Призначення та принцип роботи.
Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Призначення та принцип роботи.





Необхідність передачі електричної енергії на велику відстань спричинила створення єдиних енергетичних систем. У лініях електро­передач втрачається від 10 до 15% електричної енергії, що виробляєть­ся. Щоб зменшити ці втрати, треба зменшити силу струму (втрати про­порційні квадрату сили струму), тобто підвищити напругу до сотень тисяч вольт. Підвищення напруги у процесі передачі електроенергії та зменшення її для використання здійснюється трансформаторами. У 1876 p. перший трансформатор побудував російський винахідник П.М.Яблочков.

Трансформатор - це електромагнітний апарат, що перетворює електричну енергію змінного струму з одними параметрами на електричну енергію з іншими параметрами. У трансформаторі перетворюються напруга, струм та початкова фаза. Незмінною залишається частота струму.

Найпростіший трансформатор має магнітопровід (осердя) і обмотки. За кількістю обмоток трансформатори бувають двообмоткові та багатообмоткові. На рис. 1.5.1. наведено будову двообмоткового трансформатора.

 
 

Обмотка із кіль­кістю витків w1 називаєтьсяпервин­ною. До затискачів первинної об­мотки підводиться електрична енергія. На затискачівторинної обмотки вмикається споживач ZН.

Первинна обмотка вмикається на синусоїдну напругу. Змінний струм у первинному колі індукує основний магнітний потік Ф, що замикається у магнітопроводі, та потік розсіяння Фр1, що зами­кається у повітрі. Змінний магнітний потік Ф індукує ЕРС самоіндукції у первинній та вторинній обмотках. Якщо до вторинної обмотки увімк­нути навантаження, то почне протікати струм І2 і виникне потік роз­сіяння вторинної обмотки Фр2, що замикається у повітрі.



Основний магнітний потік індукує ЕРС у первинній та вторинній обмотках:

Ці ЕРС збігаються за фазою та відстають від потоку на π/2.

Якщо U1> U2 ,то трансформатор називається знижуючим, а при U1 <U2 - підвищуючим.

Важливою характеристикою трансформатора єкоефіцієнт транс­формації, котрий у звичайному випадку визначається як відношення вищої напруги до нижчої в режимі холостого (неробочого) ходу.

Коефіцієнт трансформації для знижуючого трансформатора

(1.5.1.)

 

Із цього випливає, що трансформатор підвищує напругу і разом з тим знижує струм (та навпаки).

Первинне та вторинне кола трансформатора зв'язані тільки магнітним зв'язком, тобто кола електричне роз'єднані. Ця властивість трансформаторів використовується у роздільних трансформаторах, що мають КТ =1.

Режими роботи трансформатора.

Неробочим ходом (режимам холостого ходу) називається режим, за якого вторинне коло трансформатора розімкнене (навантаження вимкнене), тобто ZН = ∞, І2 =0.

Робота трансформатора у цьому режимі нагадує увімкнення котушки із сталевим осердям на синусоїдну напругу.

Струм первинного кола позначається Іо і називається стру­мом неробочого (холостого) ходу.

Потік розсіяння Фр1 дуже мало зв'язаний із магнітним осердям, про­порційний струмові та збігається з ним за напрямком.

Струм неробочого (холостого) ходу дуже малий і не перевищує кількох відсотків від номінального первинного струму.

Режим навантаження здійснюється, коли на вторинну обмотку увімкнено навантаження ZН. У вторинному колі протікає струм І2. У цьому разі маємо три потоки:

Ф — основний магнітний потік,

Фр1 — потік розсіяння первинної обмотки,

Фр2 — потік розсіяння вторинної обмотки.

Треба відрізняти режим короткого замикання від досліду короткого замикання. Дослід короткого замикання проводять при зниженій первинній напрузі. Режим короткого замикання — це аварійний режим роботи трансформатора. У режимі короткого замикання напруга первинної обмотки дорівнює номінальній, а опір навантаження дорівнює нулеві.

В аварійному режимі короткого замикання встановлюються великі струми короткого замикання в обмотках. Їх значення настільки великі, що призводять до виходу з ладу обмоток трансформатора.

 

Конструкція трансформатора.

Для зменшення втрат від вихрових струмів осердя трансформатора набирається із листів електротехнічної сталі завтовшки 0,35...0,5мм, тобто осердя трансформатора роблятьшихтованим. Сталь у своєму складі має кремній, що підвищує електричний опір і не впливає на магнітний опір.

 
 

Магнітопровід (осердя) трансформатора (рис. 1.5.1) буває трьох типів:

 

 

— стержньове,

— броньове,

— тороїдне.

Стержньове осердя набирається із П - подібних ізольованих пластин трансформаторної сталі.

Позначається стержньове осердя як П20х45,

де П — тип осердя,

20 — ширина стержня,мм,

45 — товщина пакета,мм.

Броньове осердя набирається із Ш - подібних пластин. Обмотки розташовуються концентричне на центральному стержні.

У позначенні Ш20х45,

Ш — тип осердя (броньовий),

20 — ширина центрального стержня, мм,

45 — товщина пакета, мм.

Тороїдне осердя менш технологічне. Звичайне тороїдне осердя виготовляється нешихтованим. Позначається осердя цього типу таким чином:

О60 х 40 х 10,

де О — тип осердя (тороїдне),

60 — зовнішній діаметр тора,мм,

40 — внутрішній діаметр осердя,мм,

10 — висота тора,мм.

Осердя усіх типів можуть виготовлятися із феромагнітної стрічки (рис. 1.5.2.). Це більш технологічне виконання. У цьому разі до позначень додається літера „Л”.

Наприклад: ПЛ, ШЛ, ЛО.

 

 
 

Трифазні трансформатори

 
 

Трифазний струм можна трансформувати трьома однофазними або одним трифазним трансформатором. На рис. 1.5.3. наведено схематичне зображення трифазних трансформаторів, що з'єднані Y/Y та Y/∆. Звичайно первинна обмотка позначається великими літерами, а вторинна малими. Початки обмоток позначаються А, В, С, а, в, с, кінці — X,Y,Z,x,y,z.

 

Стандартом нормується кілька схем з'єднання. Приклад по­значення:

Y/Y —12 — „зірка” — „зірка”,

Y/∆ — 11 — „зірка” — „трикутник”,

Y/Yo —12 — „зірка” — „зірка” із нулем.

Числа 11 і 12 показують групу з'єднання та характеризують взаємне розташування векторів вищої та нижчої лінійної напруги. Кут між век­торами первинної та вторинної лінійної напруги дорівнює куту між го­динною та хвилинною стрілками у визначений час. Коли група є 12, цей кут дорівнює 360°, при 11 — 330°.

 









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.