Site Loader
устройство и принципы работы, назначение и область применения прибора

Где применяются трансформаторыНазвание «трансформатор» произошло от латинского слова «transforмare», что значит «превращать, преобразовывать». Именно в этом и заключается его суть — преобразование путем магнитной индукции переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения, но аналогичной частоты. Главное назначение трансформатора — использование в электросетях и источниках питания разнообразных приборов.

Содержание

Устройство и принцип действия

Трансформатор — это прибор для преобразования переменного тока и напряжения, не имеющий подвижных частей.

Устройство трансформаторов состоит из одной или нескольких обособленных проволочных, иногда ленточных катушек (обмоток), которые охвачены единым магнитным потоком. Катушки, как правило, наматывают на сердечник (магнитопровод). Обычно он изготавливается из ферромагнитного материала.

На рисунке схематично представлен принцип работы трансформатора.

Как устроен трансформатор

На рисунке видно, что первичная обмотка подсоединена к источнику переменного тока, а другая (вторичная) — к нагрузке. В витках первичной обмотки при этом проистекает переменный ток, его величина I1. А обе катушки охватывает магнитный поток Ф, производящий в них электродвижущую силу.

Если вторичная обмотка находится без нагрузки, то такой режим работы преобразователя называется «холостой ход». Когда вторичная катушка под нагрузкой, в ней под действием электродвижущей силы возникает ток I2.

Выходное напряжение при этом зависит напрямую от того, сколько витков на катушках, а сила тока — от диаметра (сечения) провода. Другими словами, если обе катушки имеют равное количество витков, то напряжение на выходе будет равно напряжению на входе. А если на вторичную катушку намотать в 2 раза больше витков, то и напряжение на выходе станет в 2 раза выше входного.

Итоговый ток зависит также и от диаметра провода обмотки. Например, при большой нагрузке и маленьком диаметре провода может произойти перегрев обмотки, нарушение целостности изоляции и даже полный выход из строя трансформатора.

Во избежание таких ситуаций составлены таблицы для расчета преобразователя и выбора диаметра провода под заданное выходное напряжение.

Классификация по видам

Трансформаторы принято классифицировать по нескольким признакам: по назначению, по способу установки, по типу изоляции, по используемому напряжению и т. д. Рассмотрим самые распространенные виды приборов.

Силовые преобразователи

Силовые трансформаторы

Такой вид приборов применяется для подачи и приема электрической энергии на ЛЭП и с ЛЭП с напряжением до 1150 квт. Отсюда и название — силовой. Эти приборы функционируют на низких частотах — порядка 50−60 Гц. Их конструктивными особенностями является то, что они могут содержать несколько обмоток, которые располагаются на броневом сердечнике, изготовленном из электротехнической стали. Причем катушки низкого напряжения могут быть запитаны параллельно.

Такой прибор носит название трансформатор с расщепленными обмотками. Обычно силовые трансформаторы помещают в емкость с трансформаторным маслом, а самые мощные агрегаты охлаждают активной системой. Для установки на подстанциях и электростанциях используют трехфазные приборы мощностью до 4 тыс. кВА. Они получили наибольшее распространение, так как потери в них уменьшены на 15% по сравнению с однофазными.

Автотрансформаторы (ЛАТР)

Это особая разновидность низкочастотного прибора. В нем вторичная обмотка одновременно является частью первичной и наоборот. То есть катушки связываются не только магнитно, но и электрически. Разное напряжение получается и с одной обмотки, если сделано несколько выводов. За счет использования меньшего количества проводов достигается удешевление прибора. Однако при этом отсутствует гальваническая развязка обмоток, а это уже существенный недочет.

Автотрансформаторы нашли применение в высоковольтных сетях и в установках автоматического управления, для запуска двигателей переменного тока. Целесообразно их использование при невысоких коэффициентах трансформации. ЛАТР применяют для регулировки напряжения в лабораторных условиях.

Трансформаторы тока

Применение трансформаторовВ таких приборах первичная обмотка подсоединяется непосредственно к источнику тока, а вторичная — к приборам с небольшим внутренним сопротивлением. Это могут быть защитные или измерительные устройства. Самым распространенным видом трансформатора тока считается измерительный.

Он состоит из сердечника, выполненного из шихтованной кремнистой холоднокатаной электротехнической стали, с намотанной на него одной или несколькими обособленными вторичными обмотками. В то время как первичная может представлять собой просто шину или же провод с измеряемым током, пропущенным при этом сквозь окошко магнитопровода. По такому принципу функционируют, к примеру, токоизмерительные клещи. Главной характеристикой трансформаторного тока является коэффициент трансформации.

Такие преобразователи безопасны и поэтому нашли применение при измерении тока и в схемах релейной защиты.

Импульсные преобразователи

В современном мире импульсные системы практически полностью заменили тяжелые низкочастотные трансформаторы. Обычно импульсный прибор выполняется на ферритовом сердечнике разнообразных форм и размеров:

  • кольцо;
  • стержень;
  • чашечка;
  • в виде буквы Ш;
  • П-образный.

Превосходство таких приборов сомнениям не подлежит — они способны функционировать на частотах до 500 и более кГц.

Так как это прибор высокочастотный, то его размеры существенно снижаются с ростом частоты. На обмотку расходуется меньшее количество провода, а для получения высокочастотного тока в первой цепи достаточно лишь подключения полевого или биполярного транзистора.

Существуют еще много разновидностей трансформаторов: разделительные, согласующие, пик-трансформаторы, сдвоенный дроссель и т. д. Все они широко применяются в современной промышленности.

Область применения приборов

Сегодня, пожалуй, трудно себе представить область науки и техники, где не применяются трансформаторы. Их широко используются для следующих целей:

  1. Трансформатор токаДля передачи и раздачи электроэнергии.
  2. Для создания допустимой схемы включения вентилей. Применяется в преобразовательных устройствах с одновременным согласованием входного и выходного напряжения.
  3. В производстве: в сварке, для снабжения электротермических установок и т. д. Мощность таких приборов достигает порой десятков тысяч кВА и напряжения до 10 кВ, а рабочий диапазон — 50 Гц.
  4. Преобразователи малой мощности и невысокого напряжения применяют для радио- и телеаппаратуры, устройств связи, бытовых приборов, для согласования напряжений и т. д.
  5. При включении электроизмерительных приборов и реле в электроцепи высокого напряжения с целью расширения диапазонов измерений и обеспечения электробезопасности.

Исходя из многообразия устройств и видов назначения трансформаторов, можно утверждать, что сегодня они — незаменимые, использующиеся практически повсеместно устройства, благодаря которым обеспечивается стабильность и достижение необходимых потребителю значений напряжения как гражданских сетей, так и сетей предприятий промышленности.

Тема 6.1. Устройство и принцип действия трансформатора — Студопедия

Тема 6.1. Устройство и принцип действия трансформатора.

