Site Loader

Содержание

режимы, схема, назначение, из чего состоит

Может быть, кто-то думает, что трансформатор – это что-то среднее между трансформером и терминатором. Данная статья призвана разрушить подобные представления.

Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.

Трансформатор – статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного электрического тока одного напряжения и определенной частоты в электрический ток другого напряжения и той же частоты.

Работа любого трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции, открытой Фарадеем.

Назначение трансформаторов

Разные виды трансформаторов используются практически во всех схемах питания электрических приборов  и при передаче электроэнергии на большие расстояния.

Электростанции вырабатывают ток относительно небольшого напряжения – 220, 380, 660В.

Трансформаторы, повышая напряжение до значений порядка тысяч киловольт, позволяют существенно снизить потери при передаче электроэнергии на большие расстояния, а заодно и уменьшить площадь сечения проводов ЛЭП.

 

Непосредственно перед тем как попасть к потребителю (например, в обычную домашнюю розетку), ток проходит через понижающий трансформатор. Именно так мы получаем привычные нам 220 Вольт.

Самый распространенный вид трансформаторов – силовые трансформаторы. Они предназначены для преобразования напряжения в электрических цепях. Помимо силовых трансформаторов в различных электронных приборах применяются:

  • импульсные трансформаторы;
  • силовые трансформаторы;
  • трансформаторы тока.

Принцип работы трансформатора

Трансформаторы бывают однофазные и многофазные, с одной, двумя или большим количеством обмоток. Рассмотрим схему и принцип работы трансформатора на примере простейшего однофазного трансформатора.

Кстати, в других статьях можно почитать, что такое фаза и ноль в электричестве.

Из чего состоит трансформатор? Во простейшем случае из одного металлического сердечника и двух обмоток. Обмотки электрически не связаны одна с другой и представляют собой изолированные провода.

Одна обмотка (ее называют первичной) подключается к источнику переменного тока. Вторая обмотка, называемая вторичной, подключается к конечному потребителю тока.

 

Когда трансформатор подключен к источнику переменного тока, в витках его первичной обмотки течет переменный ток величиной

I1. При этом образуется магнитный поток Ф, который пронизывает обе обмотки и индуцирует в них ЭДС.

Бывает, что вторичная обмотка не находится под нагрузкой. Такой режимы работы трансформатора называется режимом холостого хода. Соответственно, если вторичная обмотка подключена к какому-либо потребителю, по ней течет ток I2, возникающий под действием ЭДС.

Величина ЭДС, возникающей в обмотках, напрямую зависит от числа витков каждой обмотки. Отношение ЭДС, индуцированных в первичной и вторичной обмотках, называется коэффициентом трансформации и равно отношению количества витков соответствующих обмоток.

Путем подбора числа витков на обмотках можно увеличивать или уменьшать напряжение на потребителе тока с вторичной обмотки.

Идеальный трансформатор

Идеальный трансформатор – трансформатор, в котором отсутствуют потери энергии. В таком трансформаторе энергия тока в первичной обмотке полностью преобразуется сначала в энергию магнитного поля, а далее – в энергию вторичной обмотки.

Конечно, такого трансформатора не существует в природе. Тем не менее, в случае, когда теплопотерями можно пренебречь, в расчетах удобно пользоваться формулой для идеального трансформатора, согласно которой мощности тока в первичной и вторичной обмотках равны.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Потери энергии в трансформаторе

Коэффициент полезного действия трансформаторов достаточно высок.

Тем не менее, в обмотке и сердечнике происходят потери энергии, приводящие к тому, что температура при работе трансформатора повышается. Для трансформаторов небольшой мощности это не представляет проблемы, и все тепло уходит в окружающую среду – используется естественное воздушное охлаждение. Такие трансформаторы называют сухими.

В более мощных трансформаторах воздушного охлаждения оказывается недостаточно, и применяется охлаждение маслом. В этом случае трансформатор помещается в бак с минеральным маслом, через которое тепло передается стенкам бака и рассеивается в окружающую среду. В трансформаторах высоких мощностей дополнительно применяются выхлопные трубы – если масло закипает, образовавшимся газам нужен выход.

 

Конечно, трансформаторы не так просты, как может показаться на первый взгляд — ведь мы рассмотрели принцип действия трансформатора кратко. Контрольная по электротехнике  с задачами на расчет трансформатора внезапно может стать настоящей проблемой. Специальный студенческий сервис всегда готов оказать помощь в решении любых проблем с учебой! Обращайтесь в Zaochnik и учитесь легко!

Трансформатор — устройство и принцип работы

Трансформатор – статический электромагнитный аппарат для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения, той же частоты.  Трансформаторы применяют в электрических цепях при передаче и распределении электрической энергии, а также в сварочных, нагревательных, выпрямительных электроустановках и многом другом.

Трансформаторы различают по числу фаз, числу обмоток, способу охлаждения. В основном используются силовые трансформаторы, предназначенные для повышения или понижения напряжения в электрических цепях.

Устройство и принцип работы

Схема однофазного двухобмоточного трансформатора представлена ниже.                                        

На схеме изображены основные части: ферромагнитный сердечник, две обмотки на сердечнике. Первая обмотка и все величины которые к ней относятся (i1-ток, u1-напряжение, n1-число витков,Ф1 – магнитный поток) называют первичными, вторую обмотку и соответствующие величины — вторичными.

Первичную обмотку включают в сеть с переменным напряжением, её намагничивающая сила i1n1 создает в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф, который сцеплен с обеими обмотками и в них индуцирует ЭДС e1= -n1 dФ/dt, e2= -n2dФ/dt. При синусоидальном изменении магнитного потока Ф = Фm sinωt , ЭДС равно e = Em sin (ωt-π/2). Для того чтобы посчитать действующее значение ЭДС нужно воспользоваться формулой E=4.44 f n Фm, где f- циклическая частота, n – количество витков, Фm – амплитуда магнитного потока. Причем если вы хотите посчитать величину ЭДС в какой либо из обмоток, нужно вместо n подставить число витков в данной обмотке.

Из приведенных выше формул можно сделать вывод о том, что ЭДС отстает от магнитного потока на четверть периода и отношение ЭДС в обмотках трансформатора равно отношению чисел витков E1/E2=n1/n2.

Если вторая обмотка не находится под нагрузкой, значит трансформатор находится в режиме холостого хода. В этом случае i2 = 0, а u2=E2, ток i1 мал и мало падение напряжения в первичной обмотке, поэтому u1≈E1 и отношение ЭДС можно заменить отношением напряжений u1/u2 = n1/n2 = E1/E2 = k.  Из этого можно сделать вывод, что вторичное напряжение может быть меньше или больше первичного, в зависимости от отношения чисел витков обмоток.

Отношение первичного напряжения ко вторичному при холостом ходе трансформатора называется коэффициентом трансформации k.

Как только вторичная обмотка подключается к нагрузке, в цепи возникает ток i2, то есть совершается передача энергии от трансформатора, который получает ее из сети, к нагрузке. Передача энергии в самом трансформаторе происходит благодаря магнитному потоку Ф.

Обычно мощность на выходе и мощность на входе приблизительно равны, так как трансформаторы являются электрическими машинами с довольно высоким КПД, но если требуется произвести более точный расчет, то КПД находиться как отношение активной мощности на выходе к активной мощности на входе η = P2/P1.

Магнитопровод трансформатора представляет собой закрытый сердечник собранный из листов электротехнической стали толщиной 0,5 или 0,35мм. Перед сборкой листы с обеих сторон изолируют лаком.

