третья.

В схеме не указано, но есть специальные экранизирующие обмотки между конструкциями. Они помогают получать меньше сетевых помех, которые непременно возникают при взаимодействии и прохождении электрического импульса между обмотками. В обязательном порядке один конец экранирующей обмотки заземляют.

Основные характеристики

Показатели варьируются в зависимости от конкретной модели и сферы применения. Чем больше число обмоток будет, тем мощнее будет оборудование. При выборе варианта обратить внимание следует на такие характеристики:

• напряжение на входе и на выходе;
• первичные и вторичные показатели электрического тока;
• номинальная мощность (это показатель идентичен вторичной полной).

Разброс мощностей колоссальный, так как техника такого типа используется для питания мощных энергетических систем или же микроэлектронных цепей. Поэтому вариаций много, сейчас можно приобрести многообмоточный вариант с мощностью от 0,1 mVA до 1000 MVA.

Спорная характеристика устройства — это коэффициент полезного действия. Сопротивление и потоки, которые происходят в сердечнике, вызывают некоторые потери энергии, но они малы — не более одного процента.

Следовательно, коэффициент полезного действия в многообмоточном варианте достигает 99 процентов.

Однако, потери наблюдаются не связанные с вихревыми потоками и сопротивлением конструктивных частей обмотки. Дело  в том, что выделение тепла, которое обязательно при работе, может стать причиной потери мощности. Такая проблема касается в основном мощных моделей.

Для разрешения вопроса прибегают к добавлению конструкции защиты. К примеру, сердечник и обмотки размещают в сосуде, который наполнен специальным трансформаторных маслом или эпоксидной смолой.

Многообмоточные виды применяются в областях науки, промышленных и строительных работах.

Это стало возможным благодаря тому, что оборудование дает спектр действий, так как можно установить по значению напряжение. Покупка одного трансформатора такого типа обойдется дешевле, чем двух однообмоточных. Также положительное качество — малый коэффициент потери энергии и большой КПД.

Недостатками трех или более обмоточных моделей называют то, что они сильно перегреваются при работе, поэтому периодически требуют остановки. Время зависит от условий эксплуатации и качества изготовления конструктивных деталей механизма. Также трансформатор такого типа имеет большой вес из-за числа обмоток.

8.Многообмоточные трансформаторы. Основные уравнения трехобмоточного трансформатора. Соотношение между мощностями обмоток трехобмоточного трансформатора.

Трансформаторы с несколькими первичными и вторичными обмотками называются многообмоточными.В 3-х обмоточном тр на каждую трансформируемую фазу приходиться три обмотки. За номинальную мощность такого трансформатора принимают ном. мощность наиболее нагружаемой его обмотки .Существуют 3-х обмоточные тр. с одной первичной и двумя вторичными и тр-ры с двумя первичными и одной вторичной.

Первичная обмотка является намагничивающей и создает в магнитопроводе магнитный поток, который сцепляясь с двумя вторичными обмотками наводит в них ЭДС. Уравнение МДС.:

— коэффициент трансформации.

Уравнение токов трехобмоточного трансформатора:

_{Мощности обмоток : в случае, если обмотка1 является первичной, находятся в соотношении}

Так как коэффициенты мощностиcosφ2 и cosφ3 обычно различны, токи I2 и I3 сдвинуты по фазе и поэтому :

Обмотки тм располагают на стержне концентрически, при этом целесообразнее двустороннее расположение вторичных обмоток относительно первичной.

Трехобмоточные трансформаторы выпускают с разными соотношениями мощностей обмоток.

Стандартом предусмотрены следующие соотношения в долях от мощности самой мощной обмотки:

w1 — 1 1 1

w2 — 1 1 2/3

w3 – 1 2/3 2/3

9.Автотрансформаторы. Схемы автотрансформаторов. Уравнения. Соотношения между мощностями трансформатора обычного и автотрансформатора. Конструктивные особенности ат, преимущества и недостатки в сравнении с обычным тм.Области применения.

Автотрансформаторы.-Это трансформаторы, у которых помимо магнитной связи между обмотками имеется и электрическая связь.

Уравнения: Проходная мощность тм представляет собой всю передаваемую мощность S

пр=U₂I₂ из первичной цепи во вторичную. Различают расчетную мощность Sрасч, представляющую собой мощность, передаваемую из первичной цепи во вторичную магнитным полем. Расчетной данная мощность называется потому, что она определяет размеры и габариты всего ат. В обычном тм. вся проходная мощность является расчетной, так как между обмотками тр. существует лишь магнитная связь.

Формула проходной мощности автотрансформатора: S_пр=U₂I₂=U₂(I₁+I₁₂)=S_э+S

расч., где Sэ- мощность передаваемая из первичной обмотки во вторичную по средствам электрической связи. Таким образом, расчетная мощность в автотранформаторе S_расч =U₂I₁₂ составляет лишь часть проходной.Это дает возможность для изготовление автотр. Использовать магнитопровод меньшего сечения, чем в трансформаторе равной мощности.

АТ по сравнению с простым тм равной мощности, обладает следующими преимуществами: меньший расход активных материалов, более высокий КПД, меньшие размеры, меньшая стоимость. Данные преимущества тем сильнее, чем больше Sэ

АТ применяют в электроприводе переменного тока для уменьшения пускового тока двигателей переменного тока значительной мощности, для регулировки режимов работы электрометаллургических печей.

АТ малой мощности применяются в устройствах радио, связи и автоматики.

10.Измерительные трансформаторы. Назначение. Особенности конструкций. Особенности режимов работы. Погрешности. Классы точности.

Измерительные трансформаторы тока и напряжения применяются 1)для отделения цепи измерительных приборов и защитных реле от сети высокого напряжения в целях безопасности обслуживания и облегчения изоляции их токоведущих частей. 2) для преобразование тока и напряжения в величины, удобные для измерения стандартными приборами.

Трансформаторы тока предназначены:

1) для уменьшения величины тока, протекающего в токовых цепях измерительных приборов и реле;2) для изоляции приборов и реле от высокого напряжения сети.

Принцип действия трансформаторов тока аналогичен обычным трансформаторам, но имеет следующие особенности:

а) первичная его обмотка включается в сеть последовательно с нагрузкой;

б) ток во вторичной цепи трансформаторов тока строго пропорционален току в первичной цепи и не зависит от сопротивления подключаемых к нему измерительных приборов и реле;

в) первичная обмотка трансформаторов тока обычно содержит один или несколько витков, вторичная же имеет весьма большое количество витков.

Первичная обмотка тр тока включается последовательно в измерительную цепь, а вторичная обмотка замыкается на измерительные или защитные приборы, имеющие малые внутренние сопротивления и вкл. последовательно друг другу. Поэтому тр. тока работает в режиме близком к короткому замыканию. Согласно схеме замещения трансформатора:

_{, Zнг.- приведенное значение сопротивления нагрузки во вторичной цепи.}

_{Трансформаторы тока изготавливаются на классы точности 0,2;0,5;1,3 и 10.Эти цифры указывают допустимую токовую погрешность в процентах при номинальном токе. Угловая погрешность для первых трех классов не должна превышать соответственно 10,40 и 80’} Вторичная обмотка трансформатора тока равносильна ЭДС, которая имеет весьма высокое внутреннее сопротивление. Сопротивление же подключаемых приборов и реле мало. Поэтому вторичный ток определяется, практически, только внутренним сопротивлением трансформатора.

Номинальным коэффициентом трансформации трансформатора тока называется отношение паспортных номинальных токов первичной и вторичной обмоток

_{Измерительные и защитные приборы, питаемые от трансформатора напряжения, подключается к его вторичным обмоткам параллельно. Трансформаторы напряжения работают в условиях близким к холостому ходу, т.е. сопротивление их нагрузки велико по сравнению с сопротивлениями обмоток. При этом падение напряжение в обмотках тр. относительно малы и погрешность тр. также мала. Тр. напряжения изготавливаются с классами точности 0,2; 0,5; 1 и 3.}

▷ Многообмоточные трансформаторы

Прочтите 7-ю статью Насира из его серии «Назад к основам» о трансформерах! Не стесняйтесь присылать нам работы, свидетельства, личное мнение, обзоры или учебные пособия по почте. Мы будем рады опубликовать его здесь.

Определение многообмоточного трансформатора

Многообмоточный трансформатор может быть определен как трансформатор, который имеет более одной первичной или вторичной обмоток, соединенных друг с другом в определенной конфигурации для обеспечения требуемых уровней выходного напряжения или управлять несколькими нагрузками на выходе.

Это можно отнести к одной из особых характеристик трансформатора, поскольку трансформаторы являются довольно универсальными устройствами, и обычно с ними необходимо выполнять множество сложных операций, а не управлять только одним выходом от одной первичной обмотки.

Трансформаторы с несколькими обмотками также известны как «трансформаторы с несколькими обмотками» или «трансформаторы с несколькими обмотками».

Принцип работы многообмоточного трансформатора

Принцип работы многообмоточных трансформаторов точно такой же, как у простого трансформатора, имеющего одну первичную обмотку и создающего магнитный поток на своей единственной вторичной обмотке на выходе. Если на входе есть более одной катушки, все они будут получать переменное напряжение источника аналогичным образом и будут связаны через один и тот же железный сердечник с двумя или более вторичными катушками на выходе. Таким образом, во всех вторичных катушках также будет создаваться переменный магнитный поток, который в основном одинаков по величине, и напряжение также может быть получено в соответствии с требованиями. Например, можно изготовить повышающий трансформатор с несколькими обмотками, а также понижающий трансформатор.

Если мы хотим управлять более чем одним выходом, т. е. если у нас есть несколько нагрузок, то трансформатор все же можно подключить так, чтобы вторичная обмотка была разделена на несколько подобмоток, каждая из которых управляет независимой нагрузкой на своих концах.

Здесь следует отметить, что поскольку все первичные катушки соединены через общий железный сердечник со своими вторичными катушками, то, согласно закону взаимной индукции Фарадея, каждая отдельная катушка будет иметь одинаковое количество напряжений на виток, то есть его отношение первичных витков ко вторичным все равно было бы равно отношению первичного напряжения к вторичному напряжению, как у обычного трансформатора.

N _P / N _S = V _P / V _S

Таким образом, каждая вторичная катушка производит величину напряжения, которая прямо пропорциональна количеству ее витков, поскольку все катушки электрически изолированы и магнитно связаны друг с другом, а также с первичной катушкой.

Как и на рисунке выше, две отдельные первичные обмотки можно соединить последовательно друг с другом, чтобы получить более высокое первичное напряжение питания, или то же самое можно сделать на другом конце, соединив две отдельные вторичные обмотки последовательно с друг друга для достижения более высокого напряжения питания на выходе вместо двух отдельных малых напряжений. Такие соединения будут известны как последовательные соединения обмоток.

Точно так же две или более обмотки могут быть соединены параллельно, чтобы получить более низкие напряжения, но более высокие токи, поскольку мы знаем, что напряжение остается одинаковым при параллельном подключении, но ток увеличивается. Помимо этих двух конфигураций, катушки можно использовать, как показано на рисунке выше, для управления двумя отдельными цепями.

Другая конфигурация нескольких обмоток — это трансформатор с центральным отводом, в котором только вторичная обмотка разделена на две обмотки точно в ее центральной точке, так что мы можем получить два равных и противоположных напряжения, причем центральная точка помечена как нейтральная. Таким образом, можно использовать ряд конфигураций для достижения желаемых уровней напряжения и тока или для управления несколькими выходными цепями.

Следующий пост будет о двойном трансформаторе напряжения. Это специальный тип трансформатора, который выдает на выходе два типа напряжения. В следующем посте мы рассмотрим его и увидим, каковы области применения двойного трансформатора напряжения.

Насир.

многообмоточные вторичные катушки обмотки трансформатора

FacebookTwitterLinkedIn

Преимущества многообмоточных трансформаторов

? (преобразователи постоянного тока в постоянный)

\$\начало группы\$

Я заметил, что многие изолированные DC/DC преобразователи используют многообмоточные трансформаторы, и мне стало интересно, почему инженеры выбирают этот вариант.

Итак, помимо наличия нескольких изолированных выходов или выходов с разными уровнями напряжения:

• Какие преимущества дает использование многообмоточных трансформаторов в изолированных преобразователях постоянного тока?
• Это упрощает чередование?
• Это как-то связано с уменьшением размеров/веса трансформатора?

РЕДАКТИРОВАТЬ на основе комментариев, которые я получил:

Не учитывая вспомогательные обмотки, а те, которые способствуют передаче мощности.

Чтобы лучше объяснить мою точку зрения, вот несколько примеров. Теоретически мы можем разработать преобразователи постоянного тока в постоянный, которые могут поддерживать высокое напряжение без последовательного соединения низковольтных преобразователей. Мы также можем разработать преобразователи, поддерживающие более высокие токи, без необходимости параллельного подключения слаботочных преобразователей. Все это говорит о том, что нам обычно сойдет с рук двухобмоточный трансформатор.

• трансформатор
• преобразователь постоянного тока
• насыщение

\$\конечная группа\$

6

\$\начало группы\$

По моему опыту, многообмотка обычно усложняет конструкцию и сборку трансформатора, так как при расчетах необходимо учитывать больше эффективности (особенно проблемы с изоляцией), а из обмотки выходит больше проводов, что всегда заставляет потерять место в окне намотки и затруднить намотку оставшихся витков.