Вопросы:

1. Устройство трансформатора.

2. Принцип действия трансформатора.

3. Коэффициент трансформации.

Устройство трансформатора.

Трансформатор – статический электромагнитный аппарат, предназначенный для трансформации (изменения) напряжения.

1 – ярмо; 2 и 5 – стержни; 3 и 4 – обмотки.

Ярмо и стержни образуют магнитопровод.

Первичная обмотка – обмотка, которая присоединена к источнику.

Вторичная обмотка – обмотка, к которой присоединяют потребители.

Классификация.

1. По характеру трансформации: понижающие и повышающие.

2. По назначению: силовые и специальные.

3. По числу обмоток: двух- и многообмоточные ( у двухобмоточных имеются первичная и вторичная обмотки; у многообмоточных – первичная и несколько вторичных).

4. По числу фаз: одно- и трёхфазные.

Принцип действия трансформатора.

w1 – первичная обмотка; w2 – вторичная обмотка; I1, I2 – действующие значения токов первичной и вторичной обмоток; U1, U2 – действующие значения напряжений на первичной и вторичной обмотках; Ф – основной магнитный поток, замыкающийся по магнитопроводу.

Принцип действия трансформатора основан на явлении взаимоиндукции: переменный ток первичной обмотки возбуждает переменный магнитны поток, большая часть которого Ф замыкается по магнитопроводу (основной поток). Небольшая часть потока, возбуждённого током первичной обмотки, замыкается по воздуху и называется потоком рассеяния. Поток Ф наводит в обмотка трансформатора ЭДС: в первичной обмотке ЭДС самоиндукции е

1 и во вторичной обмотке ЭДС взаимоиндукции е2. Если ко вторичной обмотке присоединить потребитель, то под действием ЭДС е2 потечёт ток I2.


В трансформаторе передача энергии от источника к потребителю происходит через магнитное поле, связывающее между собой первичную и вторичную обмотки. Таким образом, источник энергии и потребитель не имеют между собой гальванической связи, т.е. напряжение источника не приложено к потребителю.

Коэффициент трансформации.

В соответствие с законом электромагнитной индукции (формула 2.4):

е1 = -w1 ; .

При синусоидальном напряжении на первичной обмотке основной магнитный поток то же будет синусоидальным, т.е. Ф = Фmsin ωt.

Тогда: = Е1m , где Е1m= w1ωФm, отсюда действующее значение . Аналогично: = 4,44 w

2 f Фm.

Коэффициент трансформации (k) – отношение числа витков обмотки высшего напряжения к числу витков обмотки низшего напряжения.


Лекция 24

Вопросы:

1. Режим холостого хода.

2. Режим работы под нагрузкой.

3. Режим короткого замыкания.

4. Коэффициент полезного действия.

Трансформаторы могут работать в режимах холостого хода, рабочем и короткого замыкания.

1. Режим холостого хода.

В режиме холостого хода трансформатора (рис. 6.3) первичная обмотка включена в сеть под номинальное напряжение (выключатель В1 замкнут), а вторичная обмотка разомкнута выключателем В2 (I2=0).

Уравнение равновесия ЭДС и напряжений в цепи первичной обмотки трансформатора при холостом ходе записывается в соответствии со вторым законом Кирхгофа и имеет следующий вид:

,

где I01 – ток первичной обмотки при холостом ходе; z1 – полное сопротивление первичной обмотки; I01z1 – падение напряжения на первичной обмотке.

Падение напряжения на первичной обмотке при холостом ходе не превышает 0,5% напряжения U1, поэтому можно считать, что Е1≈ U1. Во вторичной обмотке ток не протекает, поэтому Е2=U2.

Измерив напряжения на обмотках можно определить коэффициент трансформации

K= .

При холостом ходе трансформатора полезная мощность (мощность, отдаваемая нагрузке), равна нулю. Вся потребляемая из сети мощность расходуется на потери в самом трансформаторе. Эти потери складываются из потерь на нагревание первичной обмотки и потерь в стали. Расчёты показывают, что потери на нагревание обмотки составляют не более 2% от мощности, потребляемой трансформатором при холостом ходе. Тогда не будет большой ошибкой считать, что мощность Р1, измеренная ваттметром, тратится в основном на потери в стали. Потери в магнитопроводе (в стали) возникают от его перемагничивания и от вихревых токов. Но и те и другие зависят от основного магнитного потока.

Режим холостого хода используется для определения опытным путём потерь в стали трансформатора.

2. Режим работы под нагрузкой.

В этом режиме первичная обмотка подключена к источнику, а ко вторичной обмотке подключена нагрузка Zн.

Под действием индуктированной во вторичной обмотке ЭДС Е2 потечёт ток I2, который возбудит магнитный поток. В соответствии с правилом Ленца этот поток будет препятствовать изменению магнитного потока, возбуждённого током первичной обмотки. Таким образом, магнитный поток, возбуждённый током первичной обмотки при холостом ходе, практически не изменится.

Уравнение равновесия ЭДС и напряжений трансформатора при работе под нагрузкой записываются в соответствии со вторым законом Кирхгофа и имеют следующий вид:

; ,

где I1zI – падение напряжения в первичной обмотке; I2z2 – падение напряжения во вторичной обмотке.

Падение напряжения в обмотках трансформатора при номинальной нагрузке составляет 5-10% от номинального напряжения, поэтому можно считать, что

U1≈E1; U2≈E2.

Так же как и при холостом ходе

3. Режим короткого замыкания.

В этом режиме первичная обмотка подключена к сети, а вторичная обмотка замкнута накоротко. Причинами возникновения короткого замыкания могут быть неисправности у потребителя подключённого ко вторичной обмотке или повреждение изоляции этой обмотки. При коротком замыкании токи в первичной и вторичной обмотках достигают величин, превышающих номинальные токи в 10 – 20 и более раз. Такое чрезмерное увеличение тока представляет опасность для трансформатора. Вследствие этого всегда предусматривается защита, предназначенная отключать от сети его первичную обмотку по прошествии некоторого небольшого промежутка времени после возникновения короткого замыкания.

Для определения потерь в меди обмоток используют опыт короткого замыкания, при котором зажимы вторичной обмотки замыкают накоротко (обычно через амперметр), а к первичной обмотке подводят такое пониженное напряжение, чтобы токи в обмотках трансформатора были равны номинальным. Потери в стали при опыте короткого замыкания будут меньше, чем при холостом ходе в 400÷900 раз, поэтому ими можно пренебречь и считать, что мощность, потребляемая трансформатором при опыте короткого замыкания, тратится только на нагревание первичной и вторичной обмоток, т.е. является потерями в меди.

4. Коэффициент полезного действия.

Коэффициент полезного действия трансформатора определяется как отношение полезной мощности P2 к потребляемой P1, т.е.

.

У современных трансформаторов КПД достигает значения, равного 99%

Наибольшего значения КПД достигает при токе нагрузки I2 = (0,75÷о,8) I

Лекция 25.

Принцип работы однофазного трансформатора

Назначение и принцип действия однофазного трансформатора

В энергетической сфере деятельности используются первичные источники высокого переменного напряжения, однако в быту или на предприятиях необходимо значительно его снизить.

Для этой цели применяются трансформаторы.

Принцип действия

Принцип работы однофазного трансформатора довольно простой и основан на генерации электродвижущей силы (ЭДС) в обмотках проводника, который находится в движущемся магнитном поле и сгенерирован при помощи переменного I.

При прохождении электричества по обмоткам первичной катушки создается магнитный поток (Ф), который пронизывает и вторичную катушку. Силовые линии Ф благодаря замкнутой конструкции магнитопровода имеют замкнутую структуру. Для получения оптимальной мощности Т необходимо располагать катушки обмоток на близком расстоянии относительно друг друга.

Исходя из закона электромагнитной индукции происходит изменение Ф и индуцируется в первичной обмотке ЭДС. Эта величина называется ЭДС самоиндукции, а во вторичной — ЭДС взаимоиндукции.

При подключении потребителя к первичной обмотке трансформатора в цепи появится электрическая энергия, которая передается из первичной обмотки через магнитопровод (катушки не связаны гальванически). В этом случае средством передачи электроэнергии служит только Ф. Трансформаторы по конструктивной особенности бывают различные.

По достижению максимальной магнитной связи трансформаторы делятся на следующие типы:

  1. Сильная.
  2. Средняя.
  3. Слабая.

При слабой МС происходит значительная потеря энергии и Т такого типа практически не применяются. Основной особенностью таких Т являются незамкнутые сердечники.

Уровень средней МС достигается только при полностью замкнутом магнитопроводе. Одним из примеров такого Т является стержневой тип, у которого обмотки расположены на железных стержнях и соединены между собой накладками или ярмами. В результате такой конструкции получается полностью замкнутый сердечник.

Примером сильной МС является Т броневого типа, обмотки которого располагаются на одной или нескольких катушках. Эти обмотки расположены очень близко, благодаря чему и обеспечивается минимальная потеря электрической энергии. Магнитопровод полностью покрывает катушки, создавая более сильный Ф, который разбивается на 2 части. У трансформаторов такого типа потоки сцепления между обмотками практически равны.

В основном однофазные трансформаторы имеют две обмотки, первичную и вторичную. На первичную обмотку подают одно значение напряжения, а со вторичной снимают нужное нам напряжение. Чаще всего в повседневной жизни можно увидеть так называемые сетевые трансформаторы, у которых первичная обмотка рассчитана на сетевое напряжение, то есть 220 В.

На схемах однофазный трансформатор обозначается так:

Первичная обмотка слева, а вторичная – справа.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Трансформатор. Устройство и принцип действия трансформатора.
Простейший трансформатор представляет собой устройство, состоящее из стального сердечника и двух обмоток (рис. 1). При подаче в первичную обмотку переменного напряжения, во вторичной обмотке индуцируется ЭДС той же частоты. Если ко вторичной обмотке подключить некоторый электроприемник, то в ней возникает электрический ток и на вторичных зажимах трансформатора устанавливается напряжение, которое несколько меньше, чем ЭДС и в некоторой относительно малой степени зависит от нагрузки. Отношение первичного напряжения ко вторичному (коэффициент трансформации) приблизительно равно отношению чисел витков первичной и вторичной обмоток.

Рис. 1. Принцип устройства однофазного двухобмоточного трансформатора. 1 первичная обмотка, 2 вторичная обмотка, 3 сердечник. U1 первичное напряжение, U2 вторичное напряжение, I1 первичный ток, I2 вторичный ток, Ф магнитный поток

Простейшие условные обозначения трансформаторов изображены на рис. 2; для наглядности разные обмотки трансформатора можно, как и на рисунке, представить разными цветами.

Рис. 2. Условное обозначение трансформатора в подробных (многолинейных) схемах (a) и в схемах электрических сетей (b)

Трансформаторы могут быть одно- или многофазными, а вторичных обмоток может быть больше одной. В электрических сетях обычно используются трехфазные трансформаторы с одной или двумя вторичными обмотками. Если первичное и вторичное напряжения относительно близки друг другу, то могут использоваться и однообмоточные автотрансформаторы, принципиальные схемы которых представлены на рис. 3.

Рис. 3. Принципиальные схемы понижающего (a) и повышающего (b) автотрансформаторов

Важнейшими номинальными показателями трансформатора являются его номинальные первичное и вторичное напряжения, номинальные первичный и вторичный ток, а также номинальная вторичная полная мощность (номинальная мощность). Трансформаторы могут изготовляться как на весьма малую мощность (например, для микроэлектронных цепей), так и на очень большую (например, для мощных энергосистем), охватывая диапазон мощностей от 0,1 mVA до 1000 MVA.

Потери энергии в трансформаторе – обусловленные активным сопротивлением обмоток потери в меди и вызванные вихревыми токами и гистерезисом в сердечнике потери в стали – обычно настолько малы, что кпд трансформатора, как правило, выше 99 %. Несмотря на это, тепловыделение в мощных трансформаторах может оказаться настолько сильным, что необходимо прибегать к эффективным способам теплоотвода. Чаще всего активная часть трансформатора размещается в баке, заполненном минеральным (трасформаторным) маслом, который, при необходимости снабжается принудительным воздушным или водяным охлаждением. При мощности до 10 MVA (иногда и выше) могут применяться и сухие трансформаторы, обмотки которых обычно залиты с эпоксидной смолой. Основные преимущества сухих трансформаторов заключаются в более высокой огнебезопасности и в исключении течи трансформаторного масла, благодаря чему они могут без препятствий устанавливаться в любых частях зданий, в том числе на любом этаже. Для измерения переменных тока или напряжения (особенно в случае больших токов и высоких напряжений) часто используются измерительные трансформаторы.

Устройство трансформатора напряжения по своему принципу не отличается от силовых трансформаторов, но работает он в режиме, близком к холостому ходу; коэффициент трансформации в таком случае достаточно постоянен. Номинальное вторичное напряжение таких трансформаторов обычно равно 100 V. Вторичная обмотка трансформатора тока в идеальном случае короткозамкнута и вторичный ток в таком случае пропорционален первичному. Номинальный вторичный ток обычно составляет 5 A, но иногда может быть и меньше (например, 1 A). Примеры условных обозначений трансформаторов тока приведены на рис. 4.

Рис. 4. Условное обозначение трансформатора тока в развернутых схемах (a) и в однолинейных схемах (b)

Первым трансформатором может считаться изготовленное Майклом Фарадеем (Michael Faraday) индукционное кольцо (англ. induction ring), состоящее из кольцевого стального сердечника и двух обмоток, при помощи которого он 29 августа 1831 года открыл явление электромагнитной индукции (рис. 5). Во время быстрого переходного процесса, возникающего при включении или отключении первичной обмотки, соединенной с источником постоянного тока, во вторичной обмотке индуцируется импульсная ЭДС. Такое устройство может поэтому называться импульсным или транзиентным трансформатором.