По типу конструкции различают стержневой (Г-образный) и броневой (Ш-образный) магнитопроводы. Рассмотрим их структуру.

Стержневой трансформатор состоит из двух стержней, на которых находятся обмотки и ярма, которое соединяет стержни, собственно, поэтому он и получил свое название. Трансформаторы этого типа применяются значительно чаще, чем броневые трансформаторы.

Броневой трансформатор представляет собой ярмо внутри которого заключается стержень с обмоткой. Ярмо как бы защищает стержень, поэтому трансформатор называется броневым. 

Обмотка

Конструкция обмоток, их изоляция и способы крепления на стержнях зависят от мощности трансформатора. Для их изготовления применяют медные провода круглого и прямоугольного сечения, изолированные хлопчатобумажной пряжей или кабельной бумагой. Обмотки должны быть прочными, эластичными, иметь малые потери энергии и быть простыми и недорогими в изготовлении.

Охлаждение

В обмотке и сердечнике трансформатора наблюдаются потери энергии, в результате которых выделяется тепло. В связи с этим трансформатору требуется охлаждение. Некоторые маломощные трансформаторы отдают свое тепло в окружающую среду, при этом температура установившегося режима не влияет на работу трансформатора. Такие трансформаторы называют “сухими”, т.е. с естественным воздушным охлаждением. Но при средних и больших мощностях, воздушное охлаждение не справляется, вместо него применяют жидкостное, а точнее масляное. В таких трансформаторах обмотка и магнитопровод помещены в бак с трансформаторным маслом, которое усиливает электрическую изоляцию обмоток от магнитопровода и одновременно служит для их охлаждения. Масло принимает теплоту от обмоток и магнитопровода и отдает ее стенкам бака, с которых тепло рассеивается в окружающую среду. При этом слои масла имеющие разницу в температуре циркулируют, что улучшает теплообмен. Трансформаторам с мощностью до 20-30 кВА хватает охлаждения бака с гладкими стенками, но при больших мощностях устанавливаются баки с гофрированными стенками. Также нужно учитывать что при нагреве масло имеет свойство увеличиваться в объеме, поэтому в высокомощных трансформаторах устанавливают резервные баки и выхлопные трубы (в случае если масло закипит, появятся пары которым нужен выход).

В трансформаторах меньшей мощности ограничиваются тем, что масло не заливают до самой крышки.         

Читайте также — Приведение обмоток трансформатора                                                                                                                      

  • Просмотров: 18753
  • Простой принцип работы трансформатора | matematicus.ru

    Трансформатор – электромагнитное устройство (имеет от двух и более обмоток), предназначенное для повышения, понижения переменного напряжения (практически без потери энергии), силы тока за счёт электромагнитной индукции при этом частота остаётся постоянной. Первый трансформатор изобрел русский электротехник, инженер Яблочков П.Н. в 1876 году для питания свечей. Независимо от Яблочкова П.Н. в 1882 году также изобрел трансформатор русский физик Усагин И.Ф.

    Принцип работы трансформатора

    Принцип работы трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. От внешнего источника питания на первую обмотку трансформатора подаётся напряжение, протекающей по ней переменный ток создаёт переменный магнитный поток в сердечнике. За счет этого магнитный поток создается ЭДС индукции во второй обмотке трансформатора, подключенной к нагрузке. В целях снижения потерь энергии, затрачиваемые на нагревание токами Фуко (вихревыми токами) сердечника трансформатора, их производят из специальных изолированных друг от друга тонких  пластин стали.

    Схема Обозначения трансформатора со стальным сердечником в электрических схемах. Слева 1 — входные характеристики напряжения первичной обмотки, справа 2,3- выходные характеристики вторичных обмоток

      

    Общая принципиальная схема трансформатора с двумя обмотками

    Формула коэффициента трансформации трансформатора:

    U1 – напряжение на первичной обмотке трансформатора, B;

    U2 – напряжение на вторичной обмотке трансформатора, B;

    I1 – сила тока на первичной обмотке трансформатора, А;

    I2 – сила тока на вторичной обмотке трансформатора, А;

    N1 – число витков на первичной обмотке;

    N2 – число витков на вторичной обмотке.

    при k<1 (N2>N1),  U1<U2повышающий трансформатор;
    при k>1 (N2<N1),  U1>U2понижающий трансформатор.

    Схема повышающего трансформатора

    Схема понижающего трансформатора

    КПД больших трансформаторов составляет 0,98 и более, мелких — от 0,95 и более.

    Для охлаждения мощных трансформаторов применяют минеральное масло.

    Трансформаторы делятся на высокочастотные (частота более 100 кГц) без сердечника или с сердечником из высокочастотного феррита и трансформаторы низкочастотные с ферромагнитным сердечником (частота менее 100 кГц). Применяются в электросвязи, радиосвязи, усилителях, телефонной связи и т.д.

    Трансформатор широко применяется в электролиниях для передачи энергии на расстояния. Путем повышения напряжения при котором передается ток — уменьшается потеря энергии. При увеличении напряжения в 10 раз, потери уменьшатся в 100 раз. {2} А* 5 Ом=0,5кВт$

    В первом случае потери составляют 50%, а во втором 0,05%

    Трансформаторы. Описание, типы, классификация трансформаторов. Измерительные, силовые, импульсные трансформаторы.

    Электрический трансформатор — это устройство, предназначенное для изменения величины напряжения в сети переменного тока. Принцип действия трансформаторов основан на явлении электромагнитной индукции. При подключении первичной обмотки к источнику переменного тока, в обмотках генерируется магнитное поле, которые взывает ЭДМ во вторичных обмотках. Данная ЭДС пропорциональна числу  витков в первичных и вторичных  обмотках. Отношение электродвижующей силы в первичной обомотке/вторичной называется коэффициентом трансформации.

    Основными элементами конструкции трансформатора являются первичные и вторичные обмотки и ферромагнитный магнитопровод (обычно замкнутого типа). Обмотки расположены на магнитопроводе и индуктивно связаны друг с другом. Использование магнитопровода позволяет саккумулировать большую часть магнитного поля внутри трансформатора, что повышает КПД устройства. Магнитопровод обычно состоит из набора металлических пластин, покрытых изоляцией, для предотвращения возникновения «паразитных» токов внутри магнитопровода.
    Зачастую часть вторичной обмотки служит часть первичной и наоборот. Данный тип трансформаторов называют автотрансформаторами. В этом случае концы первичных обмоток подключаются к сети  переменного напряжения, а концы вторичной присоединяются к потребителям электроэнергии.

    Основная классификация трансформаторов.

    • По назначению: измерительные трансформаторы тока, напряжения, защитные, лабораторные, промежуточные.
    • По способу установки: наружные, внутренние, шинные, опорные, стационарные, переносные.
    • По числу ступеней: одноступенчатные, многоступенчатые (каскадные).
    • По номинальному напряжения: низковольтные, высоковольтные.
    • По типу изоляции обмоток: c сухой изоляцией, компаундной, бумажно-маслянной.

    Основные типы трансформаторов 

    Силовые трансформаторы — наиболее распространенный тип  электро. трансформаторов.  Они предназначены  для изменения  энергии переменного тока в электросетях энергосистем, в сетях освещения или питания электрооборудования. Применяются для создания комплектных трансформаторных подстанций.
    Классифицируются по количеству фаз и номинальному напряжения.
    Наиболее известные низковольтные однофазные и трехфазные трансформаторы серии ТП и ОСМ.
    Среди высоковольтных трансформаторов, наиболее используемые в данной момент в энергетике,  трансформаторы ТМГ-с масляным охлаждением в герметичном баке.. Преимуществами данной серии вляется высокий КПД (до 99%), высокие показатели защиты от перегрева, высокие эксплуатационные характеристики, и минимальное обслуживание во время использования.
    Помимо силовых, существуют трансформаторы различных типов и назначения: для измерения больших напряжений и токов (измерительные трансформаторы), для преобразования напряжения синусоидальной формы в импульсное (пик-трансформаторы), для преобразования импульсов тока и напряжения (импульсные трансформаторы), для выделения переменной составляющей тока, для разделения электрических цепей на гальванически не связанные между собой части, для их согласования и т. д.

    Измерительные трансформаторы— электротехнические устройства, предназначенные для изменения уровня напряжения с высокой точностью трансформации.
    Классифицируются по назначению, изменению уровня напряжения или тока.
    Также делятся на низковольтные трансформаторы тока  типа Т, 066 ТШ-0,66, ТТИ-066 и Высоковольтные трансформаторы напряжения, такие как НАМИТ и ЗНОЛ.
    Вторичные обмотки данных устройств соединены с измерительными устройствами (амперметрами, счетчиками электроэнергии, вольтметрами, фазометрами, реле тока и т.д.) Применение данного оборудования позволяет изолировать измеряющее оборудование от больших токов и напряжений измеряемой цепи, и создает возможность стандартизации измеряющего оборудования.

    Автотрансформаторы – устройства, обмотки которого соеденены гальванически между собой.  Благодыря малым коэффициентам трансформации,  автотрансформаторы имеют меньшие габариты и стоимость оп сравнению с многообмоточными. Из недостатков необходимо отметить невозможность гальванической изоляции цепей.  
    Основные сферы использования автотрансформаторов – изменение напряжения в пусковых устройствах крупных электрических машин переменного тока, в системах релейной защиты при плавном регулировании напряжения.  В случае реализации в конструкции автотрансформатора изменения количества рабочих витков вторичной обмотки, появляется возможность сохранять уровень вторичного напряжения при изменении первичного напряжения. Наибольшее распространение данный  данный механизм используется в стабилизаторах напряжения.

    Импульсный трансформатор — это устройство  с ферромагнитным сердечником, используемый для изменения импульсов тока  или напряжения.
    Импульсные трансформаторы наиболее часто используются в электронновычислительных устройствах, системах радиолокации, импульсной радиосвязи и т.д. в качестве измерительного устройства в счетчиках электроэнергии.
    Основное требование импульсным трансформаторам, — при изменении импульса форма импульса должна сохраняться. Это достигается максимальным уменьшением межвитковой емкости, индуктивности рассеивания за счет использования применением сердечников малой величины, взаимным расположение и уменьшением числа обмоток.  

    Пик-трансформатор — устройство, изменяющее  напряжение синусоидальной формы в импульсное напряжение с изменяющейся через каждые полпериода полярностью.  Пик-трансформаторы применяются в качестве генераторов  импульсов главным, высоковольтных исследовательских установках и системах автоматики..

    Принцип действия и устройство трансформатора

    Трансформатор – это электротехническое устройство, преобразователь электрической энергии одного напряжения в другое.

    Принцип действия трансформатора

    Принцип его действия основан на взаимной индукции. Обычно устройство состоит из магнитного сердечника и двух обмоток – первичной и вторичной. Первичная обмотка подключается к сети переменного тока, который, протекая по ней, создает в сердечника магнитный поток (обмотка закручивается вокруг сердечника, образуя витки). Магнитный поток, проходя через все витки, создает ЭДС, что приводит к уменьшению или повышению напряжения и преобразованию тока. После того, как к вторичной обмотке будет подключен приемник, то по ней начнет протекать электрический ток с выходным напряжением. Выходное напряжение всегда будет больше или меньше входного, а точная разница зависит от коэффициента трансформации.

    Параллельно в первичной обмотке образуется нагрузочный ток, который суммируется с входным и формирует ток первичной обмотки. Важно, чтобы трансформатор передавал с первичной обмотки на вторичную ток, величина которого совпадает с требованиями приемного устройства.

    Устройство трансформаторов

    Магнитный сердечник используется для повышения магнитной связи между обмотками двух типов. Обмотки изолируют и друг от друга, и от сердечника. Обмотки бывают высшего и низшего напряжения, но какая будет какой зависит от типа трансформатора. В понижающих трансформаторах первичная обмотка имеет высшее напряжение, а в повышающих – низшее.

    Разница между обмотками следующая:

    • Первичная обмотка всегда подключается к источнику питания.
    • Вторичная обмотка – к приемнику, потребляющему электроэнергию.

    Трансформаторы ТМГ 12 и других типов могут использоваться и как понижающие, и как повышающие устройства. Понижающие трансформаторы необходимы для преобразования электрической энергии, поступающей с линий высоковольтных передач или с промышленной сети питания до приемлемых значений, требуемых при эксплуатации оборудования, а повышающие – для передачи электроэнергии на большие расстояния.

    Также существуют трансформаторы с тремя обмотками. В таком случае к магнитопроводу крепятся все три обмотки, которые изолированы друг от друга. Одна обмотка подключается к источнику питания, а две другие используются для получения электрического тока разного напряжения, необходимого для питания разных приборов. Самым простым примером такой конструкции можно назвать зарядное устройство, работающее от автомобильного прикуривателя, с двумя портами. Один порт можно выдавать ток 2А, а другой – 5А.

    Базовые принципы действия трансформатора — Трансформаторы





    Работа трансформатора основана на двух базовых принципах:

    1. Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм)
    2. Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция)

    На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции, пропорциональную первой производной магнитного потока, при синусоидальном токе сдвинутой на 90° в обратную сторону по отношению к магнитному потоку.

    В некоторых трансформаторах, работающих на высоких или сверхвысоких частотах, магнитопровод может отсутствовать.

    Схематическое устройство трансформатора. 1 — первичная обмотка, 2 — вторичная

    Режим холостого хода

    Когда вторичные обмотки ни к чему не подключены (режим холостого хода), ЭДС индукции в первичной обмотке практически полностью компенсирует напряжение источника питания, поэтому ток через первичную обмотку невелик. Для трансформатора с сердечником из магнитомягкого материала (например, ферромагнитного материала, например, из трансформаторной стали) ток холостого хода характеризует величину потерь в сердечнике на вихревые токи и на гистерезис. Мощность потерь можно вычислить умножив ток холостого хода на напряжение, подаваемое на трансформатор.

    Для трансформатора без ферромагнитного сердечника потери на перемагничивание отсутствуют, а ток холостого хода определяется сопротивлением индуктивности первичной обмотки, которое пропорционально частоте переменного тока и величине индуктивности.

    Напряжение на вторичной обмотке в первом приближении определяется законом Фарадея.

    Режим короткого замыкания
    В режиме короткого замыкания, на первичную обмотку трансформатора подается переменное напряжение небольшой величины, выводы вторичной обмотки соединяют накоротко. Величину напряжения на входе устанавливают такой, чтобы ток короткого замыкания равнялся номинальному (расчетному) току трансформатора. В таких условиях величина напряжения короткого замыкания характеризует потери в обмотках трансформатора, потери на омическом сопротивлении. Мощность потерь можно вычислить умножив напряжение короткого замыкания на ток короткого замыкания.

    Режим с нагрузкой

    При подключении нагрузки к вторичной обмотке во вторичной цепи возникает ток, создающий магнитный поток в магнитопроводе, направленный противоположно магнитному потоку, создаваемому первичной обмоткой. В результате в первичной цепи нарушается равенство ЭДС индукции и ЭДС источника питания, что приводит к увеличению тока в первичной обмотке до тех пор, пока магнитный поток не достигнет практически прежнего значения.

    Схематично, процесс преобразования можно изобразить следующим образом:

    Мгновенный магнитный поток в магнитопроводе трансформатора определяется интегралом по времени от мгновенного значения ЭДС в первичной обмотке и в случае синусоидального напряжения сдвинут по фазе на 90° по отношению к ЭДС. Наведённая во вторичных обмотках ЭДС пропорциональна первой производной от магнитного потока и для любой формы тока совпадает по фазе и форме с ЭДС в первичной обмотке.

    Уравнения идеального трансформатора


    Идеальный трансформатор — трансформатор, у которого отсутствуют потери энергии на нагрев обмоток и потоки рассеяния обмоток. В идеальном трансформаторе все силовые линии проходят через все витки обеих обмоток, и поскольку изменяющееся магнитное поле порождает одну и ту же ЭДС в каждом витке, суммарная ЭДС, индуцируемая в обмотке, пропорциональна полному числу её витков. Такой трансформатор всю поступающую энергию из первичной цепи трансформирует в магнитное поле и, затем, в энергию вторичной цепи. В этом случае поступающая энергия равна преобразованной энергии:

    Где

    P1 — мгновенное значение поступающей на трансформатор мощности, поступающей из первичной цепи,
    P2 — мгновенное значение преобразованной трансформатором мощности, поступающей во вторичную цепь.

    Соединив это уравнение с отношением напряжений на концах обмоток, получим уравнение идеального трансформатора:

    Таким образом получаем, что при увеличении напряжения на концах вторичной обмотки U2, уменьшается ток вторичной цепи I2.

    Для преобразования сопротивления одной цепи к сопротивлению другой, нужно умножить величину на квадрат отношения. Например, сопротивление Z2 подключено к концам вторичной обмотки, его приведённое значение к первичной цепи будет . Данное правило справедливо также и для вторичной цепи: .





    трансформатор, режим кз, холостой ход

    Всего комментариев: 0


    Принцип действия трансформатора

    Как и у электрических машин, принцип действия трансформаторов основан на законе электромагнитной индукции, согласно которому при пересечении магнитным потоком токопроводящего витка в последнем наводится ЭДС.
    Трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника, собранного из листовой электротехнической стали (для уменьшения вихревых токов и потерь на гистерезис) и называемого магнитопроводом, и двух или более обмоток, насаженных на сердечник трансформатора (рис. 1). Обмотка, к которой подводится энергия, называется первичной;
    она содержит ад, витков и присоединяется к источнику напряжения U. Обмотка, от которой отводится энергия, называется вторичной; в ней содержится w2 витков. К зажимам вторичной обмотки присоединяется нагрузка, полное сопротивление которой ZH.

    Рис. 1. Схема трансформатора

    Условились обозначать начала обмотки высшего напряжения (ВН) прописными буквами латинского алфавита, А, В, а их концы — буквами X, У; соответственно начала и концы обмотки низшего напряжения (НН) — строчными буквами а, b и х, у.
    Таким образом, трансформатор, с одной стороны, является потребителем энергии, поскольку первичная обмотка присоединена к источнику, а с другой — источником энергии, так как ко вторичной обмотке присоединен потребитель энергии. Мощность трансформаторов, как и всех источников переменного тока, выражают в вольт-амперах (В * А) или киловольт-амперах (кВ * А). Выражать мощность источников переменного тока в ваттах или киловаттах нельзя потому, что их мощность непостоянна и зависит от коэффициента мощности потребителя.
    При подключении к сети первичной обмотки в ней возникает переменный ток, который создает переменный магнитный поток, замыкающийся по магнитопроводу. Поток Ф пересекает обе обмотки и наводит в них переменные ЭДС
    (1)
    Если подведенное первичное напряжение и ток синусоидальны, то, пренебрегая насыщением магнитопровода, можно считать синусоидальными также магнитный поток и наведенные ЭДС, т. е.
    (2)
    где Фт — амплитудное значение потока.
    Подставив в (1) выражение (2), получим
    (3)

    Принцип работы трансформатора

    , конструкция, типы, применение

    Большинство электронных схем, используемых на Circuitstoday.com, имеют различные применения трансформатора. Поэтому важно знать принцип работы, конструкцию и типы трансформаторов, используемых в различных аналоговых схемах.

    Что такое трансформатор?

    Трансформатор можно определить как статическое устройство, которое помогает в преобразовании электроэнергии в одной цепи в электроэнергию той же частоты в другой цепи.Напряжение в цепи можно повышать или понижать, но с пропорциональным увеличением или уменьшением номинального тока. В этой статье мы узнаем об основах и принципах работы Transformer

    .

    Трансформатор — принцип работы

    Основным принципом работы трансформатора является взаимная индуктивность двух цепей, связанных общим магнитным потоком. Базовый трансформатор состоит из двух катушек, которые электрически разделены и индуктивны, но связаны магнитным полем через сопротивление.Принцип работы трансформатора можно понять из рисунка ниже.

    Трансформатор рабочий

    Как показано выше, электрический трансформатор имеет первичную и вторичную обмотки. Пластины сердечника соединены в виде полос, между полосами вы можете видеть, что есть узкие зазоры прямо через поперечное сечение сердечника. Эти смещенные суставы называются «черепичными». Обе катушки имеют высокую взаимную индуктивность. Взаимная электродвижущая сила индуцируется в трансформаторе из-за переменного потока, который создается в многослойном сердечнике, из-за катушки, которая подключена к источнику переменного напряжения. Большая часть переменного потока, создаваемого этой катушкой, связана с другой катушкой и, таким образом, создает взаимно индуцированную электродвижущую силу. Возникающая таким образом электродвижущая сила может быть объяснена с помощью законов электромагнитной индукции Фарадея как

    e = M * dI / dt

    Если цепь второй катушки замкнута, в ней протекает ток и, таким образом, электрическая энергия передается магнитным путем от первой ко второй катушке.

    Подача переменного тока подается на первую катушку, поэтому ее можно назвать первичной обмоткой.Энергия отбирается из второй катушки и, таким образом, может называться вторичной обмоткой.

    Вкратце, трансформатор выполняет следующие операции:

    1. Передача электроэнергии из одной цепи в другую.
    2. Передача электроэнергии без изменения частоты.
    3. Передача с принципом электромагнитной индукции.
    4. Две электрические цепи связаны взаимной индукцией.

    Строительство трансформатора

    Для простой конструкции трансформатора вам потребуются две катушки с взаимной индуктивностью и многослойный стальной сердечник. Обе катушки изолированы друг от друга и от стального сердечника. Устройству также потребуется подходящий контейнер для собранного сердечника и обмоток, среда, с помощью которой можно изолировать сердечник и его обмотки от его контейнера.

    Чтобы изолировать и вывести выводы обмотки из резервуара, необходимо использовать подходящие вводы, изготовленные из фарфора или конденсаторного типа.

