Вопрос 1. Устройство и принцип действия трансформатора.

Ответ 1.Трансформатор – это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения, но той же частоты.

Основными конструктивными элементами трансформатора являются магнитопровод и обмотки. Магнитопровод служит для усиления основного магнитного потока и обеспечения магнитной связи между обмотками.

В работе рассматривается двухобмоточный силовой трансформатор (рис.23).

Рис. 23 Рис. 24

К первичной обмотке W₁ подводится электрическая энергия от источника. От вторичной обмотки W₂ энергия отводится к приемнику (потребителю).

Под действием переменного напряжения u₁(t)в первичной обмотке возникает токi₁(t) и в сердечнике возбуждается изменяющийся магнитный потокw

1·ф(t). Этот поток индуцирует эдс е₁(t) и е₂(t) в обеих обмотках трансформатора. ЭДСе₁ уравновешиваетосновнуючасть напряженияu₁ , ае₂ создает напряжениеu₂ на выходных клеммах трансформатора. При включении нагрузки во вторичной обмотке в цепи нагрузки возникает токi₂(t), который создаетсобственный магнитный поток, накладывающийся на магнитный поток от первичной обмотки. В результате создается общий магнитный поток сердечника Ψ, сцепленный с витками обеих обмоток трансформатора и определяющий в них результирующие ЭДС

е₁ие₂с действующими значениями:и, где- амплитуда магнитного потока:- частота переменного тока; , — число витков обмоток.

На щитке трансформатора указываются его номинальные напряжения — высшее (ВН) и низшее НН) . Так же указываются номинальная полная мощность S(ВА), токи (А) , число фаз, схема соединения, режим работы, и способ охлаждения.

Вопрос 2. Записать и объяснить формулы эдс и уравнения электрического и магнитного состояний трансформатора

Ответ 2-1 ЭДС определяется скоростью изменения магнитного потока сердечника и числом витковw₁,w₂обмоток трансформатора

В первичной обмотке под действием напряжения U₁возникает токI

1. Он создает магнитный поток катушки с сердечником. Поток переменный, он наводит в первичной обмотке ЭДСсамоиндукции e₁= -w₁dФ/dt, а во вторичной обмотке ЭДСвзаимоиндукции е₂= -w₂dФ/dt. Магнитный поток для обоих обмоток один и тот же.

В режиме холостого хода катушка — чистая индуктивность, поэтому если напряжение изменяется по закону u₁(t) =U₁m·sinωt, то ток отстает от напряжения на 90°:

i(t) =I_1mSin(ωt-90°), магнитный поток совпадает по фазе с током Ф(t) =Ф

1_m·sin(ωt-90°). Тогда ЭДС будут равны

е₁ = -w₁dФ/dt= -w₁ωФ_1m·sinωt= -E_1m·sinωt

е₂ = -w₂dФ/dt= -w₂ωФ_1m·sinωt= -E_2m·sinωt

Векторная диаграмма идеального(без потерь) трансформатора в режиме холостого хода представлена на рис.25:

Ответ 2-2. Уравнения электрического состоянияреального трансформатора для первичной и вторичной цепей имеют вид:

;

,

где и – активные сопротивления обмоток;и– индуктивные сопротивления рассеяния обмоток.

Ответ 2-3. Уравнения магнитного состояния трансформатора можно получить, исходя из анализа МДС в трансформаторе. ЭДС обеих обмоток возникают благодаря изменению одного и того же магнитного потокаФс индукциейВ. ИндукцияВи напряженность магнитного поляHсвязаны зависимостьюB=μ·H. Пусть μ=const. Напряженность магнитного поляHпо закону полного тока связана с суммарной МДС обеих обмоток соотношением :

Н·l=I₁

·w₁+(-I₂) ·w₂,

где l- длина средней линии магнитопровода;

I₁·w₁— МДС первичной обмотки;

-I₂·w₂— МДС вторичной обмотки. Знак минус МДС вторичной обмотки отрицательный в силу закона ЭМИ (правило Ленца –ток возникающий в обмотке 2 всегда будет иметь направление, при котором магнитный поток, создаваемый токомI₂, будет препятствовать изменению основного потока)

ЭДС Е₁=const·Ф= const·В·S= const·μ·H·S,

Е₁ = const·μ ·( I₁ ·w₁-I₂ ·w₂) ·S/ l

В режиме холостого хода I₂=0, соответственно, уравнение (5-3) будет иметь вид:

Е₁=const·μ·I₁₀·w₁·S/ l

где I₁₀ток первичной обмотки трансформатора в режиме холостого хода.

Из уравнений и получим уравнение магнитного состояния трансформатора:

Определим ток I₁:

I₁=I₁₀ -I^י₂

где I₁₀– ток холостого хода или намагничивающий ток (ток создающий магнитный поток )

I^י₂= -w_2/w₁·I₂ — компенсирующий ток.TокI^י₂компенсирует действие тока вторичной обмотки на основной магнитный поток.

Магнитный поток в сердечнике всегда постоянный.

Вопрос 5-1. Устройство и принцип действия трансформатора.

Ответ5-1. Трансформатор – это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения, но той же частоты.

Основными конструктивными элементами трансформатора являются магнитопровод и обмотки.

Магнитопровод служит для усиления основного магнитного потока и обеспечения магнитной связи между обмотками.

В работе рассматривается двухобмоточный силовой трансформатор.(рис5.1)

К первичной обмотке W₁ подводится электрическая энергия от источника. От вторичной обмотки W₂ энергия отводится к приемнику( потребителю).

Под действием переменного напряжения u₁ (t) в первичной обмотке возникает ток i₁ (t) и в сердечнике возбуждается изменяющийся магнитный поток w₁·ф(t) . Этот поток индуцирует эдс е₁(t) и е₂

(t) в обоих обмотках трансформатора. ЭДС. е₁ уравновешивает основную часть напряжения u₁ , а е₂ создает напряжение u₂ на выходных клеммах трансформатора . При включении нагрузки во вторичной обмотке и цепи нагрузки возникает ток i₂(t), который создает собственный магнитный поток, накладывающийся на магнитный поток от первичной обмотки. В результате создается общий магнитный поток сердечника Ψ сцепленный с витками обоих обмоток трансформатора и определяющий в них результирующие ЭДС е₁ и е₂. с действующими значениями: и , где — амплитуда магнитного потока: — частота переменного тока; , — число витков обмоток.

На щитке тр-ра указываются его номинальные напряжения -высшее (ВН) и низшее НН) . Так же указываются номинальная полная мощность S (ВА), токи (А) , число фаз, схема соединения, режим работы, и способ охлаждения.

Вопрос 5-2. Записать и объяснить формулы эдс и уравнения электрического и магнитного состояний трансформатора

Ответ5-2-1 ЭДС определяется скоростью изменения магнитного потока сердечника и числом витков w₁ , w₂ обмоток трансформатора.

В первичной обмотке под действием напряжения U₁ возникает ток I₁. Он создает магнитный поток катушки с сердечником. Поток переменный, он наводит в первичной обмотке ЭДС

самоиндукции e₁ = — w₁dФ/dt а во вторичной обмотке

ЭДС взаимоиндукции е ₂ = — w₂dФ/dt. Магнитный поток для обоих обмоток один и тот же.

В режиме холостого хода катушка — читая индуктивность, поэтому если напряжение изменяется по закону u₁(t) =U₁m Sinωt , то ток отстает от напряжения на 90°:

i(t) =I_1m Sin(ωt-90°), магнитный поток совпадает по фазе с током Ф(t) =Ф_1m Sin(ωt-90°). Тогда ЭДС будут равны :

е₁ = — w₁dФ/dt = -w₁ω Ф_1m Sinωt= -E_1m Sinωt

е₂ = — w₂dФ/dt =- w₂ω Ф_1m Sinωt= -E_2m Sin ωt

Векторная диаграмма идеального (без потерь) трансформатора в режиме холостого хода представлена на рис 5. 2 :

Ответ5-2 2. Уравнения электрического состояния реального трансформатора для первичной и вторичной цепей имеют вид:

;

,

где и – активные сопротивления обмоток; и – индуктивные сопротивления рассеяния обмоток.

Ответ5-2 3.Уравнения магнитного состояния трансформатора можно получить исходя из анализа МДС в трансформаторе. ЭДС обоих обмоток возникают благодаря изменению одного и того же магнитного потока Ф с индукцией В. Индукция В и напряженность магнитного поля связаны зависимостью B=μ·H. Пусть μ= const. Напряженность магнитного поля H по закону полного тока связана с суммарной МДС обоих обмоток соотношением :

Н·l = I₁ ·w₁+(-I₂) ·w₂ (5-2)

где l-длина средней линии магнитопровода;

I₁ ·w₁ — МДС первичной обмотки ;

-I₂ ·w₂ — МДС вторичной обмотки. Знак минус МДС вторичной обмотки отрицательный в силу закона ЭМИ( правило Ленца –ток возникающий в обмотке 2 всегда будет иметь направление, при котором магнитный поток создаваемый током I₂ будет препятствовать изменению основного потока )

ЭДС Е₁=const*Ф= const*В·S= const* μ ·H·S, с учетом (5-2) :

Е₁ = const* μ ·( I₁ ·w₁-I₂ ·w₂) ·S/ l (5-3)

В режиме холостого хода I₂=0, соответственно уравнение (5-3) будет иметь вид :

Е₁= const* μ · I₁₀ ·w₁ ·S/ l (5-4)

где I₁₀ ток первичной обмотки трансформатора в режиме холостого хода.

Из уравнений (5-3) и (5-4) получим уравнение магнитного состояния трансформатора:

(5-5)

Определим ток I₁:

I₁= I₁₀— I^י₂

где I₁₀ – ток холостого хода или намагничивающий ток (ток создающий магнитный поток ) ,

I^י₂ = — w_2/ w₁ ·I₂ — компенсирующий ток . Tок I^י₂ компенсирует действие тока вторичной обмотки на основной магнитный поток.

Магнитный поток в сердечнике всегда постоянный. !!!

Что такое трансформатор: определение, принцип и применение

Привет, ребята. Я Роуз. Сегодня я познакомлю вас с трансформером. Устройство, повышающее или понижающее напряжение в цепи переменного тока, называется трансформатором. Трансформатор представляет собой преобразователь переменного напряжения, работающий по принципу взаимной индуктивности.

Ⅰ. Что такое трансформатор?

1. Определение трансформатора

Устройство, повышающее или понижающее напряжение в цепи переменного тока, известно как трансформатор . Трансформатор представляет собой преобразователь переменного напряжения, работающий по принципу взаимной индуктивности. Он может преобразовать любое значение напряжения в значение напряжения, необходимое нам на той же частоте, чтобы удовлетворить требования к передаче, распределению и использованию электроэнергии. Электроэнергия от электростанции, например, имеет более низкий уровень напряжения и должна быть повышена перед передачей в удаленное место потребления энергии. Для питания энергетического оборудования и суточного электроснабжения область энергопотребления должна быть снижена до соответствующего уровня напряжения. Оборудование.

Первичная катушка, вторичная катушка и железный сердечник являются конструктивными элементами. Переменный магнитный поток формируется в железном сердечнике, когда переменный ток проходит через первичную катушку, заставляя вторичную катушку индуцировать напряжение. Он состоит из катушки и железного сердечника. На катушке две и более обмотки. Первичная обмотка подключается к источнику питания, а вторичная обмотка состоит из остальных обмоток.

2. Основные узлы трансформатора

(1). Железный сердечник

Одним из основных компонентов силового трансформатора является железный сердечник. Это извилистый скелет с «магнитным» маршрутом. Первичная и вторичная обмотки трансформатора намотаны на железный сердечник. Железный сердечник — это часть железного сердечника, покрытая обмоткой. Железное ярмо представляет собой столбик, который используется для соединения сердечника и столбца без намотки обмоток, чтобы получился замкнутый магнитопровод. Возникнут гистерезис и потери на вихревые токи, потому что магнитная цепь в сердечнике трансформатора переменная. Сердечник трансформатора обычно изготавливается из листа кремнистой стали толщиной 0,3-0,5 мм, покрытого на поверхности изоляционным лаком толщиной 0,01-0,13 мм и ламинированного в соответствии с особыми правилами после сушки, чтобы минимизировать эти потери.

(2). Обмотка высокого и низкого напряжения

Обмотка трансформатора является одним из основных компонентов. Он соединен с железным сердечником и образует основной корпус силового трансформатора. Это часть цепи трансформатора, которая создает магнитное поле и передает электрическую энергию, а также канал для «электричества» трансформатора.

Обмотки высокого и низкого напряжения можно разделить на два типа в зависимости от их различных положений расположения: концентрические и перекрывающиеся.

1) Концентрическая обмотка

Основная и вторичная обмотки намотаны в цилиндрические витки различного диаметра и установлены на стальном сердечнике. Для разделения обмоток высокого и низкого напряжения используются изоляционные материалы. Обмотки низкого напряжения обычно помещают внутрь, чтобы облегчить извлечение обмоток высокого напряжения. Снаружи обмотка высокого напряжения имеет гильзу. Для мощных силовых трансформаторов со значительными выходными токами процедура вывода низковольтных обмоток усложнена, а низковольтные обмотки часто располагаются вне высоковольтных обмоток.

2) Обмотка внахлест

Обмотки высокого и низкого напряжения, также известные как расположенные в шахматном порядке обмотки, поочередно укладываются на одну и ту же колонну с железным сердечником, с большими зазорами, сложной изоляцией и большим количеством связующих работ. Преимущество заключается в том, что механические характеристики лучше, расположение выводов и сварка проще, а реактивное сопротивление рассеяния низкое. Этот материал обычно используется в трансформаторах низкого напряжения и сильного тока (например, в трансформаторах электропечей, сварочных трансформаторах и т. д.).

(3). Переключатель ответвлений

Переключатель регулирования напряжения, также известный как переключатель ответвлений, представляет собой устройство, которое изменяет положение ответвления высоковольтной обмотки трансформатора. Изменение положения переключателя ответвлений может изменить коэффициент напряжения и отрегулировать выходное напряжение, увеличив или уменьшив количество витков первичной обмотки. Существует два типа регулирования напряжения: под нагрузкой и без нагрузки.

1) Регулирование напряжения холостого хода

Когда первичная и вторичная обмотки трансформатора отключены от сети, этот подход заключается в изменении количества витков первичной и вторичной обмоток для выполнения пошагового регулирования напряжения называется регулированием напряжения без возбуждения. Переключатели ответвлений для трансформаторов малой мощности обычно имеют три места. Номинальное напряжение аналогично позиции II. Установите переключатель ответвлений в положение I, если напряжение в системе слишком высокое, и в положение III, если напряжение в системе слишком низкое. «От высокого к высокому ключу, от низкого к низкому ключу», иначе говоря.

2) Регулирование напряжения под нагрузкой

Под током нагрузки меняют отвод основной или вторичной обмотки, изменяют число витков и ступенчато регулируют напряжение при работе трансформатора с нагрузкой. В процессе переключения ответвлений на устройстве РПН переход реактивного сопротивления и сопротивления может использоваться для управления циркулирующим током.

(4). Газовое реле

Оно также известно как реле Бухгольца и расположено посередине соединительной трубы между масляным баком и масляной подушкой в ​​качестве устройства защиты от внутренних дефектов трансформатора. Газозащитное устройство создается подключением газового реле к цепи управления. Сигнал легкого газа подключается к верхнему контакту газового реле, а нижний контакт подключается к внешней цепи для получения схемы защиты от тяжелого газа. Автоматический выключатель срабатывает в результате воздействия тяжелого газа, и посылается сигнал о действии тяжелого газа.

Все масляные трансформаторы мощностью 800 кВА и более, а также заводские трансформаторы мощностью 400 кВА и более должны быть снабжены газовыми реле, согласно законодательству.

(5). Взрывозащищенная трубка

Она также известна как предохранительный воздуховод, так как представляет собой защитный механизм, установленный для предотвращения деформации трансформатора при возникновении неисправности внутри трансформатора. Он установлен на большой крышке трансформатора. Сопло изготовлено из тонкопленочной стеклянной пластины и сообщается с атмосферой через роговую трубку. Или фенольный картон, который был запечатан.

(6). Масляная подушка

Механизм для доливки и хранения масла во время работы трансформатора. Он расположен наклонно над масляным баком и соединен с масляным баком маслопроводами. Масляный бак всегда можно заполнить изоляционным маслом, чтобы ограничить контактную поверхность между маслом и воздухом и предотвратить слишком быстрое окисление масла и его увлажнение, когда объем трансформаторного масла расширяется и сжимается в зависимости от температуры масла. Масляная подушка обычно составляет одну десятую размера бака трансформатора. На одной стороне масляной подушки прикреплен указатель уровня масла (трубка датчика уровня масла) для контроля изменения уровня масла, а верхняя половина масляной подушки имеет отверстие для впрыска масла и заслонку для выхода воздуха.

(7). Респиратор

Его также называют поглотителем влаги. Масляная подушка сообщается с окружающей средой через респиратор для предотвращения попадания влаги на масляную подушку. Респиратор содержит силикагель, а влагопоглотитель внутри силикагеля поглощает влагу и загрязняющие вещества из воздуха, обеспечивая хорошую работу изоляционного масла в трансформаторе. Силикагель респиратора обычно представляет собой силикагель, меняющий цвет, который в сухом состоянии светло-голубой и постепенно становится светло-красным при насыщении влагой. Силикагель теперь можно удалить и высушить при высокой температуре 120-160°С. Когда высохший станет синим, вы можете продолжать использовать его.

(8). Устройство охлаждения

Радиатор и охладитель являются частью системы охлаждения масляного силового трансформатора. Тот, у которого слабая циркуляция масла, называется радиатором, а тот, у которого интенсивная циркуляция масла, называется охладителем.

Радиаторные трубы или ребра устанавливаются вокруг бака трансформатора, образуя радиатор. Когда трансформатор работает, разница температур между верхним и нижним слоями масла заставляет масло течь через радиатор, позволяя охлаждать высокотемпературное масло вокруг сердечника трансформатора с помощью радиатора перед возвратом в трансформатор. Это снижает рабочую температуру трансформатора в масляном баке.

(9). Термометр

Это измеритель, который отслеживает рабочую температуру трансформатора. В большинстве случаев точка измерения температуры находится на верхнем слое масла. Обычно используются ртутные термометры, термометры-барометры и термометры сопротивления.

В масляных трансформаторах мощностью менее 1000 кВА следует устанавливать только ртутные термометры; для масляных трансформаторов мощностью 1000 кВА и выше должны быть установлены термометр с аварийной сигнализацией и два трансформатора с принудительным циркуляционным охлаждением масла; а для масляных трансформаторов мощностью 8000 кВА и выше необходимо установить термометр с аварийным сигналом и два трансформатора с принудительной циркуляцией масла. Для дистанционного измерения температуры необходимо установить два компонента для измерения температуры, а именно термометры сопротивления и трансформаторы для охлаждения с принудительной циркуляцией масла.

(10). Изоляционный кожух высокого и низкого напряжения

Фарфоровые изоляционные втулки являются основным изоляционным устройством вне коробки трансформатора, и они используются в большинстве трансформаторов. Изоляционная втулка сухого трансформатора изготовлена ​​из смолы. Через изолирующий ввод высокого и низкого напряжения трансформатор проводит свои обмотки высокого и низкого напряжения из масляного бака наружу. Обмотка трансформатора изолирована от земли (оболочка и железный сердечник) высоковольтной и низковольтной изоляционной втулкой, которая также служит для закрепления ввода и внешней проводки. Основные элементы.

3. Типы трансформатора

По количеству фаз питания: однофазный трансформатор, трехфазный трансформатор, многофазный трансформатор.

По способу влагозащиты различают открытые трансформаторы, герметизированные трансформаторы и герметичные трансформаторы.

По назначению: силовой трансформатор, трансформатор регулирования напряжения, звуковой трансформатор, трансформатор промежуточной частоты, импульсный трансформатор, трансформатор высокой частоты.

4. Функция трансформатора

Чем ниже напряжение, тем больше сила тока, больше сечение провода и выше стоимость прокладки линии при передаче мощности силовым трансформатором на большие расстояния , например, когда мощность постоянна; при повышении напряжения повышающим трансформатором стоимость прокладки линии снижается. Если ток уменьшится, то и стоимость уменьшится. После того, как высокое напряжение было передано в пользовательский центр, требуется понижающий трансформатор для преобразования высокого напряжения в ряд различных напряжений, которые могут использоваться пользователями. В результате трансформатор является критически важной частью электрооборудования.

Ⅱ. Для чего используется трансформатор?

Трансформаторы обычно делятся на две категории: силовые трансформаторы и специальные трансформаторы.

1. Использование силовых трансформаторов

Трансформатор, используемый в первичной цепи энергосистемы для передачи, распределения и подачи электроэнергии, известен как силовой трансформатор.

1) Увеличьте напряжение

Поскольку выходное напряжение генератора ограничено уровнем изоляции, оно обычно составляет 6,3 кВ, 10,5 кВ, а максимальное значение не превышает 20 кВ. Поскольку ток значителен при использовании такого низкого напряжения для передачи на большие расстояния, электрическая энергия, затрачиваемая на сопротивление линии передачи, будет большой. Для уменьшения тока передачи и потерь энергии в ЛЭП без увеличения сечения провода применяют повышающий трансформатор, повышающий напряжение на клеммах генератора до сотен тысяч или миллионов вольт. Это позволяет передавать электроэнергию удаленно.

2) Уменьшить напряжение

После того, как линия электропередачи направит сотни тысяч или миллионы вольт высоковольтной электрической энергии в зону нагрузки, понижающий трансформатор должен преобразовать высокое напряжение в низкое напряжение, пригодное для использования. по электрооборудованию. В системе электроснабжения требуется значительное количество понижающих трансформаторов для преобразования высокого напряжения, передаваемого по линии электропередачи, в различные уровни напряжения для удовлетворения потребностей различных нагрузок.

3) Подключение линии электропередачи

Трансформаторы необходимы для соединения нескольких линий с неодинаковым напряжением для создания системы, когда много электростанций объединены в энергосистему, в дополнение к линиям электропередачи и другому оборудованию.

2. Назначение трансформаторов специальных

Трансформаторы специальные — трансформаторы, применяемые в специальных устройствах электроснабжения, управления, телекоммуникационной аппаратуры и имеющие определенное назначение, исполнение и конструкцию.

1) Трансформаторы выпрямительные, электропечные трансформаторы и трансформаторы промежуточной частоты, применяемые на промышленных и горнодобывающих предприятиях.

2) Обнаружение трансформаторов напряжения и трансформаторов тока, используемых для высокого напряжения и большого тока.

3) Испытательный трансформатор и трансформатор регулирования напряжения, использованные при испытании.

4) Трансформаторы управляющие, импульсные трансформаторы, звуковые трансформаторы и др. , используемые в системах автоматического управления и автоматических устройствах.

Ⅲ. Как работает трансформатор?

Два провода составляют простой однофазный трансформатор. Пульсирующее магнитное поле создается, когда определенное количество тока (например, переменного тока или импульсного постоянного тока) проходит через один из проводников. Согласно теории электромагнитной взаимной индуктивности второй проводник будет генерировать разность потенциалов при изменении магнитного поля. Когда второй проводник подключен к замкнутой цепи, замкнутая цепь генерирует ток. Затем подается электричество. Поскольку магнитное поле, создаваемое катушкой, значительно больше, чем поле, создаваемое прямым проводом, соответствующий проводник в обычных трансформаторах представляет собой провод (обычно медный), образующий катушку. Трансформатор, в общем, представляет собой устройство, которое преобразует переменное напряжение, переменный ток и импеданс. Переменный магнитный поток образуется в железном сердечнике (или магнитопроводе) при подаче переменного тока через первичную катушку, вызывая наведение напряжения во вторичной катушке (или тока). Напряжение VS, VP первичной и вторичной катушек и число витков NS, NP двух обмоток имеют пропорциональную зависимость:

Отношение тока или напряжения между двумя сторонами трансформатора определяется количеством витков на обеих сторонах катушек цепи. Большее напряжение, но меньший ток у той, где больше витков, и наоборот. Если принять во внимание утечку, соотношение напряжений на обеих сторонах трансформатора равно соотношению витков катушки на обеих сторонах, что означает, что напряжение пропорционально количеству витков.

В результате соотношение витков первичной и вторичной катушек может быть уменьшено или увеличено, что приведет к увеличению или уменьшению напряжения. Трансформатор является важным устройством для преобразования напряжения из-за своей природы. Кроме того, если не учитывать эффект утечки, трансформатор не будет усилителем, поскольку он следует этим двум законам. Ток, протекающий через две стороны трансформатора, будет разным, если напряжение на двух сторонах трансформатора различно, и разница между ними обратно пропорциональна. Если ток на одной стороне трансформатора ниже, чем на другой, сторона с более низким током будет иметь более высокое напряжение, и наоборот. Однако мощность, потребляемая обеими сторонами трансформатора, должна быть одинаковой (то есть два значения напряжения и тока на одной стороне должны быть перемножены).

 

Ⅳ. Как пользоваться трансформатором?

Методы использования：

1. Перед использованием трансформатора внимательно прочитайте руководство по эксплуатации трансформатора, а также руководство по эксплуатации прилагаемого блока управления (комплекта). Соединительный кабель должен быть подключен, как указано в руководстве, а заземляющий провод должен быть надежно заземлен.

2. Источники питания переменного тока 220 В и 380 В шкафа управления сухим трансформатором (комплекта) выводятся на низковольтную сторону ввода трансформатора через регулятор напряжения. После переменного коэффициента выход постоянно регулируется до номинального напряжения.

3. Во избежание повреждения оборудования или тестовых изделий учитывайте безопасность испытательных трансформаторов сухого типа и строгость высоковольтных испытаний.

4. При выполнении испытания на выдерживаемое постоянное напряжение или ток утечки начните с вращения высоковольтного кремниевого блока и микроамперметра на высоковольтном выходе высоковольтного испытательного трансформатора, затем постепенно увеличивайте напряжение для выполнения тест постоянного тока.

Меры предосторожности при использовании трансформаторов:

Существует три типа звуков, возникающих во время испытания на выдерживаемое напряжение в результате электрического расстояния: Звук ионизации воздуха — «треск-треск». Звук воздушного потока — «зи, зи». «Шлепок»: звук разрыва изоляции (или воздуха) громкий и четкий, сопровождаемый искрами. Выброс воздуха обычно делится на три части. Ионизация является начальной стадией. Электрическое поле войдет в стримерную стадию, когда оно будет достаточно большим, и воздух будет расколот в огромной точке. Теоретически он соответствует национальным критериям, если звучит точно так же, как «треск» вареных бобов, и может длиться одну минуту, не разрушаясь. Если есть звук «зи-зи», но он не прерывается в течение одной минуты, то это соответствует национальной норме, но риск длительной работы трансформатора при потоковой передаче выше. Основной причиной шума высокого давления является недостаточное воздушное расстояние основного воздушного канала (катушка высокого напряжения и катушка низкого напряжения). Когда D мал, E велик, а воздух выдерживает напряженность поля 0,7 кВ/мм при стандартном давлении воздуха и влажности, электрическое поле E=U/D E, напряжение U, расстояние между электродами D. Молекулы легко ионизируются, когда электрическое поле больше этого значения. Однако воздух не будет проводить электричество, если он не расщеплен. Кстати, оценивая изоляцию главного воздуховода трансформатора, смотрите не только на воздух; катушки высокого и низкого напряжения также имеют внутренний и внешний слои изоляции, поэтому следует учитывать композитную изоляцию.

 

Ⅴ. Основные параметры трансформатора

1. Номинальная мощность SN

Когда устройство РПН расположено в главном ответвлении, номинальная мощность трансформатора относится к полной мощности трансформатора при номинальном рабочем состоянии (номинальное напряжение, номинальная частота и номинальные условия использования), указанные на паспортной табличке. Единица измерения – кВА.

Однофазный трансформатор SN=UN2*IN2

Трехфазный трансформатор SN=√3UN2*IN2

2. Номинальное напряжение UN1 и UN2

Первичное номинальное напряжение UN1 — это номинальное напряжение сети, а вторичное номинальное напряжение UN2 — это значение напряжения холостого хода, записанное на вторичной стороне, когда первичная сторона плюс номинальное напряжение применены.

Линейное напряжение представлено первичным и вторичным номинальным напряжением трехфазного трансформатора.

В условиях холостого хода коэффициент номинального напряжения представляет собой отношение номинального напряжения на первичной стороне к номинальному напряжению на вторичной стороне.

3. Номинальный ток IN1 и IN2

Линейный ток, который первичная и вторичная обмотки могут пропускать в течение длительного времени при указанном напряжении и номинальной температуре окружающей среды, называется первичным и вторичным номинальным током трансформатора.

Однофазный трансформатор IN1 = SN1/UN1

IN2 = SN2/UN2

Трехфазный трансформатор IN1 = SN1/√3UN1

IN2 = SN2/√3UN2

4. Напряжение импеданса

Напряжение короткого замыкания — другое название напряжения импеданса. То есть вторичная обмотка трансформатора закорочена, а напряжение первичной обмотки постепенно увеличивается. Напряжение, подаваемое на первичную сторону, равно номинальному току, когда ток короткого замыкания равен номинальному току.

Одним из критериев параллельной работы двух трансформаторов является одинаковое напряжение импеданса. Расчет тока короткого замыкания и определение характеристик релейной защиты основаны на величине значения напряжения короткого замыкания.

5. Ток холостого хода I0

Ток холостого хода протекает через первичную обмотку, когда вторичная сторона трансформатора разомкнута и на первичную сторону подается номинальное напряжение. Величина тока холостого хода определяется мощностью трансформатора, структурой магнитопровода и качеством листа кремнистой стали. Ток холостого хода распределительного трансформатора обычно составляет от 3 до 8% от номинального первичного тока.

6. Потери холостого хода P0

Когда трансформатор размыкается во второй раз и номинальное напряжение подается один раз, это относится к мощности, потерянной трансформатором. Включены потери на возбуждение и вихревые токи. Размер трансформатора определяется производственным процессом и приложенным напряжением и не имеет ничего общего с величиной нагрузки.

7. Потери при коротком замыкании Pk

Когда вторичная обмотка трансформатора закорочена и основная обмотка пропускает номинальный ток, это мощность, потребляемая трансформатором. Он может показать преимущества и недостатки финансовых показателей трансформатора.

8. Превышение температуры

Превышение температуры верхней масляной поверхности трансформатора не должно превышать 55°C в зависимости от штата. Температура верхней масляной поверхности трансформатора не должна превышать 85°С во избежание быстрого старения и повреждения трансформаторного масла.

9. Группа соединений

Группой соединений трансформатора является маркировка, указывающая способ соединения обмоток трансформатора с обеих сторон и соотношение фаз соответствующего линейного напряжения.

1) Название группы соединений

Метка группы соединений состоит из двух частей: букв и цифр.

(1) Слева направо предшествующие буквы обозначают способы соединения первичной и вторичной обмоток, при этом прописные буквы обозначают первичную обмотку, а строчные буквы обозначают способ соединения вторичной обмотки. D или d — соединение треугольником, а Y или y — соединением звездой. Знака, указывающего на отсутствие нейтральной линии, нет, а буква n ставится после буквы Y с нейтральной линией, поскольку существует два типа соединений Y с нейтральной линией и без нейтральной линии.

(2) Фазовый сдвиг напряжения линии вторичной обмотки относительно напряжения линии первичной обмотки представлен следующим значением, которое может быть целым числом от 0 до 11. Линия вторичной обмотки получается путем умножения этого значения на 30°. . Число углов, на которое напряжение отстает от изменения фазы напряжения линии первичной обмотки. 0 означает, что линейные напряжения первичной и вторичной обмоток совпадают по фазе. Вектор линейного напряжения первичной обмотки используется в качестве минутной стрелки, которая находится в положении часов на 12 часов, а вектор линейного напряжения вторичной обмотки используется в качестве часовой стрелки, которая фиксируется в положении «12 часов». 6 часов положение часов. Цифра указывает на количество групп обмоток трансформатора.

2) Стандартная группа подключения

Национальный стандарт устанавливает, что однофазные двухобмоточные силовые трансформаторы имеют только одну группу подключения; трехфазные двухобмоточные силовые трансформаторы имеют только Y, yn0, Y, d11, YN, d11, YN, y0 и Y, y0 пять стандартных групп подключения, чтобы свести к минимуму путаницу при изготовлении и использовании. Номер группы соединений равен 0, когда обмотки высокого и низкого напряжения соединены звездой; 11, когда обмотка высокого напряжения соединена по схеме «звезда», а обмотка низкого напряжения – по схеме «треугольник».

 

Ⅵ. Тип неисправности трансформатора

Неисправность трансформатора делится на две категории в зависимости от расположения точки неисправности: неисправность в топливном баке и неисправность вне топливного бака.

① Неисправность внутри топливного бака

Междуфазное короткое замыкание с каждой стороны, однофазное замыкание на землю на стороне обмотки одной фазы являются наиболее распространенными внутренними проблемами бака трансформаторного масла.

② Неисправность вне топливного бака

Неисправность изолирующей втулки и короткого подводящего провода на выводном конце трансформаторной группы. Замыкания на землю на стороне сильного тока и замыкания на землю на стороне низкого напряжения, а также двухфазные и трехфазные короткие замыкания.

 

Ⅶ. Какие виды испытаний необходимо проводить при эксплуатации трансформатора?

(1) Температурный тест.

Температура трансформатора имеет решающее значение, независимо от того, работает он регулярно или нет. Максимальная температура масла не должна превышать 85 градусов Цельсия, согласно стандартам (то есть превышение температуры составляет 55С). Трансформаторы обычно оснащены оборудованием для измерения температуры.

(2) Измерение нагрузки.

Очень важно оценить мощность источника питания, которую действительно может выдержать трансформатор, чтобы оптимизировать коэффициент использования трансформатора и снизить потери электроэнергии во время работы. Измерение часто проводится в пиковый период потребления электроэнергии в течение каждого сезона с помощью клещевого амперметра. Значение тока должно составлять 70-80 процентов от номинального тока трансформатора. Если он превышает, это означает, что система перегружена, и ее нужно немедленно исправлять.

(3) Измерение напряжения.

Диапазон изменения напряжения должен быть в пределах 5% от номинального напряжения в соответствии со стандартами. Если напряжение превышает этот диапазон, следует использовать отвод, чтобы вернуть его в заданный диапазон. Вольтметр обычно используется для измерения напряжения на клеммах вторичной обмотки и напряжения на клеммах пользователя.

(4) Измерение сопротивления изоляции.

Сопротивление изоляции необходимо оценивать, чтобы предотвратить старение изоляции и несчастные случаи, а также обеспечить постоянную нормальную работу трансформатора. При проведении измерений старайтесь выключать трансформатор. Измерьте сопротивление изоляции трансформатора встряхивателем. Измеренное сопротивление должно быть не менее 70% от предыдущего измерения. Катушка низкого напряжения может быть 500 вольт, когда выбран шейкер.

Определение, типы, принцип работы, уравнения и примеры

Трансформатор — это простейшее устройство, которое используется для передачи электрической энергии от одной цепи переменного тока к другой цепи или нескольким цепям посредством процесса электромагнитной индукции. Трансформатор работает по принципу электромагнитной индукции для повышения или понижения напряжения. Трансформатор либо увеличивает переменное напряжение (повышающий трансформатор), либо уменьшает переменное напряжение (понижающий трансформатор). Трансформатор, который обычно используется для передачи и распределения мощности переменного тока, по сути является устройством регулирования напряжения. Трансформаторы используются для самых разных целей, включая повышение напряжения от электрогенераторов для обеспечения передачи электроэнергии на большие расстояния и снижение напряжения в обычных силовых цепях для работы низковольтных устройств, таких как дверные звонки и игрушечные электропоезда.

Что такое трансформер?

Трансформатор — это статическое электрическое устройство, которое передает мощность переменного тока из одной цепи в другую с постоянной частотой, но уровень напряжения может быть изменен, что означает, что напряжение может быть увеличено или уменьшено в зависимости от требований.

Типы трансформаторов 

Типы трансформаторов в зависимости от уровня напряжения

Существует два основных типа трансформаторов в зависимости от рабочего напряжения. Вот некоторые из них:

 

• Понижающий трансформатор: Первичное напряжение преобразуется в более низкое напряжение на вторичном выходе с помощью понижающего трансформатора. Число обмоток на первичной стороне понижающего трансформатора больше, чем на вторичной. В результате общее отношение вторичной обмотки к первичной всегда будет меньше единицы. Понижающие трансформаторы используются в электрических системах, которые распределяют электроэнергию на большие расстояния и работают при чрезвычайно высоких напряжениях, чтобы обеспечить минимальные потери и экономичные решения. Понижающий трансформатор используется для преобразования высоковольтных линий в низковольтные.
• Повышающий трансформатор: Вторичное напряжение повышающего трансформатора повышается по сравнению с низким первичным напряжением. Поскольку первичная обмотка имеет меньше витков, чем вторичная обмотка в этом типе трансформатора, отношение первичной обмотки к вторичной будет больше единицы. Повышающие трансформаторы часто используются в электронных стабилизаторах, инверторах и других устройствах, которые преобразуют низкое напряжение в значительно более высокое напряжение. Повышающий трансформатор также используется в распределении электроэнергии. Для приложений, связанных с распределением электроэнергии, необходимо высокое напряжение. В сети для повышения уровня напряжения перед распределением используется повышающий трансформатор.

Типы трансформаторов в зависимости от материала сердечника

Различные типы трансформаторов используются в электроэнергетике и электронной промышленности в зависимости от материалов сердечника, а именно:

• Трансформатор с железным сердечником: В качестве сердечник трансформатора с железным сердечником. Сильные магнитные свойства железа трансформатора с железным сердечником имеют чрезвычайно высокую потокосцепление. В результате трансформатор с железным сердечником имеет высокий КПД. Сердечники из мягкого железа бывают разных размеров и форм. Несколько типичных форм включают E, I, U и L. 
• Трансформатор с ферритовым сердечником: Из-за высокой магнитной проницаемости в трансформаторе с ферритовым сердечником используется один. В высокочастотном приложении этот тип трансформатора обеспечивает невероятно низкие потери. В результате в высокочастотных приложениях, таких как импульсные источники питания (SMPS), радиочастотные приложения и т. д., используются трансформаторы с ферритовым сердечником.
• Трансформатор с тороидальным сердечником: Железный сердечник или ферритовый сердечник — два примера материалов тороидального сердечника, используемых в трансформаторе. Из-за их превосходных электрических характеристик часто используются тороиды с кольцеобразным или кольцевым сердечником. Кольцевая форма обеспечивает очень низкую индуктивность рассеяния и чрезвычайно высокую индуктивность и добротность.
• Трансформатор с воздушным сердечником: Материал сердечника трансформатора с воздушным сердечником не является настоящим магнитным сердечником. Воздух используется исключительно в потокосцеплении трансформатора с воздушным сердечником. Первичная обмотка трансформатора с воздушным сердечником генерирует переменный ток, создавая вокруг себя электромагнитное поле.

Типы трансформаторов в зависимости от расположения обмоток

• Трансформатор с автоматической обмоткой: Первичная и вторичная обмотки всегда были фиксированными, но с трансформатором с автоматической обмоткой их можно соединить последовательно, а узел с центральным отводом может быть перемещенным. Вторичное напряжение можно изменить, изменив положение центрального отвода. Auto используется для оповещения себя или отдельной катушки и не является аббревиатурой от Automatic. Эта катушка создает соотношение, используя главные и второстепенные компоненты. Соотношение главного и вторичного определяется расположением узла центрального отвода, который изменяет выходное напряжение. VARIAC, устройство, которое генерирует переменный переменный ток из постоянного входного переменного тока, используется наиболее часто.

Типы трансформаторов в зависимости от области применения

Трансформаторы бывают разных модификаций, каждая из которых работает в определенной области. Таким образом, в зависимости от предполагаемого использования трансформаторы можно разделить на следующие категории:

• Силовой трансформатор: Энергия передается на подстанцию ​​или в общую сеть с использованием силового трансформатора большего размера. Между основной распределительной сетью и электрогенератором этот трансформатор служит связующим звеном. Силовые трансформаторы можно разделить на три группы в зависимости от их номинальной мощности и технических характеристик. 0393
• Малый силовой трансформатор,
• Среднемощный трансформатор и
• Большой силовой трансформатор

Измерительный трансформатор: Измерительный трансформатор — другое название измерительного трансформатора. Это еще один инструмент измерения, который обычно используется в области мощности. Для разделения первичной мощности и преобразования тока и напряжения в меньшем соотношении к ее вторичному выходу используется измерительный трансформатор.

Распределительный трансформатор: Распределительный трансформатор функционирует как понижающий трансформатор, преобразующий высокое напряжение сети в напряжение, подходящее для конечного пользователя, обычно 110 В или 230 В. В зависимости от мощности преобразования или номиналов распределительный трансформатор может быть меньше или больше.

Импульсный трансформатор: Одним из самых популярных трансформаторов, устанавливаемых на печатную плату, который генерирует электрические импульсы с постоянной амплитудой, является импульсный трансформатор. Он используется в ряде цифровых схем, где существует потребность в создании изолированных импульсов.

Выходной аудиотрансформатор: Другим трансформатором, часто используемым в электронной промышленности, является аудиотрансформатор. Он специально используется в приложениях, связанных со звуком, где необходимо согласование импеданса.

Принцип работы трансформатора

Основополагающим принципом работы трансформатора является взаимная индукция между двумя катушками или закон электромагнитной индукции Фарадея. Ниже приведено описание работы трансформатора. Многослойный сердечник трансформатора из кремнистой стали покрыт двумя отдельными обмотками. Согласно приведенной ниже схеме, первичная обмотка — это та, к которой подключен источник переменного тока, а вторичная обмотка — это та, к которой подключена нагрузка. Можно использовать только переменный ток, потому что взаимная индукция между двумя обмотками требует переменного потока.

 

Первичная обмотка трансформатора создает переменный поток, известный как взаимный поток, при приложении переменного напряжения в соответствии с принципом взаимной индуктивности.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, этот переменный поток магнитно связывает первичную и вторичную обмотки трансформатора и создает ЭДС E ₁ в первичной обмотке и E ₂ во вторичной обмотке. ЭДС (E ₁ ) называется первичной ЭДС, тогда как ЭДС (E ₂ ) — вторичная ЭДС.

и

Разделив вышеприведенные уравнения, получим соотношение:

количество витков в первичной и вторичной обмотках трансформатора соответственно. Если N ₂ > N ₁ , то E ₂ > E ₁ , и трансформатор будет повышающим; если N ₂ < N ₁ , тогда E ₂ < E ₁ , и трансформатор будет понижающим.

Если теперь к вторичной обмотке подключена нагрузка, ток нагрузки I ₂ потечет через нагрузку в результате ЭДС E ₂ . В результате трансформатор позволяет передавать электроэнергию с изменением уровня напряжения из одной электрической цепи в другую.

Части трансформатора

Трансформатор в основном состоит из трех частей:

Сердечник

Сердечник трансформатора служит опорой для обмотки. Кроме того, он предлагает канал потока магнитного потока с минимальным сопротивлением. Как видно на изображении, обмотка намотана вокруг сердечника. Для снижения потерь в трансформаторе используется многослойный сердечник из мягкого железа. Состав сердечника определяется переменными, в том числе рабочим напряжением, током и мощностью. Диаметр сердечника отрицательно коррелирует с потерями в железе и прямо коррелирует с потерями в меди.

Обмотки

Медные провода, намотанные на сердечник трансформатора, называются обмотками. Медные кабели используются, потому что высокая проводимость меди снижает потери трансформатора, поскольку сопротивление току снижается по мере увеличения проводимости. А высокая степень пластичности меди позволяет изготавливать из нее невероятно тонкие провода.

Два основных типа обмоток. обмотки первичной и вторичной катушек. Первичная обмотка представляет собой группу витков обмотки, на которую подается ток питания. Количество витков обмотки, из которых получается выходная мощность, называется вторичной обмоткой. Изоляционные покрытия используются для изоляции первичной и вторичной обмоток друг от друга.

Изоляционные материалы

Трансформатору требуется изоляция для разделения обмоток и предотвращения коротких замыканий. Это облегчает взаимную индукцию. На стабильность и долговечность трансформатора влияют изоляционные материалы. В трансформаторе в качестве изолирующих сред используются: изоляционная жидкость, лента, бумага и ламинирование из дерева.

Бак

Главный бак трансформатора служит двум целям:

• Сердечник и обмотки защищены от непогоды, например дождя и пыли.
• Используется как емкость для масла, а также как опора для всех других насадок трансформатора.

Трансформаторное масло

Большая часть огромного трансформатора погружена в масло. Трансформаторное масло добавляет изоляцию между проводниками, улучшает отвод тепла от катушек и обладает способностью обнаруживать неисправности. Трансформаторное масло обычно изготавливается из углеводородного минерального масла.

Расширители масла

Расширитель масла расположен над баком трансформатора и проходными изоляторами. Некоторые расширители трансформаторного масла содержат резиновую камеру. Когда трансформатор нагружен, температура окружающей среды повышается, что приводит к увеличению количества масла внутри трансформатора. В расширительном баке трансформатора достаточно места для увеличенного объема трансформаторного масла. Он также служит резервуаром для масла, которое используется для изоляции зданий.

Сапун

Все масляные трансформаторы с расширительным баком включают его. Помогает защитить масло от влаги.

Радиаторы и вентиляторы

Большая часть мощности, теряемой в трансформаторе, рассеивается в виде тепла. Радиаторы и вентиляторы способствуют рассеиванию тепла, выделяемого трансформатором, и обеспечивают защиту от выхода из строя. Большинство сухих трансформаторов охлаждаются естественным воздухом.

Идеальный трансформатор

Идеальный трансформатор — это чисто теоретический трансформатор, который вообще не имеет потерь, включая потери в сердечнике, потери в меди или другие потери трансформатора. Этот трансформатор считается КПД 100%.

Предполагается, что обмотки трансформатора полностью индуктивны, а сердечник трансформатора предполагается без потерь при создании идеальной модели трансформатора. Кроме того, трансформатор не имеет реактивного сопротивления рассеяния (реактивное сопротивление — это сопротивление протеканию тока от элемента цепи за счет его индуктивности и емкости). Это указывает на то, что первичная и вторичная обмотки трансформатора подключены к сердечнику трансформатора при 100% магнитном потоке. Однако каждая обмотка должна иметь некоторое индуктивное сопротивление, что приводит к падению напряжения и потерям I2R. В модели идеального трансформатора обмотки предполагаются идеальными (полностью индуктивными), а значит, их сопротивление равно нулю.

Уравнение ЭДС идеального трансформатора

Пусть N _p — число витков основной обмотки, а N _s — число витков вторичной обмотки. Когда на основную обмотку трансформатора подается переменное напряжение, генерируемый ток создает переменный магнитный поток, который соединяет вторичную обмотку и генерирует ЭДС. Количество витков вторичной обмотки определяет величину этой ЭДС. Рассмотрим идеальный (без потерь) трансформатор с нулевым сопротивлением первичной обмотки (отсутствие падения напряжения на катушке) и полным потоком в сердечнике, соединяющем первичную и вторичную обмотки. При напряжении В _p подается на первичную обмотку, пусть — потокосцепление в каждом витке в сердечнике в момент времени t за счет тока в первичной обмотке.

 

Затем вычисляется ЭДС индукции или напряжение (ε _s ) во вторичной обмотке с N _s витков.

ε _с = –N _с x dϕ/dt                 ……(1)

Кроме того, переменный поток создает в сети обратную ЭДС. Это оно.

ε _p = –N _p x dϕ/dt               ……(2)

А для идеального трансформатора ε _p =V _p

Приблизительно, если вторичная цепь представляет собой разомкнутую цепь или потребляемый от нее ток небольшой, ε _с = V _с .

Напряжение на вторичной обмотке составляет В _с . В результате уравнения (1) и (2) могут быть записаны как0477 P ​​ x dϕ / dt …… (4)

Из уравнений (3) и (4), мы имеем

V _S / V _{P ​​} = N _S / N _{P ​​} … …(5)

Приведенное выше уравнение известно как Уравнение преобразования или Формула преобразования .

Следующие три допущения используются для получения предыдущей зависимости:

• Электрические сопротивления первичной и вторичной обмоток незначительны.
• Связь потока как с первичной, так и со вторичной катушками одинакова, или из сердечника уходит очень мало потоков.
• Вторичный ток незначителен.

Коэффициент витка

Коэффициент витка — это мера, позволяющая определить, имеет ли вторичная обмотка трансформатора больше или меньше витков, чем первичная. Количество витков первичной катушки равно «Np», а количество витков вторичной катушки равно «Ns», что соответствует количеству витков.

Потребляемая и выдаваемая мощность будут равны, если трансформатор исправен или имеет 100-процентный КПД (без потерь энергии).

I _{P ​​} V _{P ​​} = I _S V _S …… (6)

Сочетные уравнения (5) и (6). = V _s /V _p = N _s /N _p =K       

Коэффициент поворота, K, определяется в предыдущем уравнении. Если вторичная катушка имеет больше витков, чем первичная, это так (N _s >N _p ), и напряжение повышается (V _s >V _p ). Повышающий трансформатор — это название для такого рода установки. Понижающий трансформатор — это трансформатор, в котором вторичная обмотка имеет меньше витков, чем первичная обмотка (N _s p ).

Эффективность трансформатора

Эффективность трансформатора также известна как коммерческая эффективность . Обозначается буквой «η». Эффективность трансформатора описывается как отношение мощности (в Вт или кВт) к потребляемой мощности (в Вт или кВт).

Следовательно, эффективность трансформатора может быть выражена следующим образом:

КПД (η) = (Выходная мощность / Потребляемая мощность)

Приведенное выше уравнение можно использовать для идеального трансформатора, в котором нет трансформатора. потери и вся входная энергия передается на выходе. В результате следующее уравнение в основном используется, если учитываются отходы трансформатора и эффективность трансформатора оценивается во всех практических состояниях.

Эффективность = ((Мощность O/P) / (Мощность O/P + Потери)) × 100% = 1− (Потери/мощность i/p) × 100

Потери энергии в трансформаторе

В предыдущих уравнениях мы использовали идеальный трансформатор (без потерь энергии). Однако некоторые потери энергии все же происходят в реальном трансформаторе по следующим причинам:

• Утечка потока: Поскольку часть потока уходит из сердечника, не весь поток, генерируемый первичной обмоткой, попадает во вторичную обмотку. Это происходит из-за неправильной конструкции сердечника или наличия отверстий для воздуха в сердечнике. Его можно понизить, намотав первичную и вторичную обмотки друг на друга. Его также можно снизить, если ядро ​​хорошо спроектировано.
• Сопротивление обмоток: Поскольку провод, используемый для обмоток, имеет некоторое электрическое сопротивление, в результате тепла, выделяемого в обмотках, теряется энергия. Они смягчаются в обмотках сильного тока и низкого напряжения за счет использования толстого провода с высокой проводимостью.
• Вихревые токи: Переменный магнитный поток создает вихревые токи в железном сердечнике, что приводит к потерям энергии при нагреве. Использование ламинированного сердечника снижает ударную нагрузку.
• Гистерезисная потеря: В каждом цикле переменного тока переменное магнитное поле меняет намагниченность сердечника на противоположное. Потеря энергии в сердечнике происходит в виде тепла из-за гистерезисных потерь, которые сводятся к минимуму за счет использования магнитного материала с низкими гистерезисными потерями.

Применение трансформатора

Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных применений трансформатора:

1. Повышение или понижение уровня напряжения в цепи переменного тока для обеспечения правильной работы различных электрических компонентов цепи.
2. Препятствует переходу постоянного тока из одной цепи в другую.
3. Разделяет две отдельные электрические цепи.
4. Перед началом передачи и распределения необходимо повысить уровень напряжения на электростанции.

Также Проверка:

• Генераторы переменного тока
• Электродвижающая сила
• Индуцированное напряжение

СОВЕРИТЕСЬ. Чему равно вторичное напряжение, если коэффициент трансформации равен 10?

Решение:

Учитывая, что коэффициент поворота, N ₂ /N ₁ = 10

и Volltage через первичную катушку, V ₁ = 120 v

Теперь, v ₁ = 120 v

. Трансформатор; уравнение:

V ₂ /V ₁ = N ₂ /N ₁

Заменить данные значения,

V ₂ /12063

9000 2

9000 2

9000 2

9000 2

. = 1200 В

Пример 2: Трансформатор имеет 1000 витков в первичной обмотке, и через него протекает ток 8 А. При входной мощности 10 кВт, а на выходе 1000 В. Определить число витков во вторичной обмотке.

Решение:

Рассмотрим случай идеального трансформера,

, P _в = P _Out = 1000 W

Но, стр _Out = V _S S I S S _{S 9047 S}

Теперь ток во вторичной цепи составляет, 

I _S = P _out / V _S = 10000 / 1000 = 10 A

Таким образом, коэффициент трансформации трансформатора определяется выражением S / N _{P ​​}

N _S = (I _{P ​​} / I _S ) N _{P ​​}  

= (8/10) × 1000

3 витков

Пример 3: Количество витков вторичной обмотки однофазного трансформатора 22 кВА, 2200/220 В равно 50, затем найдите количество витков первичной обмотки. Всеми видами потерь в трансформаторе пренебречь.

Ответ:

Значение соотношения поворотов составляет

V _{P ​​} /V _S = 2200/220

= 10 = K

Количество первичных видов

primary turns can be determined as:-

N _p /N _s =K

N _p /50=10

N _p = 500

Example 4: Determine the первичный ток, потребляемый трансформатором, когда КПД предоставленного трансформатора составляет 75 % и он работает на 100 В, 5 кВА, а вторичное напряжение составляет 200 В.

Ответ:

Учитывая, что, оценка KVA трансформатора = 5 KVA

Первичное напряжение, V ₁ = 100 В

Вторичное напряжение, V ₂ = 200 против

, поэтому, V ₂ = 200 против

, с. Первичный ток I ₁ задан,

I ₁ = S / V ₁

= 5 KVA / 100

= 50 A

FAQS на трансформатор

9000 3

.

Что такое Трансформер?

Ответ:

Трансформатор представляет собой электрическое устройство, которое передает электрическую энергию из одной цепи в другую с помощью электромагнитной индукции и взаимной индукции. Чаще всего он используется для увеличения («повышение») или уменьшения («понижение») уровней напряжения между цепями при сохранении постоянной частоты переменного тока.

Вопрос 2: Перечислите некоторые основные типы трансформаторов.

Ответ:

Трансформатор можно разделить на множество в зависимости от назначения:

• Типы трансформаторов в зависимости от уровня напряжения
  • Понижающий трансформатор
  • Повышающий трансформатор
• Типы трансформаторов в зависимости от материала сердечника

  Железо Трансформатор с ферритовым сердечником

  • Трансформатор с тороидальным сердечником
  • Трансформатор с воздушным сердечником
• Типы трансформаторов в зависимости от схемы обмотки
  • Трансформатор с автоматической обмоткой
• Types of transformer based on Usage
  • Power Transformer
    • Small power transformer, 
    • Medium power transformer, and 
    • Large power transformer
  • Measurement Transformer
  • Distribution Transformer
  • Pulse Transformer
  • Audio Output Трансформатор

Вопрос 3: Что такое коэффициент поворота?

Ответ:

Коэффициент трансформации — это мера, позволяющая определить, имеет ли вторичная обмотка трансформатора больше или меньше витков, чем первичная.