Рис. 5. Принцип устройства транзиентного трансформатора Майкла Фарадея. i1 первичный ток, i2 вторичный ток, t время

Исходя из открытия Фарадея, учитель физики колледжа города Маргнута (Margnooth) около Дублина (Dublin, Ирландия) Николас Келлан (Nicholas Callan, 1799–1864) построил в 1836 году индукционную катушку (искровой индуктор), состоящий из прерывателя и трансформатора; это устройство позволяло преобразовать постоянный ток в переменный ток высокого напряжения и вызывать длинные искровые разряды. Индукционные катушки стали быстро усовершенствоваться и в 19-м веке широко применялись при исследовании электрических разрядов. К ним могут быть отнесены и катушки зажигания современных автомобилей. Первый трансформатор переменного тока запатентовал в 1876 году живший в Париже русский электротехник Павел Яблочков, использовав его в цепях питания своих дуговых ламп. Сердечник трансформатора Яблочкова представлял собой прямой пучок стальных проволок, вследствие чего магнитная цепь была не замкнутой, как у Фарадея, а открытой, и в других установках такой трансформатор применять не стали. В 1885 году инженеры-электрики Будапештского завода Ганц и Компания (Ganz & Co.) Макс Дери (Max Deri, 172 1854–1938), Отто Титуш Блати (Otto Titus Blathy, 1860–1939) и Кароль Зиперновски (Karoly Zipernovsky, 1853–1942) изготовили трансформатор с тороидальным проволочным сердечником и заодно разработали систему распределения электроэнергии на переменном токе, основанную на применении этих трансформаторов. Трансформатор с еще лучшими свойствами, сердечник которого собирался из Е- и I-образных стальных листов, создал в том же году американский электротехник Уильям Стенли (William Stanley, 1858–1916), после чего началось быстрое развитие систем переменного тока как в Европе, так и в Америке. Первый трехфазный трансформатор построил в 1889 году Михаил Доливо-Добровольский.

Что такое трансформатор? Конструкция, работа, типы и применение.

Что такое трансформатор? Его части, эксплуатация, типы, ограничения и применение

Что такое трансформатор?

  • Как следует из названия, трансформатор передает электроэнергию из одной электрической цепи в другую электрическую цепь. Это не меняет значение силы.
  • Трансформатор не изменяет частоту цепи во время работы.
  • Трансформатор работает на электрическом я.е. взаимная индукция.
  • Трансформатор работает, когда обе цепи вступают в силу взаимной индукции.
  • Трансформатор не может повышать или понижать уровень постоянного напряжения или постоянного тока.
  • Трансформатор только повышает или понижает уровень переменного или переменного тока.
  • Трансформатор не меняет значение магнитного потока.
  • Трансформатор не будет работать при постоянном напряжении.

What is a Transformer, Its Types, Construction, Working, & Applications What is a Transformer, Its Types, Construction, Working, & Applications

Без трансформаторов электрической энергии, генерируемой на электростанциях, вероятно, будет недостаточно для питания города.Только представьте, что нет трансформаторов. Как вы думаете, сколько электростанций нужно настроить, чтобы обеспечить город энергией? Нелегко настроить электростанцию. Это дорого.

Для обеспечения достаточной мощности необходимо установить множество электростанций. Трансформаторы помогают, усиливая выход трансформатора (повышая или понижая уровень напряжения или тока).

Когда число витков вторичной катушки больше числа витков первичной катушки, такой трансформатор называется повышающим трансформатором.

Аналогично, когда число витков катушки первичной катушки больше, чем у вторичного трансформатора, такой трансформатор известен как понижающий трансформатор.

Конструкция трансформатора (детали трансформатора)

Construction of a Transformer Construction of a Transformer Детали трансформатора
1 Клапан масляного фильтра 17 Клапан слива масла
2 Консерватор 18 Подъемный патрон
3 Реле Бухгольца 19 Стопор
4 Клапан масляного фильтра 20 Фундаментный болт
5 Вентиляционное отверстие 21 Клемма заземления
6 Высоковольтная втулка 22 Опорная база
7 Низковольтная втулка 23 Катушка
8 Подвеска 24 Прижимная пластина катушки
9 BCT Termin al 25 Core
10 Бак 26 Клеммная коробка для защитных устройств
11 Устройство обесточивания ответвления 27 Паспортная табличка
12 Рукоятка переключателя 28 Циферблатный термометр
13 Крепеж для сердечника и катушки 29 Радиатор
14 Подъемный крюк для сердечника и катушки 30 Люк
15 Торцевая рама 31 Подъемный крюк
16 Болт давления катушки 32 Указатель уровня масла циферблатного типа

Принцип работы трансформатора

Трансформатор статическое устройство (и не содержит вращающихся частей, следовательно, нет потерь на трение), которое с преобразовывать электрическую мощность из одной цепи в другую, не меняя ее частоту.Шаг вверх (или шаг вниз) уровня переменного напряжения и тока.

Трансформатор работает по принципу взаимной индукции двух катушек или по закону Фарадея об электромагнитной индукции. Когда ток в первичной катушке изменяется, поток, связанный со вторичной катушкой, также изменяется. Следовательно, ЭДС индуцируется во вторичной катушке из-за законов электромагнитной индукции Фарадея.

Трансформатор основан на двух принципах: во-первых, электрический ток может создавать магнитное поле (электромагнетизм), а во-вторых, что изменяющееся магнитное поле в катушке с проволокой индуцирует напряжение на концах катушки (электромагнитная индукция) ).Изменение тока в первичной катушке изменяет магнитный поток, который развивается. Изменяющийся магнитный поток индуцирует напряжение во вторичной катушке.

Operating-Working-Principle-of-a-Transformer Operating-Working-Principle-of-a-Transformer

Простой трансформатор имеет сердечник из мягкого железа или кремниевой стали и обмотки (железный сердечник). Как сердечник, так и обмотки изолированы друг от друга. Обмотка, подключенная к основному источнику питания, называется первичной, а обмотка, подключенная к цепи нагрузки, называется вторичной.

Обмотка (катушка), подключенная к более высокому напряжению, называется обмоткой высокого напряжения, а обмотка, подключенная к низкому напряжению, называется обмоткой низкого напряжения.В случае повышающего трансформатора первичной обмоткой (обмоткой) является обмотка низкого напряжения, число витков обмотки вторичной обмотки больше, чем у первичной обмотки. Наоборот для понижающего трансформатора.

Как объяснено ранее, ЭДС индуцируется только изменением величины потока.

Когда первичная обмотка подключена к сети переменного тока, через нее течет ток. Поскольку обмотка связана с сердечником, ток, протекающий через обмотку, будет создавать переменный поток в сердечнике.ЭДС индуцируется во вторичной катушке, так как переменный поток связывает две обмотки. Частота наведенной ЭДС такая же, как у потока или подаваемого напряжения. Operating & Working Principle of a Transformer Operating & Working Principle of a Transformer

При этом (изменение потока) энергия передается от первичной обмотки к вторичной обмотке посредством электромагнитной индукции без изменения частоты напряжения, подаваемого на трансформатор. Во время процесса в первичной катушке возникает самоиндуцированная ЭДС, которая противодействует приложенному напряжению.ЭДС самоиндукции называется обратной ЭДС.

Ограничение трансформатора

Чтобы понять основные моменты, мы должны обсудить некоторые основные термины, связанные с работой трансформатора. Итак, вернемся к основному на некоторое время.

Трансформатор — это машина переменного тока, которая повышает или понижает переменное напряжение или ток. Однако трансформатор, являющийся машиной переменного тока, не может повышать или понижать постоянное напряжение или постоянный ток. Это звучит немного странно, хотя. Вы можете подумать: «А разве нет трансформаторов постоянного тока?»

Чтобы ответить на два вопроса, есть ли трансформаторы постоянного тока или нет, и знать, «почему трансформатор не может увеличивать или понижать напряжение постоянного тока», необходимо знать, как электрический ток и магнитное поле взаимодействуют друг с другом в работе трансформатора.

Электромагнетизм

Взаимодействие между магнитным полем и электрическим током называется электромагнетизмом. Токопроводящие проводники создают магнитное поле, когда ток проходит через него. Движение электронов в проводнике приведет к появлению электрического тока (дрейфующих электронов), который возникает в результате ЭДС, установленной на проводнике.

ЭДС, установленная через проводник, может быть в форме той, которая хранится в химической энергии или магнитном поле. Токопроводящий проводник, помещенный в магнитные поля, будет испытывать механическую силу, в то время как проводник, помещенный в магнитное поле, будет дрейфовать электронами, что приведет к электрическому току.

Field Flux

Два магнита разных полюсов будут притягивать друг друга, в то время как магниты одинаковых полюсов будут отталкивать друг друга (так же как и с электрическими зарядами). Каждый магнит окружен силовым полем и представлен воображаемыми линиями, исходящими от северного полюса магнита, идущими в южный полюс того же магнита.

Прочтите важные термины, относящиеся к потоку поля и магнитному полю, с формулами Здесь

«Линии, связывающие северный и южный полюс магнита, представляющего силовое поле, связывающее катушки в трансформаторе, называются магнитным потоком».

Электромагнитная индукция

Электромагнитная индукция — это явление, объясняющее, как ЭДС и ток индуцируются или могут индуцироваться в катушке при взаимодействии катушки и магнитного поля. Это явление «электромагнитная индукция» объясняется законами электромагнитной индукции Фарадея. Направление наведенной ЭДС в катушке объясняется законом Ленца и правилом правой руки Флеминга.

Законы Фарадея об электромагнитной индукции

После того, как Ампер и другие исследовали магнитное влияние тока, Майкл Фарадей попытался сделать обратное.В ходе своей работы он обнаружил, что при изменении магнитного поля, в котором размещалась катушка, в катушке индуцировалась ЭДС.

Это происходило только тогда, когда он перемещал катушку или магнит, который использовал в эксперименте. ЭДС индуцировалась в катушке только при изменении потока поля (если катушка зафиксирована, перемещение магнита в направлении или от катушки вызывает индукцию ЭДС). Таким образом, законы электромагнитной индукции Фарадея состоят в следующем;

Первый закон Фарадея

Первый закон электромагнитной индукции Фарадея гласит, что «ЭДС индуцируется в катушке при изменении потока, связывающего катушку».

Второй закон Фарадея

Второй закон электромагнитной индукции Фарадея гласит, что «величина индуцированной ЭДС в катушке прямо пропорциональна скорости изменения потока, связывающего катушку».

e = N dϕ / dt

Где

  • e = индуцированная ЭДС
  • N = число витков
  • dϕ = изменение потока
  • dt = изменение во времени

Похожие сообщения: Есть ли Возможно ли эксплуатировать трансформатор 50 Гц на частоте 5 Гц или 500 Гц?

Закон Ленца

Закон Ленца предусматривает, как можно определить направление наведенной ЭДС в катушке.«Таким образом, в нем говорится, что направление наведенной ЭДС таково, что оно противостоит изменению, вызывающему его.

Другими словами, когда в цепи индуцируется Э.М.Ф., текущая установка всегда противодействует движению или изменению тока, который его вызывает. ИЛИ

Индуцированная ЭДС приведет к тому, что ток будет течь в замкнутой цепи в таком направлении, что его магнитный эффект будет противодействовать изменению, вызвавшему его.

Согласно этому закону (введенному Лансом в 1835 году), направление тока может быть найдено.когда ток через катушку меняет магнитное поле, напряжение создается в результате изменения магнитного поля, направление индуцированного напряжения таково, что оно всегда противодействует изменению тока.

очень простыми словами, закон Ленца, утверждающий, что индуцированный эффект всегда таков, чтобы противостоять причине, вызвавшей его. Lenz-Law Lenz-Law

Правило правой руки Флеминга

В нем говорится, что «если большой, указательный и средний пальцы удерживаются таким образом, что они взаимно перпендикулярны друг другу (составляет 90 ° углов), затем указательный палец указывает направление поля, большой палец указывает направление движения проводника, а средний палец указывает направление индуцированного тока (от ЭДС).Lenz-Law Lenz-Law

Почему трансформаторы не могут повышать или понижать постоянное напряжение или ток?

Трансформатор не может повышать или понижать постоянное напряжение. Не рекомендуется подключать источник постоянного тока к трансформатору, потому что, если к катушке (первичной) трансформатора приложено номинальное напряжение постоянного тока, поток, создаваемый в трансформаторе, не изменится по своей величине, а останется тем же и результат ЭДС не будет индуцироваться во вторичной катушке, кроме как в момент включения, поэтому трансформатор может начать курить и гореть, потому что;

В случае питания постоянного тока, Частота равна нулю .Когда вы подаете напряжение на чистую индуктивную цепь, то в соответствии с

X L = 2 π f L

Где:

  • X L = Индуктивная реактивность
  • L = Индуктивность
  • f = частота

, если мы введем частоту = 0, то общий X L (индуктивное сопротивление) также будет равен нулю.

Теперь перейдем к току, I = V / R (а в случае индуктивной цепи, I = V / X L )….Основной закон Ома

Если мы установим индуктивное сопротивление равным 0, то ток будет бесконечным (короткое замыкание)…

Итак, если мы подадим постоянное напряжение на чисто индуктивную цепь, цепь может начать дымиться и гореть.

Таким образом, трансформаторы не способны повышать или понижать постоянное напряжение. Также в таких случаях не будет самоиндуцированной ЭДС в первичной катушке, которая возможна только с изменяющейся магнитной связью, чтобы противостоять приложенному напряжению. Сопротивление первичной катушки является низким, и, как таковой, сильный ток, протекающий через него, приведет к выгоранию первичной катушки из-за чрезмерного нагрева, создаваемого током.

Читайте также: При каких условиях источник питания постоянного тока безопасно подключается к первичной обмотке трансформатора?

Типы трансформаторов

Существуют различные типы трансформаторов в зависимости от их использования, конструкции и конструкции.

Типы трансформаторов на основе своих фаз
  1. Однофазный трансформатор
  2. Трехфазные трансформаторы
Типы трансформаторов на основе своей базовой конструкции
  • Тип сердечника трансформатора
  • Тип оболочки 9 Трансформатор
  • Тип корпуса 9 Трансформатор
  • Тип корпуса 9 Трансформатор
  • Тип оболочки 9 Трансформатор
  • Тип оболочки 9 Трансформатор
  • Тип оболочки 9 Трансформатор
  • Трансформатор
Типы трансформаторов на основе его сердечника
  • Воздушный сердечник Трансформатор
  • Трансформатор с ферромагнитным / железным сердечником
Типы трансформаторов на основе Преобразователь Большой000000
    Распределительный трансформатор
  • Малый силовой трансформатор
  • Знаковый осветительный трансформатор
  • Управляющий и сигнальный трансформатор
  • Газоразрядная лампа Трансформатор
  • Звонящий трансформатор
  • Инструментальный трансформатор
  • Трансформатор постоянного тока
  • Серия Трансформатор для уличного освещения

Похожие сообщения: Разница между силовыми и распределительными трансформаторами?

Типы трансформаторов на основе изоляции и охлаждения
  • Трансформатор с воздушным или сухим воздушным охлаждением
  • Сухой тип с воздушным охлаждением
  • с масляным погружением, с автоматическим охлаждением (OISC) или ONAN (масло натуральное, воздушное натуральное)
  • с масляным погружением, комбинация с самоохлаждением и воздушной струей (ONAN)
  • с масляным погружением, с водяным охлаждением (OW)
  • с масляным погружением, принудительным масляным охлаждением
  • с масляным погружением, сочетание с автоматическим охлаждением и водяным охлаждением (ONAN + OW)
  • Принудительное масло с воздушным охлаждением (OFAC)
  • Принудительное масло с водяным охлаждением (FOWC)
  • Принудительное масло с автоматическим охлаждением (OFAN)
Типы измерительных трансформаторов

Связанные должности: Защита силовых трансформаторов и неисправности

Использование и применение трансформатора

Использование и применение трансформатора уже обсуждались в этом предыдущем посте.

Преимущества 3-фазного трансформатора над 1-фазным трансформатором

Ознакомьтесь с преимуществами и недостатками однофазного и трехфазного трансформатора здесь.

Похожие сообщения:

.

Устройство и принцип действия трансформатора

Назначение и виды трансформатора.

Трансформатор — это статическое электромагнитное устройство, в котором преобразуется преобразование переменного напряжения. Т.е. эта машина позволяет опускать или поднимать. Установленные на силовых трансформаторах осуществляют междугородную передачу электроэнергии при высоких напряжениях до 1150кВ. И непосредственно в местах потребления происходит снижение напряжения в диапазоне 127-660В. При таких значениях обычно используются различные электрические компоненты, которые устанавливаются на заводах, фабриках и в жилых зданиях.Электроизмерительные приборы, электросварка и другие элементы в цепи высокого напряжения также требуют использования трансформатора. Они бывают одно- и трехфазные, двухфазные и многообмоточные.

Существует несколько типов трансформаторов, каждый из которых определяется своими функциями и назначением. Силовой трансформатор преобразует электрическую энергию в сети, которые предназначены для использования и приема этой энергии. Трансформатор тока — это измерение больших токов в приборах электрических систем.Трансформатор напряжения преобразует высокое напряжение в низкое. Автотрансформатор электрической и электромагнитной связи, благодаря прямому соединению первичной и вторичной обмоток. Импульсный трансформатор преобразует импульсные сигналы. Изолирующий трансформатор отличается тем, что первичная и вторичная обмотки электрически не связаны друг с другом. Короче говоря, во всех видах принцип работы трансформатора очень похож. Вы все еще можете выбрать гидротрансформатор, принцип которого заключается в передаче крутящего момента на коробку передач от двигателя.Это устройство позволяет плавно изменять скорость вращения и крутящий момент.

Рекомендовано

The origin of the Slavs. The influence of different cultures

Происхождение славян. Влияние разных культур

славян (под этим названием), по мнению некоторых исследователей, появилось в повести только в 6 веке нашей эры. Однако язык национальности несет в себе архаичные черты индоевропейского сообщества. Это, в свою очередь, говорит о происхождении славян с …

Устройство и принцип работы трансформатора.

Принцип работы трансформатора — это проявление электромагнитной индукции. Это устройство состоит из магнитопровода и двух обмоток, которые расположены на нем. Один — это электричество, а второй — потребители. Как упоминалось выше, эти обмотки называются первичными и вторичными соответственно. Магнитный сердечник изготовлен из листа электротехнической стали, элементы которого изолированы лаком. Часть, из которой состоит катушка, называется сердечником. И такая конструкция получила более широкое распространение, так как имеет ряд преимуществ — простая изоляция обмотки, простота ремонта, хорошие условия охлаждения.Как видно, принцип работы трансформатора не так сложен.

Существуют трансформаторы броневой конструкции, которые значительно уменьшают их размеры. Чаще всего встречаются однофазные трансформаторы. В таком оборудовании боковое ярмо играет защитную роль обмотки от механических повреждений. Это очень важный фактор, потому что маленькие трансформаторы не имеют корпуса и расположены вместе с другим оборудованием в общем пространстве. Трехфазные трансформаторы обычно изготавливаются с тремя стержнями.Конструкция Banisteria также используется в трансформаторах высокой мощности. Хотя это увеличивает стоимость электроэнергии, но позволяет уменьшить высоту магнитопровода.

Трансформаторы различаются посредством соединительных стержней: стыковые и ламинированные. В прикладе стержни и хомуты собраны отдельно и соединены опорными частями И ламинированные листы перекрываются. Ламинированные трансформаторы получили большее применение, потому что они имеют гораздо более высокую механическую прочность.

Принцип работы трансформатора также зависит от цилиндрических, круглых и концентрических обмоток.Оборудование на высоких и средних мощностях имеет газовое реле.

Типы, основы, принцип построения и эксплуатации

Трансформаторы в целом — это устройства, способные преобразовывать величины из одного значения в другое. В этой статье мы сосредоточимся на трансформаторе напряжения , который является статическим электрическим компонентом, способным преобразовывать переменное напряжение из одного значения в другое без изменения частоты, используя принципы электромагнитной индукции .

Transformer Symbol

В одной из наших предыдущих статей о переменном токе мы упомянули, насколько важен трансформатор в истории переменного тока.Это был главный активатор, который сделал возможным переменный ток. Первоначально, когда использовались системы на основе постоянного тока, они не могли быть переданы на большие расстояния из-за потери мощности в линиях по мере увеличения расстояния (длины), что означает, что электростанции постоянного тока должны были быть размещены повсюду, поэтому основная цель AC должен был решить проблему передачи, и без трансформатора это было бы невозможно, так как потери все равно существовали бы даже с AC.

Single Phase Transformer

При установленном трансформаторе переменный ток может передаваться от генераторных станций при очень высоком напряжении, но низком токе, что исключает потери в линии (проводах) из-за значения I 2 R (которое дает потерю мощности в линия).Затем трансформатор используется для преобразования высокого напряжения, энергии низкого тока в низкое напряжение, энергии высокого тока для окончательного распределения в сообществе без изменения частоты и с той же мощностью, которая была передана от генераторной станции (P = IV) ,

Чтобы лучше понять трансформатор напряжения, лучше всего использовать его наиболее упрощенную модель — однофазный трансформатор.

Однофазный трансформатор

Single Phase Voltage transformer

Однофазный трансформатор является наиболее распространенным (с точки зрения количества используемых) типом трансформаторов напряжения. Он присутствует в большинстве «подключенных» приборов, которые мы используем дома и везде.

Он используется для описания принципа работы, конструкции и т. Д. Трансформатора, поскольку другие трансформаторы подобны изменению или модификации однофазного трансформатора. Например, некоторые люди называют трехфазный трансформатор составленным из трех однофазных трансформаторов.

Однофазный трансформатор состоит из двух катушек / обмотка (первичная и вторичная катушка).Эти две обмотки расположены таким образом, что не существует электрического соединения между ними , таким образом, они намотаны вокруг общего магнитного утюга, обычно называемого сердечником трансформатора , таким образом, две катушки имеют только магнитное соединение между ними. , Это гарантирует, что мощность передается только через электромагнитную индукцию, а также делает трансформаторы полезными для изолирующих соединений.

Принцип работы трансформатора:

Как упоминалось ранее, трансформатор состоит из двух катушек; первичная и вторичная катушки .Первичная катушка всегда представляет вход для трансформатора, а вторичная катушка — выход из трансформатора.

Два основных эффекта определяют работу трансформатора:

Во-первых, заключается в том, что ток, протекающий через провод, создает вокруг него магнитное поле. Величина результирующего магнитного поля всегда прямо пропорциональна величине тока, проходящего через провод. Величина магнитного поля увеличивается, если провод намотан в форме катушки.Это принцип, по которому магнетизм индуцируется первичной катушкой. Подавая напряжение на первичную катушку, оно индуцирует магнитное поле вокруг сердечника трансформатора .

Второй эффект , который в сочетании с первым объясняет принцип работы трансформатора, который основан на том факте, что , если проводник намотан на кусок магнита и магнитное поле изменяется, изменение магнитного поля будет индуцирует ток в проводнике , величина которого будет определяться числом витков катушки проводника.Это принцип, по которому вторичная катушка получает питание.

Когда на первичную катушку подается напряжение, оно создает магнитное поле вокруг сердечника, сила которого зависит от приложенного тока. Созданное магнитное поле, таким образом, индуцирует ток во вторичной катушке, который является функцией величины магнитного поля и числа витков вторичной катушки.

Этот принцип работы трансформатора также объясняет, почему переменный ток должен был быть изобретен, потому что трансформатор будет работать только тогда, когда есть изменение в приложенном напряжении или токе, как только тогда будут работать принципы электромагнитной индукции.Таким образом, трансформатор не может быть использован для постоянного тока .

Строительство Трансформатора

По сути, трансформатор состоит из двух частей, которые включают в себя; две катушки индуктивности и многослойный стальной сердечник . Катушки изолированы друг от друга, а также изолированы для предотвращения контакта с сердечником.

Таким образом, конструкция трансформатора будет рассмотрена под конструкцией катушки и сердечника.

Ядро трансформатора

Сердечник трансформатора всегда создается путем укладки ламинированных листов стали вместе, обеспечивая минимальный воздушный зазор между ними.В последнее время сердечник трансформатора всегда состоит из многослойного стального сердечника вместо железных сердечников, чтобы уменьшить потери из-за вихревых токов.

На выбор предлагается три основных формы многослойных стальных листов: E, I и L.

Transformer core design types

При складывании ламинирования вместе, чтобы сформировать сердцевину, они всегда складываются таким образом, что стороны соединения чередуются. Например, из листов, собранных с лицевой стороны во время первой сборки, они будут с обратной стороны для следующей сборки, как показано на рисунке ниже.Это сделано, чтобы предотвратить большое нежелание в суставах.

Transformer core Internal structure

Катушка

При создании трансформатора становится очень важным указание типа трансформатора как с повышением или понижением, так как это определяет количество витков, которые будут существовать в первичной или вторичной катушке.

Типы трансформаторов:

В основном есть трех типов трансформаторов напряжения ;

1.Понижающие трансформаторы

2. Повышающие трансформаторы

3. Изолирующие трансформаторы

Понижающие трансформаторы являются трансформаторами, которые дают пониженное значение напряжения, приложенного к первичной катушке на вторичной катушке, в то время как для повышающего трансформатора , трансформатор выдает повышенное значение напряжения, приложенного к первичной катушке. катушка, на вторичной катушке.

Step-up and step-down transformer waveform

Изолирующие трансформаторы — это трансформаторы, которые дают одинаковое напряжение, приложенное к первичной обмотке вторичной обмотки и, таким образом, в основном используются для изоляции электрических цепей.

Из вышеприведенного объяснения создание трансформатора определенного типа может быть достигнуто только путем расчета числа витков в каждой из первичной и вторичной обмоток, чтобы обеспечить требуемый выходной сигнал, таким образом, это может быть определено отношением витков. Вы можете прочитать связанный учебник, чтобы узнать больше о различных типах трансформаторов.

Коэффициент трансформации трансформатора и уравнение ЭДС:

Коэффициент оборотов трансформатора (n) задается уравнением ;

n = Np / Ns = Vp / Vs 

, где n = коэффициент поворотов

Np = Число витков в первичной катушке

нс = число витков вторичной катушки

Vp = напряжение, приложенное к первичной

Vs = напряжение на вторичной обмотке

Эти отношения, описанные выше, могут использоваться для расчета каждого из параметров в уравнении.

Формула выше известна как действие напряжения трансформаторов .

Так как мы сказали, что сила остается неизменной после преобразования;

Transformer current action formula

Эта формула выше упоминается как текущее действие трансформатора . Что служит доказательством того, что трансформатор не только преобразует напряжение, но и преобразует ток.

ЭДС Уравнение:

Число витков катушки первичной или вторичной катушки определяет величину тока, который она индуцирует или индуцирует.Когда ток, приложенный к первичной обмотке, уменьшается, напряженность магнитного поля уменьшается и становится одинаковой для тока, наведенного во вторичной обмотке.

E = N (dΦ / dt) 

Величина напряжения, наведенного во вторичной обмотке, определяется уравнением:

Где N — число витков во вторичной обмотке.

Поскольку поток изменяется синусоидально, магнитный поток Φ = Φ макс. sinwt

, таким образом,

E = N * w * Φmax * cos (мас)
Emax = NwΦmax 

Среднеквадратичное значение индуцированной эдс получается путем деления максимального значения эдс на √2

Transformer EMF equation

Это уравнение известно как уравнение ЭДС трансформатора .

Где: N — число витков в обмотке катушки

f — частота потока в герцах

Φ — плотность магнитного потока по Веберу

со всеми этими значениями можно построить трансформатор.

Электроэнергия

Как было объяснено ранее, трансформаторы были созданы для обеспечения того, чтобы величина электроэнергии, генерируемой на генерирующих станциях, доставлялась конечным пользователям с небольшими потерями или без потерь, поэтому в идеальном трансформаторе мощность на выходе (вторичная обмотка) всегда такой же, как входная мощность .Таким образом, трансформаторы называются устройствами постоянной мощности, хотя они могут изменять значения напряжения и тока, это всегда делается таким образом, чтобы на выходе была одинаковая мощность на входе.

Таким образом,

P  s  = P  p  

где Ps — мощность на вторичной обмотке, а Pp — мощность на первичной обмотке.

Поскольку P = IvcosΦ
тогда I  с  В  с  cosΦ  с  = I  р  В  р  cosΦ  р  

КПД трансформатора

КПД трансформатора определяется уравнением;

КПД = (выходная мощность / входная мощность) * 100% 

Хотя выходная мощность идеального трансформатора должна быть такой же, как и входная мощность, большинство трансформаторов далеки от идеального и испытывают потери из-за нескольких факторов.

Некоторые потери, которые может понести трансформатор, перечислены ниже;

1. Потери меди

2. Гистерезисные потери

3. Вихретоковые потери

1. Потери меди

Эти потери иногда называют потерями в обмотке или I 2 R. Потери. Эти потери связаны с мощностью, рассеиваемой проводником, используемым для обмотки, когда через него проходит ток из-за сопротивления проводника.Значение этой потери можно рассчитать по формуле;

P = I  2  R 

2. Гистерезисные потери

Это потери, связанные с нежеланием материалов, используемых для сердечника трансформатора. Поскольку переменный ток меняет свое направление, он оказывает влияние на внутреннюю структуру материала, используемого для сердечника, поскольку он имеет тенденцию подвергаться физическим изменениям, которые также расходуют часть энергии

3.Вихретоковые потери

Эта потеря обычно компенсируется использованием тонких слоистых листов стали. Потеря вихревых токов возникает из-за того, что сердечник также является проводником и будет вызывать ЭДС во вторичной катушке. Токи, индуцированные в сердечнике по закону Фарадея, будут противодействовать магнитному полю и приводить к рассеянию энергии.

Фактор влияния этих потерь в расчете эффективности трансформатора, мы имеем;

КПД = (входная мощность - потери / входная мощность) * 100% 

Все параметры выражены в единицах мощности.

,

принцип действия и функциональные особенности

Трансформатор достаточно сложное техническое устройство, основной функцией которого является преобразование определенных свойств и качеств электрической энергии, таких как напряжение или крутящий момент. Также современный трансформатор способен преобразовывать переменный ток в постоянный и наоборот.

Среди огромного разнообразия инструментов, используемых в настоящее время, особенно стоит упомянуть их импульсные разновидности.

Импульсный трансформатор широко используется в системах связи, VT, устройствах автоматизации, для внесения изменений в амплитуду импульсов, а также в их полярность.Основным условием успешной работы устройства такого типа является то, что искажение сигнала, передаваемого с ним, должно быть минимальным.

Импульсный трансформатор основан на своей активности по следующему принципу: когда на его вход поступают прямоугольные импульсы определенного напряжения, в первичной обмотке постепенно появляется электрический ток, мощность которого постепенно начинает увеличиваться. Это, в свою очередь, влечет за собой изменение магнитного поля и появление электродвижущей силы во вторичной обмотке.В этом случае практически нет искажений сигнала, и возможные потери тока настолько малы, что ими можно пренебречь.

Что касается отрицательной части импульса, появление которой неизбежно в тот момент, когда импульсный трансформатор достигает своей проектной мощности, его влияние можно минимизировать, установив простой диод во вторичной обмотке. И здесь импульс станет как можно ближе к прямоугольному.

Импульсный трансформатор отличается от других разновидностей этой технической системы тем, что он работает исключительно в ненасыщенном режиме.Его магнитный сердечник выполнен из специального сплава, который обязательно имеет значительную пропускную способность магнитного поля.

В дополнение к импульсному, в современной энергетической и электронной промышленности используются следующие типы трансформаторов:

  1. Деятельность современного радиооборудования невозможна без силовых трансформаторов. Их деятельность многогранна: с одной стороны, они необходимы для питания приемников от обычной сети переменного тока, а с другой — для увеличения или уменьшения напряжения определенной частоты в усилителях.С этой функцией связана важная конструктивная особенность силовых трансформаторов — вместо стальных сердечников здесь используются вставки из магнетита или карбонильного железа.
  2. Другим типом устройства, используемым в основном в современных системах слежения и бортовых компьютерах, является вращающийся трансформатор. Принцип его работы заключается в том, что угол поворота рамы преобразуется в напряжение электрического тока. Внешне вращающийся трансформатор представляет собой небольшую электрическую машину, которая работает исключительно от переменного тока.Кроме того, в зависимости от того, где применяются эти трансформаторы, они могут быть двухполюсными или многополюсными.
  3. В зависимости от тока, поступающего на первичный трансформатор, трансформаторы переменного и постоянного тока. Основным типом первого типа является автотрансформатор, который состоит исключительно из одной катушки, которая напрямую подключена к электрической цепи. Этот тип устройств предназначен исключительно для понижения напряжения и только для очень малых токов. Трансформатор постоянного тока представляет собой более сложное устройство, состоящее из динамо и двигателя.В этом случае первичный ток генерируется двигателем, а вторичный — динамо, который приводится в действие тем же электродвигателем. Часто возникает ситуация, когда трансформатор постоянного тока представляет собой двигатель и динамо, соединенные вместе одной металлической рамой. Это сделано для экономии материала, а также для улучшения качества устройства.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *