Курс лекций по строительной механике Лабораторные работы по электронике Лекции по сопромату Курс высшей математики Типовой расчет Начертательная геометрия Лекции по электротехнике Трехфазные электрические цепи

Теория электрических цепей Курсовой расчет по электронике и электротехнике

Трансформаторы

Общие сведения о трансформаторах

  Трансформатор для технических целей впервые был применен П.Н. Яблочковым в 1876 году для питания электрических свечей. Широкое применение трансформаторы получили после того, как М.О. Доливо-Добровольским была предложена трехфазная система передачи электроэнергии и разработана конструкция первого трехфазного трансформатора (1891г.)

  Под трансформатором понимают статическое (т.е. без движущихся частей) электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения одной величины в переменное напряжение другой величины той же частоты.

 Трансформатор состоит из двух и более обмоток, электрически изолированных друг от друга и охваченных общим магнитным потоком. Для усиления индуктивной связи и снижения вихревых токов обмотки трансформаторов (кроме воздушных трансформаторов) размещается на магнитопроводе, собранном из листовой электротехнической стали.

 Обмотка трансформатора, соединенная с источником питания, называется первичной. Все величины, относящиеся к этой обмотке: число витков, напряжения, ток и т.д. - также именуются первичными. Их буквенные обозначения снабжаются индексом 1, например . Обмотка, к которой подключается нагрузка (потребитель электроэнергии), и относящиеся к ней величины называются вторичными. Они снабжаются индексом 2. Различают однофазные (для цепей однофазного тока) и трехфазные ( для трехфазных цепей) трансформаторы. У трехфазного трансформатора первичной или вторичной обмоткой принято называть соответственно совокупность трех фазных обмоток одного напряжения.

 Основные условные графические обозначения однофазного (1, 2, 3) и трехфазного (4, 5, 6) трансформаторов показаны на рис. 10.1. На щитке трансформатора указывается его номинальное напряжение - высшее и низшее, в соответствии с чем следует различать обмотку высшего напряжения (ВН) и обмотку низшего напряжения (НН) трансформатора. Кроме того, на щитке указывается номинальная полная мощность (В×А или кВ×А), токи (А) при номинальной полной мощности, частота, число фаз, схема соединения, режим работы (длительный или кратковременный) и способ охлаждения (воздушный или масляный).

  Если первичное напряжение U1 трансформатора меньше вторичного U2, то он работает как повышающий трансформатор; в противном случае (U1> U2) - как понижающий.

 


2.Принцип работы однофазных трансформаторов

  Принцип работы однофазных трансформаторов рассмотрим по схеме рис.10.2. При действии источника напряжения  в первичной обмотке трансформатора, возникает ток . Далее будем пользоваться действующими значениями используемых физических величин.

  Ток  приводит к появлению магнитодвижущей силы первичной обмотки

   (10.1)

 Магнитодвижущая сила  возбуждает в магнитопроводе магнитный поток   причем

 . (10.2)

 Магнитный поток  индуцирует в первичной обмотке трансформатора ЭДС самоиндукции  , а во вторичной обмотке - ЭДС взаимной индукции .

 


Рис. 10.2

 Замкнем цепь вторичной обмотки. Под воздействием ЭДС взаимной индукции через нагрузку Z2 потечет ток I2 , возникает магнитодвижущая сила F2, и магнитный поток Ф2 , причем

   (10.3)

 Для указанных на рис.10.2 направлений намотки обмоток трансформатора и выбранных положительных направлений токов I1 и I2 магнитные потоки Ф1 и Ф2 встречны. Поэтому в магнитопроводе создается результирующий магнитный поток

  (10.4)

 Этот поток пересекает витки обоих обмоток трансформатора и наводит в них результирующие ЭДС е1 и е2 .

 Помимо основного магнитного потока Ф (по 10.4), в реальном трансформаторе существуют потоки рассеяния первичной  и вторичной  обмоток. Для количественной оценки потоков  и  вводят понятие эквивалентной индуктивности рассеяния так, что

.

  Кроме того, обмотки реального трансформатора обладают активными сопротивлениями R1 и R2 .

 Чтобы учесть перечисленные величины при анализе работы трансформатора переходят к его схеме замещения (рис.10.3).

 Часть схемы, выделенная на рис. 10.3 пунктиром, не имеет активных сопротивлений и потоков рассеяния, а поэтому называется идеализированным трансформатором. К нему применимы все соотношения, полученные в лекции №9. Но для получения простых и наглядных соотношений параметров трансформатора необходимо проделать еще одну трудность.


На главную