    Во всех трансформаторах, которые используются в коммерческих целях, сердечник изготовлен из листовой стали трансформатора, собранной для обеспечения непрерывного магнитного пути с минимальным воздушным зазором.Сталь должна иметь высокую проницаемость и низкие потери на гистерезис. Для этого сталь должна быть изготовлена ​​с высоким содержанием кремния и подвергаться термообработке. Эффективное ламинирование сердечника позволяет снизить вихретоковые потери. Ламинирование может быть выполнено с помощью тонкого слоя лака для стержневых плит или наложения оксидного слоя на поверхность. Для частоты 50 Гц толщина ламинирования варьируется от 0,35 мм до 0,5 мм для частоты 25 Гц.

    Типы трансформаторов
    Типы по дизайну

    Типы трансформаторов различаются по способу размещения первичной и вторичной обмоток вокруг многослойного стального сердечника.По конструкции трансформаторы можно разделить на два:

    .
    1. Трансформатор с сердечником

    В трансформаторе с сердечником обмотки подводятся к значительной части сердечника. Катушки, используемые в этом трансформаторе, имеют цилиндрическую намотку и намотку. Такой тип трансформатора может быть применим как для малогабаритных, так и для больших трансформаторов. В типе малого размера сердечник будет прямоугольной формы, а используемые катушки — цилиндрическими.На рисунке ниже показан шрифт большого размера. Вы можете видеть, что круглые или цилиндрические катушки намотаны таким образом, чтобы соответствовать крестообразной части сердечника. В случае круглых цилиндрических катушек они имеют значительное преимущество в виде хорошей механической прочности. Цилиндрические катушки будут иметь разные слои, и каждый слой будет изолирован от другого с помощью таких материалов, как бумага, ткань, микарта-картон и так далее. Общее расположение трансформатора с сердечником относительно сердечника показано ниже.Показаны обмотки как низкого (LV), так и высокого (HV) напряжения.

    Трансформатор с сердечником Крестообразное сечение Трансформаторы с сердечником

    Обмотки низкого напряжения располагаются ближе к сердечнику, так как их легче всего изолировать. Эффективная площадь сердечника трансформатора может быть уменьшена за счет использования пластин и изоляции.

    2. Трансформатор корпусного типа

    В трансформаторах кожухового типа сердечник окружает значительную часть обмоток. Сравнение показано на рисунке ниже.

    Обмотка трансформатора с сердечником и оболочкой

    Катушки имеют формную намотку, но представляют собой многослойные диски, обычно намотанные в виде блинов. Бумага используется для изоляции различных слоев многослойных дисков. Вся обмотка состоит из дисков, уложенных друг на друга с изоляционными промежутками между катушками. Эти изоляционные пространства образуют горизонтальные охлаждающие и изолирующие каналы. Такой трансформатор может иметь форму простого прямоугольника или также может иметь распределенную форму. Обе конструкции показаны на рисунке ниже:

    Трансформаторы корпусного типа прямоугольной формы Трансформаторы корпусного типа распределенного типа

    Сердечники и катушки трансформаторов должны быть усилены жесткими механическими связями.Это поможет свести к минимуму перемещение устройства, а также предотвратит повреждение изоляции устройства. Трансформатор с хорошей фиксацией не будет издавать гудящего шума во время работы, а также снизит вибрацию.

    Для трансформаторов должна быть предусмотрена специальная площадка для размещения. Обычно устройство помещается в плотно пригнанные емкости из листового металла, заполненные специальным изоляционным маслом. Это масло необходимо для циркуляции через устройство и охлаждения змеевиков. Он также обеспечивает дополнительную изоляцию устройства, когда оно находится в воздухе.

    Возможны случаи, когда гладкая поверхность бака не сможет обеспечить необходимую площадь охлаждения. В таких случаях борта бака гофрированы или собираются радиаторами по бокам устройства. Масло, используемое для охлаждения, должно быть абсолютно свободным от щелочей, серы и, самое главное, влаги. Даже небольшое количество влаги в масле приведет к значительному изменению изоляционных свойств устройства, поскольку это в значительной степени снижает диэлектрическую прочность масла.

    С математической точки зрения, присутствие примерно 8 частей воды на 1 миллион снижает изоляционные качества масла до значения, которое не считается стандартным для использования. Таким образом, резервуары защищены герметичным уплотнением в меньших единицах. При использовании больших трансформаторов герметичный метод реализовать практически невозможно. В таких случаях предусмотрены камеры для масла, чтобы расширяться и сжиматься при повышении и понижении его температуры.

    Эти сапуны образуют барьер и препятствуют контакту атмосферной влаги с маслом.Также необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы не кататься на санках. Селивание происходит, когда масло разлагается из-за чрезмерного воздействия кислорода во время нагрева. Это приводит к образованию больших отложений темного и тяжелого вещества, которые забивают охлаждающие каналы в трансформаторе.

    Качество, долговечность и обращение с этими изоляционными материалами определяют срок службы трансформатора. Все выводы трансформатора выведены из корпусов через подходящие вводы. Существует множество их конструкций, их размер и конструкция в зависимости от напряжения на выводах.Фарфоровые вводы могут использоваться для изоляции выводов трансформаторов, которые используются при умеренном напряжении. В трансформаторах высокого напряжения используются маслонаполненные или емкостные вводы.

    Выбор между типом сердечника и оболочки производится путем сравнения стоимости, поскольку аналогичные характеристики могут быть получены от обоих типов. Большинство производителей предпочитают использовать трансформаторы оболочечного типа для высоковольтных систем или для многообмоточных конструкций. По сравнению с сердечником, оболочка имеет большую среднюю длину витка катушки.Другими параметрами, которые сравниваются при выборе типа трансформатора, являются номинальное напряжение, номинальная сила тока в киловольтах, вес, напряжение изоляции, распределение тепла и т. Д.

    Трансформаторы

    также можно классифицировать по типу используемого охлаждения. Различные типы в соответствии с этой классификацией:

    Типы трансформаторов по методу охлаждения
    1. Самоохлаждающийся с масляным наполнением

    В маслонаполненном типе с самоохлаждением используются распределительные трансформаторы малых и средних размеров.Собранные обмотки и сердечник таких трансформаторов устанавливаются в сварные маслонепроницаемые стальные резервуары, снабженные стальной крышкой. Резервуар заполняется очищенным высококачественным изоляционным маслом, как только сердечник возвращается на свое место. Масло помогает передавать тепло от сердечника и обмоток к корпусу, откуда оно излучается в окружающую среду.

    Для трансформаторов меньшего размера резервуары обычно имеют гладкую поверхность, но для трансформаторов больших размеров требуется большая площадь теплового излучения, и это тоже без нарушения кубической емкости резервуара.Это достигается частым рифлением корпусов. Еще более крупные размеры снабжены радиацией или трубами.

    2. Тип с масляным водяным охлаждением

    Этот тип используется для гораздо более экономичного строительства больших трансформаторов, так как описанный выше метод с самоохлаждением очень дорог. Здесь используется тот же метод — обмотки и сердечник погружаются в масло. Единственное отличие состоит в том, что у поверхности масла установлен охлаждающий змеевик, по которому холодная вода продолжает циркулировать.Эта вода уносит тепло от устройства. Эта конструкция обычно реализуется на трансформаторах, которые используются в высоковольтных линиях электропередачи. Самым большим преимуществом такой конструкции является то, что для таких трансформаторов не требуется другого корпуса, кроме собственного. Это значительно снижает затраты. Еще одним преимуществом является то, что техническое обслуживание и осмотр этого типа требуется только один или два раза в год.

