Параметры трансформатора: характеристика, способы их определения

Автор Andrey Ku На чтение 5 мин Опубликовано 19.05.2019

Трансформатор преобразует подаваемое напряжение в большее или меньшее значение без изменения мощности. Статическое электромагнитное устройство состоит из двух и более обмоток, размещенных на одном магнитопроводе. Подобрать требуемый электромагнитный аппарат не представит затруднений с помощью параметров трансформатора, указываемых в техническом описании на любое изделие.

Содержание

1. Мощность
2. Электромагнитная
3. Полезная
4. Расчетная
5. Габаритная (типовая)
6. Основные технические характеристики и способы определения параметров
7. Первичное напряжение номинального значения
8. Вторичное номинальное напряжение
9. Номинальный первичный ток
10. Номинальный вторичный ток
11. Коэффициент трансформации
12. Номинальный коэффициент мощности (cos φ)
13. Коэффициент полезного действия
14. Характеристики, определяющие поведение электрической машины
15. Напряжение при коротком замыкании
16. Напряжение при холостом ходе
17. Ток холостого хода
18. Пусковой ток
19. Испытательное пробойное напряжение рабочей частоты
20. Внешняя характеристика
21. Потери в режиме холостого хода
22. Потери в режиме короткого замыкания

Мощность

Основным параметром трансформаторов является мощность, обозначаемая буквой S. Она определяет массогабаритные показатели электромагнитного аппарата. От значения мощности зависит тип используемого магнитопровода, количество/диаметр витков в обмотках. Измеряется мощность в единицах В∙А (вольт-ампер). На практике для удобства используются кратные вольт-амперам величины кВА (10³∙ В∙А) и МВА (10⁶∙ В∙А).

Электромагнитная

Представляет собой мощность в   выходной катушке, передаваемой с витков входной электромагнитным способом. Она определяется умножением действующего значения ЭДС на величину тока, протекающего в нагрузке электромагнитного преобразователя: S_эм = E₂∙ I_2.

Полезная

Это произведение действующего напряжения во вторичной обмотке на значение нагрузочного тока. Рассчитывается по формуле: S_{2 =} U_2∙I₂.

Расчетная

Расчётная мощность – произведение величин I₁ и U₁   входной обмотки аппарата S₁ = U₁  I₁. Этот параметр определяет габариты изделия: число витков и сечение проводов.

Габаритная (типовая)

Параметр S _габ определяет реальное сечение сердечника. Так называют полусумму мощностей всех обмоток электромагнитного устройства: S _габ = 0,5∙(S₁+S₂ +S₃+ …).

Основные технические характеристики и способы определения параметров

Основные технические характеристики указываются в техдокументации на изделие. Они определяются расчетным путем или посредством замеров на специальном стенде при определенных режимах работы аппарата.

Первичное напряжение номинального значения

Так называют U_1н, которое требуется подать на входную катушку аппарата, чтобы в режиме холостого хода получить номинальное вторичное напряжение. Параметр U_1н указывается в техпаспорте изделия.

Вторичное номинальное напряжение

Это значение U_2н, которое устанавливается на выводах выходной обмотки при ненагруженном трансформаторе. На вход  прикладывается номинальная величина параметра. Значение параметра зависит от величины U_1н и коэффициента трансформации К_т. При  активно-емкостной нагрузке (φ₂< 0)  U_2н может оказаться больше U_1н.

Номинальный первичный ток

Это ток I_1н, протекающий во входной обмотке, при котором возможна продолжительная работа аппарата. Значение I_1н  указывается в техпаспорте на трансформатор.

Номинальный вторичный ток

Параметр также можно встретить в таблице паспортных данных трансформатора, он протекает по выходной катушке при продолжительной работе аппарата. Обозначается  I_2н.

Коэффициент трансформации

Соотношением номинального входного и выходного напряжений определяется коэффициент трансформации: К = U_1н/U_2н.

Номинальный коэффициент трансформации определяет соответствие количества витков во вторичной  и первичной катушке.

Номинальный коэффициент мощности (cos φ)

Сos φ (косинус фи) определяется отношением активной мощности трансформатора P к полной S: cos φ = P/S. Это величина, показывающая рациональность расходования электроэнергии с учетом реактивных потерь преобразователя.

Коэффициент полезного действия

КПД электромагнитного устройства представляет отношение активной мощности Р₂, отбираемой от аппарата, к подводимой P1: η = P2/P1. Величина КПД тем больше, чем выше cosφ₂ и коэффициент загрузки β= I₂/I_2н.

Характеристики, определяющие поведение электрической машины

Так называют совокупность параметров, определяющих поведение электрической машины при различных режимах работы. Таковыми являются: пусковой момент, режим короткого замыкания и холостого хода.

Напряжение при коротком замыкании

При измерениях значения закорачивают выводы, а на первичную катушку подается напряжение U_к.  Сила тока на ней не превышает номинала (I_к < I_1ном), а U_к составляет 5–12% от номинальной величины.

Напряжение при холостом ходе

Это значение ненагруженного (I₂=0) трансформатора при поданной номинальной величине U₁ на вход аппарата. При разомкнутой  нагрузке вторичная катушка оказывается обмоткой высшего (ВН) напряжения от взаимоиндукциии, а первичная становится обмоткой низшего (НН) значения. Подобное происходит по причине самоиндукции на ней, направленной против приложенного напряжения.

Ток холостого хода

Он относится к параметрам первичной обмотки и измеряется при  номинальном значении I_1н с ненагруженной вторичной катушкой.

Его величина обычно не превышает 5–10% от номинала I_1н.

Пусковой ток

Он протекает через первичную обмотку  аппарата после включения в питающую сеть. Пиковое значение в несколько десятков раз превышает I_1н. Способами борьбы с переходными процессами в электрической машине считаются:

• увеличение количества витков и эффективной площади сечения магнитопровода;
• подключение к питающей сети в момент максимальной амплитуды импульса (φ = π/2).

Испытательное пробойное напряжение рабочей частоты

Этот параметр трансформатора характеризует электрическую прочность изделия – способность выдерживать повышенное напряжение. Величина испытательного напряжения зависит от класса используемой изоляции. Параметр измеряется подачей высокого U _исп рабочей частоты относительно земли на закороченные выводы обмотки ВВ. Выводы ВН закорачиваются и вместе с магнитопроводом (баком с маслом, металлическими деталями) заземляются.

Внешняя характеристика

Рабочий режим силовой машины задается не только U_1н и К_т, но и активно-реактивной нагрузкой электроприемника, подключенного к выводам вторичной обмотки. Изменяющийся ток в  нагрузке (при электропитании U_1н = const), соответственно, меняет и напряжение на выходе трансформатора. Эта зависимость отражается в коэффициенте нагрузки: Кн = I₂/I_2н.

Потери в режиме холостого хода

Потери мощности ненагруженного электромагнитного устройства состоят из потерь в сердечнике из трансформаторного железа. ЭДС расходуется на нагрев магнитопровода, вихревые токи и гистерезис.

Повышает КПД аппарата применение электротехнической стали с высоким удельным сопротивлением и качественная изоляция пластин магнитопровода лаком, жаростойким покрытием. Помимо «потерь в железе», всегда присутствуют «потери в меди», обусловленные омическим сопротивлением витков электромагнитного устройства.

Потери в режиме короткого замыкания

Короткое замыкание трансформатора при эксплуатации создает экстремальный режим, способный вывести из строя аппарат. При этом вторичный ток а, соответственно, первичный увеличиваются в десятки раз по сравнению с I_н. Поэтому в электрической цепи аппарата предусматривают защиту от сверхтока КЗ, которая автоматически размыкает цепь электропитания.

Технические характеристики электронных трансформаторов

Трансформатор предназначен для использования с галогенными лампами напряжением 12В. Плавный запуск способствует максимальному использованию ресурса лампы. В случае короткого замыкания или перепадов напряжения трансформатор автоматически отключается с последующим самостоятельным перезапуском при исчезновении вышеуказанных недостатков.

Технические условия:

Состав:	электронные высококачественные элементы
Номинал. напряжение:	230V + 6-10% 50/60 Гц
Выход. напряжение:	ac12V 40 кГц Класс защиты II

Артикул	60W	75W	105W	150W	200W	250W
Номинальная мощность	10-60W	20-75W	20-105W	20-150W	20-200W	20-250W
Сила тока	0,26А	0,5А	0,5А	0,7A	0,9А	0,99А
Макс. температура окружающей среды	+40°C	40°C	45°C	45°C	-20 — +60°C	-20 — +60°C
Макс. температура корпуса трансформатора	60°С	60°С	70°С	70°С	80°С	80°С

Защита от перегрева*:	терморегулятор с автоматическим отключением
Защита от КЗ*:	электронный выключатель с автоматическим перезапуском
Защита от возгорания:	встроенная катушка сопротивления
Запуск:	плавный запуск без максимальной нагрузки
Регулирование:	регулирование с фазой отключения диммера
Устранение радио помех:	в соответствии со стандартом EMC
Безопасность:	EN 61046 MM F
Первичная цепь:	min H03VV-F 2×0. 75mm2
Вторичная цепь:	H03V-F 2×1.5mm 2
Длина цепи:	минимальное расстояние от трансформатора до светильника 30 см; максимальная длина вторичной цепи зависит от мощности трансформатора.

Установка и монтаж:

Предупреждение! Установка должна быть произведена квалифицированным электриком. Это гарантировано защитит от поражения электрическим током. При монтаже необходимо избегать пересечения первичной и вторичной линий проводок.

Внимание! Электронный трансформатор не может использоваться как индуктивная нагрузка в люминесцентных и газоразрядных лампах, вентиляторах и т.д. При включении электронного трансформатора в качестве индуктивной нагрузки увеличение напряжения приводит к выходу трансформатора из строя. Все соединения в цепи должны быть надежно изолированы. Мощность диммера должна соответствовать мощности трансформатора.

Индукционные и электронные трансформаторы используются не со всеми типами диммеров.

В процессе работы необходимо создание нормальной вентиляции, которая обеспечит оптимальную температуру окружающей среды и будет способствовать более продолжительной работе трансформатора.

Максимальная длина цепи от трансформатора до последнего светильника зависит от мощности трансформатора.

Трансформатор и его работа, характеристики и применение

Главная > Электрика > Трансформатор и его работа, характеристики и применение

Содержание

• 1 трансформатор
  • 1.1 Первичная обмотка
  • 1.2 Вторичная обмотка
  • 1.3 Коэффициент трансформации трансформатора
• 2 Принцип трансформатора
• 3 характеристики трансформатора
• 4 повышающих и понижающих трансформатора
• 5 применений трансформатора
• 6 Поделись этим:

Трансформатор является очень распространенным и широко используемым электрическим устройством. Он имеет приложения от мини-мобильных устройств, которые могут поместиться в карман, до тяжелых промышленных машин. В этой статье мы собираемся обсудить трансформатор, его принцип работы, его характеристики и области применения.

Трансформатор

Трансформатор представляет собой статическое электрическое устройство, которое передает электрическую энергию из одной цепи в другую с увеличением или уменьшением напряжения и силы тока.

Состоит из двух или более обмоток (катушек), намотанных на неподвижный железный сердечник. Существует два типа обмоток:

• Первичная обмотка
• Вторичная обмотка

Первичная обмотка

Входная обмотка, возбуждаемая изменяющимся током питания, называется первичной обмоткой. Число витков в первичной обмотке обозначают N _p .

Вторичная обмотка

Обмотка трансформатора, которая является выходом трансформатора и соединена с нагрузкой, называется вторичной обмоткой. Число витков вторичной обмотки обозначается N _s .

Коэффициент трансформации трансформатора

Это отношение числа витков вторичной обмотки трансформатора к числу витков первичной обмотки.

Очень важно определить входное и выходное напряжение и ток трансформатора.

Принцип действия трансформатора

Трансформаторы работают в соответствии с законом Фарадея 2 ^и Электромагнитной индукции . это означает, что если катушку поместить в переменное магнитное поле, в катушке будет индуцироваться ЭДС.

Трансформатор работает от переменного тока питания, также известного как переменный ток (AC). Из-за изменения переменного тока в первичной обмотке вокруг нее создается переменное магнитное поле. Это переменное магнитное поле индуцирует ЭДС во вторичной обмотке посредством явления «Взаимная индукция» . Следовательно, происходит передача электрической энергии между двумя обмотками. Первичная и вторичная обмотки соединены магнитно, но электрически изолированы.

Уровни выходного напряжения и тока трансформатора могут различаться в зависимости от количества витков в первичной и вторичной обмотках, но частота остается неизменной.

Характеристики трансформатора

Некоторые характеристики трансформатора приведены ниже:

• Переменное напряжение

Входное и выходное напряжения трансформатора являются переменными. Трансформатор может увеличивать или уменьшать напряжение питания.

В _из  = В _из (N _s /N _p )

• Переменный ток

Ток также является переменной величиной в трансформаторе, которую можно увеличивать или уменьшать.

I _из  = I _из (N _p /N _s )

• Постоянная частота

Трансформатор — это устройство, работающее на постоянной частоте.

Частота входного напряжения и выходного напряжения остается неизменной.

• Постоянная мощность

Мощность трансформатора остается постоянной. Мощность, подаваемая на трансформатор, и мощность, отдаваемая трансформатором, остается неизменной.

P _вх. = P _вых.

V _вх. I _вх. = V _вых. I _{вых. Повышающий и понижающий трансформатор}

В зависимости от входа и выхода напряжение трансформатора, они подразделяются на эти два типа;

1) Повышающий трансформатор

Повышающий трансформатор имеет большее число витков во вторичной обмотке N _s , чем в первичной обмотке N _p . Он увеличивает входное напряжение на коэффициент трансформации трансформатора.

N _s > N _p

Коэффициент поворота > 1 _p )

Коэффициент трансформации повышающего трансформатора больше 1,

2) Понижающий трансформатор

Трансформатор, у которого число витков первичной обмотки N _p больше, чем число витков вторичной обмотки N _s , называется понижающим трансформатором.

Уменьшает входное напряжение на коэффициент трансформации трансформатора.

N _s < N _p

Коэффициент поворота < 1 _p )

Коэффициент трансформации понижающего трансформатора ниже 1,

Применение трансформатора

Трансформатор используется в самых разных электрических и электронных устройствах. Это самое распространенное электрическое устройство. Некоторые из его применений приведены ниже:

• Он используется для увеличения или уменьшения напряжения в цепи.
• Используется для гальванической развязки двух цепей.
• Используется в выпрямителях переменного тока в постоянный для снижения высокого входного переменного напряжения.
• Используется для согласования импеданса
• Трансформаторы тока используются для целей измерения.
• Распределительные трансформаторы используются для снижения уровня напряжения в наших бытовых приборах.
• Стабилизаторы и регуляторы напряжения

 

Вы также можете прочитать:

• Разница между силовым трансформатором и распределительным трансформатором
• Типы электрических машин
• Различия между синхронным и асинхронным двигателем

All About Engineering – очень полезный блог о технике

Recent Posts

Electronic Eng 17 августа 2020 г.

BBS для круглой колонны RCC: эта статья о том, как подготовить график гибки стержней…

Подробнее »

Electronic Eng 17 августа 2020 г.

BBS для RCC Column: Эта статья о том, как подготовить график гибки стержней для …

Подробнее »

Electronic Eng 17 августа 2020 г.

BBS для железобетонной плиты: Эта статья о том, как подготовить график гибки стержней для …

Подробнее »

Electronic Eng 17 августа 2020 г.

BBS для балки из железобетона: график изгиба стержней (BBS), используемый для предоставления подробной информации …

Подробнее »

• Electronic Eng 17 августа 2020 г.

  BBS для круглой колонны RCC: эта статья о том, как подготовить график гибки стержней…

  Подробнее »

• График изгиба стержней для колонны RCC

  Electronic Eng 17 августа 2020 г.

• График изгиба стержней для железобетонной плиты

  Electronic Eng 17 августа 2020 г.

• График изгиба стержня для железобетонной балки

  Electronic Eng 17 августа 2020 г.

• Оценка материала для бетона

  Electronic Eng 17 августа 2020 г.

• Electronic Eng 29 мая 2020 г.

  Различия между номинальным, рабочим и номинальным напряжением Напряжение или разность потенциалов — это разница …

  Подробнее »

• Каковы виды использования и применения диода?

  Electronic Eng 14 сентября 2019 г.

• Идеальный трансформатор и его характеристики

  Электронный инженер 17 июля 2019 г.

• Приборный трансформатор и его типы

  Electronic Eng 16 июля 2019 г.

• Трансформатор и его работа, характеристики и применение

  Electronic Eng 15 июля 2019 г.

• Electronic Eng 2 июня 2020 г.

  Что такое резистор с нулевым сопротивлением и для чего он используется? Эта статья …

  Подробнее »

• Что такое идеальный коммутатор и характеристики идеального коммутатора

  Electronic Eng 31 мая 2020 г.

• Типы схем и преобразователей силовой электроники

  Electronic Eng 29 мая 2020 г.

• Что такое номинальное напряжение, рабочее напряжение и номинальное напряжение

  Electronic Eng 29 мая 2020 г.

• Каковы виды использования и применения диода?

  Electronic Eng 14 сентября 2019 г.

• Electronic Eng 15 августа 2020 г.

  Преобразование единиц измерения

  для гражданского строительства В этой статье мы обсудим различные преобразования единиц измерения для …

  Подробнее »

• Механические свойства материала

  Electronic Eng 15 августа 2020 г.

• Разница между шестернями и звездочками

  Electronic Eng 8 апреля 2019 г.

• Машиностроение против мехатроники

  Electronic Eng 2 марта 2019 г.

• Электронный инженер 29 мая 2020 г.

  Различия между номинальным, рабочим и номинальным напряжением Напряжение или разность потенциалов — это разница …

  Подробнее »

• Каковы виды использования и применения диода?

  Electronic Eng 14 сентября 2019 г.

• Идеальный трансформатор и его характеристики

  Electronic Eng 17 июля 2019 г.

• Приборный трансформатор и его типы

  Electronic Eng 16 июля 2019 г.

• Трансформатор и его работа, характеристики и применение

  Electronic Eng 15 июля 2019 г.

Последние новости

Популярные игры Pin Up

Одной из таких платформ является Pin Up India, которая предлагает ряд захватывающих игровых автоматов, способных удовлетворить разнообразные предпочтения пользователей. Веб-сайт может похвастаться интуитивно понятным интерфейсом, который позволяет игрокам легко ориентироваться на платформе и понимать ее функции и возможности. Независимо от того, являетесь ли вы опытным игроком или новичком, Pin-Up India предлагает увлекательный и удобный опыт, который обязательно вас впечатлит.

Узнать больше

Ставки на 1win — Честный обзор виртуальный спорт, онлайн-казино и покер. Несмотря на то, что в индустрии онлайн-ставок на спорт долгое время доминировала горстка лидеров рынка, 1win удалось зарекомендовать себя как один из самых успешных проектов в этой области.