Трансформаторы Трансформатор — электротехническое устройство предназначенное для

Трансформаторы

Трансформатор - электротехническое устройство, предназначенное для преобразования посредством магнитного поля электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока другого напряжения при условии сохранения неизменной частоты. 2

Устройство трансформатора Рис. 39. Устройство однофазного трансформатора Первичная обмотка подключается к источнику питания, а к вторичной обмотке подключаются приемники. 3

Классификация Специального назначения измерительные, сварочные, согласующие Силовые однофазные и трехфазные По назначению повышающие и понижающие Силовой трансформатор

На электростанциях генераторы вырабатывают электрическую энергию напряжением 15, 20 к. В. По ЛЭП энергия передается при напряжениях 110… 220 к. В, 220… 500 к. В, 500… 750 к. В. Распределение энергии по районам выполняют при напряжении 6… 35 к. В, а непосредственно до потребителя она доводится при напряжениях 127, 220, 380, 660 В (рис. 1. 1). Передача Производство Распределение 110 -220 к. В 220 -500 к. В Потребление 500 -750 к. В 15, 20 к. В 35, 6 к. В 660, 380, 220, 127 В Рис. 1. 1 На каждом из этих этапов необходимо выполнять многократное преобразование электрической энергии одного напряжения в электрическую энергию другого напряжения. Решить эту задачу наиболее просто можно только при использовании переменного тока с помощью электрических устройств — трансформаторов. 5

Принцип действия трансформатора Мгновенные значения ЭДС первичной и вторичной обмоток (в соответствии с явлением электромагнитной индукции) имеют вид: где (1) амплитудное значение магнитного потока; получим: (2) Где E 1, E 2 действующие значения ЭДС первичной и вторичной обмоток. 6

Разделив E 1 на E 2 получим величину коэффициента трансформации n: При n >1 – понижающий трансформатор n < 1 – повышающий трансформатор Цепи обмоток трансформатора (рис. 39) представлены активными сопротивлениями – R 1 и R 2, а также индуктивностями L 1 и L 2, которые обусловлены потоками рассеяния первичной обмоток. и вторичной При напряжении генераторов электрических станций 15 -24 тысяч В, сечение проводов (S) и потери мощности в проводах высоковольтных линий (при передаче на большие расстояния) были бы слишком велики. 7

Коэффициент трансформации n < 1 • повышающий трансформатор n > 1 • понижающий трансформатор Использование:

Лекция 8 9

60

Схемы замещения приведённого трансформатора n' n Рис. 40, a. Принципиальная схема приведенного трансформатора n m Рис. 40, б. Схема замещения приведенного трансформатора 11

12

63

1 β 68

Режимы работы трансформатора Номинальный Ul = Ulном I 1 = I 1 ном Рабочий U 1 Ulном Холостого хода I 2 = 0 Короткого замыкания U 2 = 0

* * W PW A V V а б Рис. 42 Принципиальная схема опыта холостого хода трансформатора (а); упрощенная схема замещения (б). 16

17

67

* W * PW A A V а б Рис. 43. Принципиальная схема опыта короткого замыкания трансформатора (а); упрощенная схема замещения (б) 19

73

Рис. 44 Схема цепи вторичной обмотки обычного трансформатора и её параметры 74

75

3 1 2 0 1 Рис. 45. Внешние характеристики трансформатора : В большинстве случаев нагрузка трансформатора является активной или активноиндуктивной, поэтому с увеличением нагрузки напряжение U 2 на ней уменьшается. 23