    3. Тип воздушной струи

    Этот тип используется для трансформаторов с напряжением ниже 25 000 вольт.Трансформатор помещен в коробку из тонкого листового металла, открытую с обоих концов, через которую воздух продувается снизу вверх.

    E.M.F Уравнение трансформатора Трансформатор ЭДС Equation

    Let,

    N A = Количество витков первичной обмотки

    N B = Количество витков вторичной обмотки

    Ø макс. = максимальный поток в сердечнике в перепонках = B макс. X A

    f = Частота переменного тока на входе в герцах (H Z )

    Как показано на рисунке выше, магнитный поток в сердечнике увеличивается от нулевого значения до максимального значения Ø max за одну четверть цикла, то есть за частоты секунды.

    Следовательно, средняя скорость изменения потока = Ø макс. / ¼ f = 4f Ø макс. Вт / с

    Скорость изменения магнитного потока на виток означает наведенную электродвижущую силу в вольтах.

    Следовательно, средняя индуцированная электродвижущая сила / оборот = 4f Ø макс. вольт

    Если поток Ø изменяется синусоидально, то среднеквадратичное значение наведенной ЭДС получается путем умножения среднего значения на коэффициент формы.

    Форм-фактор

    = среднеквадратичное значение. значение / среднее значение = 1.11

    Следовательно, среднеквадратичное значение ЭДС / оборот = 1,11 X 4f Ø макс. = 4,44f Ø макс.

    Теперь, среднеквадратичное значение наведенной ЭДС во всей первичной обмотке

    = (наведенная ЭДС / оборот) X Количество витков первичной обмотки

    Следовательно,

    E A = 4,44f N A Ø макс. = 4,44fN A B м A

    Аналогично, среднеквадратичное значение наведенной ЭДС во вторичной обмотке равно

    .

    E B = 4.44f N B Ø макс = 4,44fN B B м A

    В идеальном трансформаторе без нагрузки,

    В A = E A и V B = E B , где V B — напряжение на клеммах

    Коэффициент трансформации напряжения (K)

    Из приведенных выше уравнений получаем

    E B / E A = V B / V A = N B / N A = K

    Эта постоянная K известна как коэффициент трансформации напряжения.

    (1) Если N B > N A , то есть K> 1, то трансформатор называется повышающим трансформатором.

    (2) Если N B <1, то есть K <1, то трансформатор называется понижающим трансформатором.

    И снова идеальный трансформатор,

    Вход В A = выход В A

    В A I A = V B I B

    Или, I B / I A = V A / V B = 1 / K

    Следовательно, токи обратно пропорциональны коэффициенту трансформации (напряжения).

    Применение трансформатора

    Трансформаторы используются в большинстве электронных схем. У трансформатора всего 3 применения;

    1. Для увеличения напряжения и тока.
    2. Для понижения напряжения и тока
    3. Для предотвращения постоянного тока трансформаторы могут пропускать только переменный ток, поэтому они полностью предотвращают прохождение постоянного тока в следующую цепь.

    Но применение этих трех приложений бесконечно, поэтому они используются во многих схемах.

    Электрический трансформатор — Основная конструкция, работа и типы

    Электрический трансформатор — это статическая электрическая машина, которая преобразует электрическую мощность из одной цепи в другую без изменения частоты. Трансформатор может увеличивать или уменьшать напряжение с соответствующим уменьшением или увеличением тока.

    Принцип работы трансформатора

    Основной принцип работы трансформатора — это явление взаимной индукции между двумя обмотками, связанными общим магнитным потоком.На рисунке справа показана простейшая форма трансформатора. В основном трансформатор состоит из двух индуктивных катушек; первичная обмотка и вторичная обмотка. Катушки электрически разделены, но магнитно связаны друг с другом. Когда первичная обмотка подключена к источнику переменного напряжения, вокруг обмотки создается переменный магнитный поток. Сердечник обеспечивает магнитный путь для потока, чтобы соединиться с вторичной обмоткой. Большая часть потока связана с вторичной обмоткой, которая называется «полезным потоком» или основным «потоком», а поток, который не связан с вторичной обмоткой, называется «потоком рассеяния».Поскольку создаваемый поток является переменным (его направление постоянно меняется), ЭДС индуцируется во вторичной обмотке в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея. Эта ЭДС называется «взаимно индуцированной ЭДС», и частота взаимно индуцированной ЭДС такая же, как и частота подаваемой ЭДС. Если вторичная обмотка является замкнутой цепью, то через нее протекает взаимно индуцированный ток, и, следовательно, электрическая энергия передается от одной цепи (первичной) к другой цепи (вторичной).

    Базовая конструкция трансформатора

    В основном трансформатор состоит из двух индуктивных обмоток и многослойного стального сердечника.Катушки изолированы друг от друга, а также от стального сердечника. Трансформатор также может состоять из контейнера для сборки обмотки и сердечника (называемого баком), подходящих вводов для подключения клемм, маслорасширителя для подачи масла в бак трансформатора для охлаждения и т. Д. На рисунке слева показана основная конструкция трансформатор.
    Во всех типах трансформаторов сердечник изготавливается путем сборки (штабелирования) ламинированных листов стали с минимальным воздушным зазором между ними (для обеспечения непрерывного магнитного пути).Используемая сталь имеет высокое содержание кремния и иногда подвергается термообработке, чтобы обеспечить высокую проницаемость и низкие потери на гистерезис. Ламинированные стальные листы используются для уменьшения потерь на вихревые токи. Листы нарезаются в форме E, I и L. Чтобы избежать высокого сопротивления в стыках, листы укладывают друг на друга, чередуя стороны стыка. То есть, если стыки первой сборки листа находятся на передней стороне, стыки следующей сборки остаются на задней стороне.

    Типы трансформаторов

    Трансформаторы можно классифицировать по разным признакам, например, по типу конструкции, типу охлаждения и т. Д.

    (A) По конструкции трансформаторы можно разделить на два типа: (i) трансформатор с сердечником и (ii) трансформатор с корпусом, которые описаны ниже.

    (i) Трансформатор с сердечником

    В трансформаторе с сердечником обмотки представляют собой цилиндрическую намотку, установленную на плечах сердечника, как показано на рисунке выше. Цилиндрические катушки имеют разные слои, и каждый слой изолирован друг от друга. Для изоляции можно использовать такие материалы, как бумага, ткань или слюда.Обмотки низкого напряжения располагаются ближе к сердечнику, так как их легче изолировать.

    (ii) Трансформатор корпусного типа
    Катушки предварительно намотаны и смонтированы слоями с изоляцией между ними. Трансформатор оболочечного типа может иметь простую прямоугольную форму (как показано на рис. Выше) или распределенную форму.

    (B) В зависимости от их назначения

    1. Повышающий трансформатор: Напряжение увеличивается (с последующим уменьшением тока) на вторичной обмотке.
    2. Понижающий трансформатор: Напряжение уменьшается (с последующим увеличением тока) на вторичной обмотке.
    (C) В зависимости от типа питания
    1. Однофазный трансформатор
    2. Трехфазный трансформатор
    (D) На основании их использования
    1. Силовой трансформатор: Используется в сети передачи, высокий рейтинг
    2. Распределительный трансформатор: Используется в распределительной сети, сравнительно более низкий номинал, чем у силовых трансформаторов.
    3. Измерительный трансформатор: используется для реле и защиты в различных приборах в промышленности
    • Трансформатор тока (ТТ)
    • Трансформатор потенциала (ПТ)
    (E) На основе используемого охлаждения
    1. Маслонаполненный самоохлаждаемый тип
    2. Маслонаполненный тип с водяным охлаждением
    3. Воздуховоздушного типа (с воздушным охлаждением)

      Теория работы однофазных трансформаторов

      Определение трансформатора

      Трансформатор электроэнергии — это статическое устройство, которое преобразует электрическую энергию из одной цепи в другую без какого-либо прямого электрического соединения.Он также выполняет это с помощью взаимной индукции между двумя обмотками. Он может преобразовывать мощность из одной цепи в другую без изменения ее частоты, но может иметь разные уровни напряжения в зависимости от необходимости.


      Схема однофазного трансформатора


      Символ трансформатора

      Трансформатор Конструкция

      Три основные части трансформатора:

      • Первичная обмотка : Обмотка, которая потребляет электроэнергию и создает магнитный поток, когда она подключена к источнику электроэнергии.
      • Магнитный сердечник : Это относится к магнитному потоку, создаваемому первичной обмоткой. Поток проходит через путь с низким сопротивлением, связанный со вторичной обмоткой, создавая замкнутую магнитную цепь.
      • Вторичная обмотка : Обмотка, которая обеспечивает желаемое выходное напряжение за счет взаимной индукции в трансформаторе.

      Принцип работы трансформаторов

      Принцип работы однофазного трансформатора основан на законе электромагнитной индукции Фарадея.В основном, взаимная индукция между двумя или более обмотками отвечает за действие преобразования в электрическом трансформаторе.

      Законы электромагнитной индукции Фарадея

      Согласно закону Фарадея, «скорость изменения магнитной связи во времени прямо пропорциональна наведенной ЭДС в проводнике или катушке».

      Основная теория трансформатора

      Первичная обмотка питается от источника переменного тока.Переменный ток через первичную обмотку создает переменный поток, окружающий обмотку. Другая обмотка, также известная как вторичная обмотка, приближена к первичной обмотке. В конце концов, некоторая часть потока в первичной обмотке будет связана с вторичной. Поскольку этот поток непрерывно изменяется по амплитуде и направлению, происходит изменение магнитной связи и во второй обмотке. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, во вторичной обмотке индуцируется электродвижущая сила (ЭДС), которая называется наведенной ЭДС.Если цепь вторичной обмотки замкнута, через нее будет протекать индуцированный ток. Это простейшая форма преобразования электроэнергии; это самый основной принцип работы трансформатора.

      Принцип работы трансформатора был объяснен в следующих простых шагах:

      • Как только первичная обмотка подключается к однофазному источнику питания, через нее начинает течь переменный ток.
      • Переменный поток создается в сердечнике первичным переменным током.
      • Переменный поток через сердечник связывается со вторичной обмоткой.
      • Теперь, согласно законам электромагнитной индукции Фарадея, этот изменяющийся поток будет индуцировать напряжение во вторичной обмотке.

      Сопутствующие товары

      Вышеупомянутый тип трансформатора теоретически возможен, но не практически, потому что есть потери, связанные с работой трансформаторов.

      Знакомство с трансформаторами

      Эта статья служит введением в трансформаторы и лежащую в их основе теорию.

      Что такое трансформатор?

      Трансформатор — это устройство, повышающее или понижающее напряжение переменного тока.

      Каков принцип взаимной индуктивности?

      Трансформатор работает по принципу взаимной индуктивности. Это принцип, согласно которому изменение тока одной катушки на проводнике будет влиять на ток и напряжение второй катушки на том же проводнике, даже если две катушки не соприкасаются.Первая катушка (или первичная обмотка) подключена к источнику питания, а вторая катушка (или вторичная обмотка) подключена к нагрузке. Между первичной и вторичной обмотками нет электрического соединения, что означает, что трансформатор обеспечивает гальваническую развязку.

      Что такое коэффициент трансформации?

      Изменяя соотношение витков вторичной обмотки по сравнению с первичной, можно изменить выходное напряжение. Например:

      Спасибо Лестерскому колледжу.

      Отношения между первичным и вторичным напряжениями, токами и витками суммируются с помощью коэффициента трансформации трансформатора.

      Вп / Вс = Np / Ns = Is / Ip

      Какие типы трансформаторов бывают?

      Практические трансформаторы Трансформаторы

      бывают разных размеров: от миниатюрных для малой электроники до больших подстанций. Трансформаторы выделяют тепло из-за потерь в сердечнике (вихревые токи и гистерезис) и потерь в меди (потери мощности в обмотках) и поэтому должны охлаждаться.Меньшие типы обычно имеют воздушное охлаждение, будь то национальное воздушное охлаждение (AN) или принудительное воздушное охлаждение (AF). В более крупных трансформаторах в качестве охлаждающей жидкости используется масло, так как оно также может действовать как изолятор. Воздух циркулирует в масле для его охлаждения, а масло охлаждает трансформаторы. Эти трансформаторы могут быть масляными натуральными , воздушными естественными (ONAN) или масляными естественными принудительными воздушными потоками (ONAF).

      Строительные трансформаторы

      Чтобы снизить риск поражения электрическим током на месте, портативные инструменты питаются от понижающих трансформаторов напряжением 110 В, 50 Гц, центральная часть вторичной обмотки которых на 110 В заземлена.Это дает 55 В между двумя вторичными проводниками и любыми открытыми металлическими деталями, что делает его более безопасным.

      Разделенное сверхнизкое напряжение (SELV)

      Простым способом повышения безопасности электрической системы является снижение рабочего напряжения и обеспечение изоляции от любых более высоких напряжений. Это делает трансформатор с низким выходным напряжением, который изолирован от источника питания и земли и известен как SELV.

      Автотрансформаторы

      Все трансформаторы, которые мы обсуждали до сих пор, представляют собой трансформаторы с двойной обмоткой, обеспечивающие дополнительное преимущество гальванической развязки, поскольку нет соединения между первичной и вторичной обмотками.Автотрансформатор предлагает все функции трансформатора с двойной обмоткой без гальванической развязки. Это ограничивает его использование из-за снижения преимуществ безопасности, но такие трансформаторы значительно дешевле. Их можно использовать для пускателей двигателей или разрядного освещения, но они не используются для общего применения.

      Измерительные трансформаторы

      Амперметры подключены последовательно, а вольтметры — параллельно. Там, где измеряемые напряжения и токи высоки, используются измерительные трансформаторы для снижения как напряжения, так и тока до безопасного уровня.

      Трансформаторы напряжения

      Нет существенных различий между трансформатором напряжения (V / T или P / T) и понижающим трансформатором, кроме используемых материалов с низкими потерями. Стандартное вторичное напряжение для V / T составляет 110 В.

      Трансформаторы тока (КЗ)

      Существует два типа трансформаторов тока (C / T): с обмоткой в ​​первичной обмотке и с бар в первичной обмотке . Типичный вторичный ток C / T составляет 5А. КЗ первичной обмотки используются для слаботочных применений, а КЗ первичной обмотки — для сильноточных.C / Ts также используются в системах измерения тока, таких как перегрузки.

      Если невозможно изолировать C / T для снятия амперметра, вторичная обмотка C / T должна быть замкнута накоротко перед снятием амперметра, и короткое замыкание должно оставаться на месте, пока амперметр отключен (амперметры имеют очень низкое сопротивление).

      Токоизмерительные клещи или амперметр — хороший практический пример C / T.

      Изложите принцип трансформаторов. или Укажите принципы работы трансформатора.

      Трансформатор основан на двух принципах:

      1. Входная энергия равна выходной энергии.
      2. Напряжение прямо пропорционально количеству витков провода в катушке.

      Основной принцип работы трансформатора — это взаимная индуктивность двух цепей, связанных общим магнитным потоком. Базовый трансформатор состоит из двух катушек, которые электрически разделены и индуктивны, но связаны магнитным полем через сопротивление.Трансформатор состоит из двух электрически изолированных катушек и работает по принципу «взаимной индукции» Фарадея, в котором ЭДС индуцируется во вторичной катушке трансформатора магнитным потоком, создаваемым напряжениями и токами, протекающими в обмотке первичной катушки.

      Трансформатор основан на принципе взаимной индукции, то есть всякий раз, когда величина магнитного потока, связанного с катушкой, изменяется, в соседней катушке индуцируется ЭДС. Потери на гистерезис Потеря энергии при намагничивании и размагничивании сердечника трансформатора в каждом цикле.В основном трансформатор состоит из двух индуктивных катушек; первичная обмотка и вторичная обмотка. Катушки электрически разделены, но магнитно связаны друг с другом. Когда первичная обмотка подключена к источнику переменного напряжения, вокруг обмотки создается переменный магнитный поток.

      Трансформаторы

      обычно имеют один из двух типов сердечников: тип сердечника и тип оболочки. Эти два типа отличаются друг от друга тем, как первичная и вторичная обмотки расположены вокруг стального сердечника.Трансформатор не предназначен для преобразования переменного тока в постоянный или постоянного в переменный. Трансформатор может повышать или понижать ток. Трансформатор, который увеличивает напряжение от первичной до вторичной, называется повышающим трансформатором.

      Электрический силовой трансформатор: определение и типы трансформаторов

      • Повышающий трансформатор и понижающий трансформатор.
      • Трехфазный трансформатор и однофазный трансформатор.
      • Электрический силовой трансформатор, распределительный трансформатор и измерительный трансформатор.
      • Двухобмоточный трансформатор и автотрансформатор.
      • Наружный трансформатор и внутренние трансформаторы.
      • Трансформатор сухого и масляного охлаждения.

      Читать все

      (PDF) ТРАНСФОРМАТОР: Принцип действия трансформатора

      Парвин Р.Карим, преподаватель. Электротехнический отдел. Al-Hawija Technical

      институт Северный технический университет

      Аналогичным образом, разделив уравнение (10) на уравнение (11), дает

      

      

        …….. (16)

      Где a — коэффициент трансформации трансформатора.

      В случае, трансформатор называется повышающим трансформатором, тогда как для

      trans трансформатор называется понижающим трансформатором. В идеальном трансформаторе

      потери равны нулю. В этом случае входная мощность трансформатора равна выходной мощности

      , что дает

        …… .. (17)

      Уравнение (17) можно переписать как :

      

      

        …….. (18)

      Отношение первичного тока к вторичному:

      

      

       …… .. (19)

      Опять же, магнитодвижущая сила, создаваемая первичным током. будет равна

      магнитодвижущей силе, создаваемой вторичным током, и ее можно выразить как:

        …… .. (21)

      

       

      

       …….. (22)

      Из уравнения (22) можно сделать вывод, что отношение первичного тока к вторичному обратно пропорционально коэффициенту трансформации трансформатора.

      Входная и выходная мощность идеального трансформатора составляет:

         …… .. (23)

          …… .. (24)

      Для идеальных условий угол  равен углу , и выходная мощность может быть пере-

      в виде,

       

       …….. (25)

         …… .. (26)

      Из уравнения (26) видно, что вход и выход мощность одинакова в случае идеального трансформатора

      , аналогично входная и выходная реактивная мощность равны:

      Принцип работы управляющего трансформатора

      | ATO.com

      Управляющий трансформатор — это небольшой трансформатор сухого типа, который в основном используется для изменения напряжения переменного тока. Он намотан железным сердечником и катушкой.Он может изменять не только напряжение переменного тока, но и импеданс. Если расчетная мощность не превышена, ток также можно изменить. В разных средах трансформатор также может применяться по-разному. Как правило, он используется в качестве источника контрольного освещения и светового индикатора для электрических приборов в станках и механическом оборудовании.

      Управляющий трансформатор работает по принципу электромагнитной индукции. Трансформатор имеет два набора катушек: первичную и вторичную.Вторичная обмотка находится за пределами первичной обмотки. Когда к первичной катушке подается переменный ток, железный сердечник трансформатора генерирует переменное магнитное поле, а затем вторичная катушка генерирует индуцированную электродвижущую силу. Первичная обмотка и вторичная обмотка обычно покрыты железным сердечником, так что они могут быть связаны друг с другом посредством магнитных цепей и связи цепей, так что энергия передается от первичной обмотки к вторичной обмотке.Условно говоря, к основным функциям более сложного оборудования относятся: предотвращение поражения рабочих электрическим током, предотвращение помех и получение соответствующего напряжения. Принцип его работы следующий:

      Из рисунка видно, что U1 — это положительно выбранное переменное напряжение. Когда он нагружен с обеих сторон первичной обмотки, в проводе будет генерироваться переменный ток I1 и переменный магнитный поток. Переменный магнитный поток может проходить через первичную катушку и вторичную катушку вдоль железного сердечника, тем самым обеспечивая замкнутую магнитную цепь.Потенциал взаимной индукции U2 индуцируется во вторичной катушке, и в то же время ① самоиндуцированный потенциал также индуцируется в первичной катушке, то есть E1, который противоположен направлению приложенного напряжения, поэтому он будет ограничивать значение l1. Если требуется поддерживать существование, это требует потребления энергии. Кроме того, трансформатор имеет потери. Если вторичный ток не подключен к нагрузке, но катушка все еще имеет ток, это именно тот ток холостого хода, о котором мы говорили.

      Затем, если вторичная катушка подключена к нагрузке, в катушке будет генерироваться ток l2, и в это время будет генерироваться магнитный поток ②, который противоположен направлению движения бывшей, и также играет противодействующая роль. Кроме того, общий магнитный поток в сердечнике уменьшается, напряжение самоиндукции E1 также уменьшается, l1 увеличивается, поэтому можно сделать вывод, что первичный ток и вторичная нагрузка тесно связаны. Если ток вторичной нагрузки увеличивается, l1 увеличится, и also также увеличится, тогда увеличенная часть может быть просто компенсирована на ②, при этом общее магнитное количество сердечника останется неизменным.

      Управляющий трансформатор должен медленно повышаться во время использования. При этом запрещается перемещение управляющего трансформатора во время работы. Следует отметить, что конструкция управляющего трансформатора ограничивает его работоспособность в течение длительного времени, и он может поддерживать работу только на короткое время. Если управляющий трансформатор эксплуатируется в течение длительного времени, трансформатор перегорит из-за выделяемого чрезмерного тепла.

      Управляющий трансформатор может также использоваться в химической промышленности в качестве выпрямительного трансформатора.В настоящее время требуется только перемонтировать регулировочные отводы управляющего трансформатора, отключить все питание оборудования, а затем отрегулировать напряжение на управляющем трансформаторе с помощью оборудования для регулирования напряжения с обеих сторон, чтобы его можно было использовать в химическая промышленность.

      .

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *