Принцип действия трансформатора и его уравнения. Коэффициент трансформации.
Трансформатор –это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного (синусоидального) тока одного напряжения в переменный ток др. напряжения той же частоты.
По числу фаз трансформаторы подразделяются на однофазные и трехфазные. Каждая фаза трансформатора имеет первичную обмотку, к которой энергия подводится от источника и вторичную обмотку, с которой энергия поступает к потребителю. Конструкция: Однофазный трансформатор имеет замкнутый ферромагнитный сердечник, на который намотаны первичная и вторичная обмотки с числом витков W1 и W2. Для уменьшения вихревых токов ферромагнитный сердечник набирается из отдельных пластин электротехнической трансформаторной стали толщиной 0,35 или 0,5 мм.
Принцип действия: Работа трансформатора основана на законе электромагнитной индукции. При подключении первичной обмотки к источнику переменного тока в витках этой обмотки протекает переменный ток I1, который создает в сердечнике (магнитопроводе) переменный магнитный поток. Замыкаясь в сердечнике, этот поток сцепляется с первичной и вторичной обмотками и индуцирует в них ЭДС, пропорциональные числу витков W
Схема однофазного трансформатора
В первичной обмотке ЭДС самоиндукции
во вторичной обмотке ЭДС взаимоиндукции 
Активное и полное сопротивления первичной обмотки трансформатора обозначаются R1 и Z1, а вторичной -R2 и Z2.
|
|
|
Работа трансформатора в общем случае описывается системой уравнений:
U1 = -E1 + R1I1 + jX1I1 = -E1 + Z1I1 (1)
E2 = U2+ R2I2 + jX2I2 = -U2 + Z2I2 (2)
W1I1 + W2I2 = W1I0, (3) где I0 – ток холостого хода.Соотношение ЭДС обмоток называется коэффициентом трансформации
.
Если 
, то вторичная ЭДС меньше первичной и трансформатор называется понижающим, при 
– трансформатор повышающий.
Режимы работы трансформатора. Потери мощности в трансформаторе. КПД. Внешняя характеристика трансформатора.
Режимы работы трансформатора.
а) режим холостого хода-режим. Работает при разомкнутой вторичной обмотке.
I*2=0.I1=I0
На основе этого режима создан опыт холостого хода-испытание трансформатора при разомкнутой цепи вторичной обмотки и номинальном первичном напряжении. Этот опыт служит для определения коэффициента трансформации и мощности потерь в магнитопроводе трансформатора.
б)режим короткого замыкания - аварийный режим, так как трансформатор сильно нагревается и перегрев может вызвать его разрушение. На основе этого режима создан опыт короткого замыкания - испытание при короткозамкнутой цепи вторичной обмотки и номинальном первичном токе. Служит для определения параметров трансформатора: мощность потерь в обмотках, внутреннего падения напряжения.
|
|
|
в)режим нагрузки тарнсформатораназся такой режим его работы,когда вторичная обмотка подключена на сопротивление нагрузки Z
Потери мощности в трансформаторе. КПД трансформатора.
Мощность Р1, потребляемая трансформатором из сети в режиме нагрузки определяется по формуле:Р1 = Р2 + ΣР = Р2 + Р0 + Рм,
где Р2 - мощность нагрузки;
ΣР – суммарные потери трансформатора (в стали Р0 и меди Рм).Коэффициент полезного действия трансформатора 
имеет максимальное значение при равенстве потерь в проводах обмоток и потерь в стали сердечника Р0=Рм.
Зависимость КПД от мощности нагрузки представлена на рис. 12.
Трансформатор конструирует так, чтобы 
имел место при наиболее вероятной нагрузке составляющей (0,5 – 0,75) Р2 ном..
Внешняя характеристика трансформатора. Реакция якоря.
Внешняя характеристика трансформатора представляет собой зависимость между вторичным напряжением и током нагрузки при заданном первичном напряжении 
при 
.
Изменение вторичного напряжения определяют в процентах
При активной индуктивной нагрузке внешняя характеристика имеет вид падающей, т.к. влияние магнитного потока, образованного током нагрузки, размагничивающее.
|
|
|
При емкостной нагрузке – влияние намагничивающее.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 825; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!