Трансформаторы силовые

Трансформатор статический электромагнитный аппарат переменного тока преобразует электрическую энергию с одними значениями тока и напряжения в электрическую энергию иными значениями этих величин.

Трансформаторы бывают общего и специального назначения, одно и многофазные, стержневые и броневые, двух и многообмоточные, сухие и масляные, с естественным и принудительным охлаждением.

Однофазный двух обмоточный трансформатор стержневого типа (Рис.21) имеет обмотку высшего напряжения (ВН) с большим числом витков изолированного медного или алюминиевого провода меньшего сечения, состоящую из двух одинаковых частей, и такую же обмотку низшего напряжения (НН) с меньшим числом витков аналогичного провода большего сечения.

Различие сечений проводов, которые могут быть круглыми или прямоугольными, обусловлено неодинаковыми значениями токов, протекающих в обмотках трансформатора, питающего нагрузку Z.

Обе части обмоток соединяются между собой последовательно или параллельно и располагаются на гильзах или каркасах из электрокартона, которые укрепляются на стержнях замкнутого ферромагнитного сердечника. Выводы обмоток ВН – А,Х, НН – а,х.

Сердечник трансформатора собирается из тонких, изолированных друг от друга листов слабоуглеродистой электротехнической стали.

Для трансформаторов малой мощности применяют квадратное или прямоугольное сечение, а для трансформаторов средней и большой мощности крестообразное или многоступенчатое сечение, позволяющее уменьшить расход провода.

Помимо магнитопровода и обмоток в конструкцию трансформатора входят металлический кожух, панель с зажимами и крепежные детали. Для предохранения изоляции от недопустимого перегрева предусматривается охлаждение их окружающим воздухом или трансформаторным маслом.

При подведении синусоидального напряжения к обмотке ВН с числом витков w₁ в ней возникает переменный ток I₁, обусловливающий намагничивающую силу I₁w₁, которая возбуждает магнитный поток Ф, который наводит в первичной обмотке э.д.с. самоиндукции

e=- w₁ΔΦ/Δt,

этот же поток наводит в обмотке НН с числом витков w₂ э.д.с. взаимоиндукции

e=-w₂ΔΦ/Δt.

Отношение Е₁/Е₂=w_1/w₂=к –коэффициент трансформации.

Включение нагрузки Z сопровождается появлением тока I₂ во вторичной обмотке с намагничивающей силой I₂w₂, которая в соответствии с правилом Ленца противодействует намагничивающей силе первичной обмотки и вызывает появление магнитного потока Ф2, что приводит к увеличению тока в первичной обмотке.

Таким образом, трансформатор обладает свойством саморегулирования.

Переменный ток

Получение переменного тока.

Простейшим генератором переменного тока может служить виток, вращающийся в равномерном магнитном поле (Рис.22).

По закону электромагнитной индукции Фарадея э.д.с. индуцируемая в витке e=B2lvsinα, где

2l - длина двух рабочих сторон витка;

α – угол между направлением магнитных силовых линий и направлением движения витка в рассматриваемый момент времени.

Полученная зависимость э.д.с. от угла α или времени t графически изображается синусоидой. Э.д.с., токи и напряжения называется синусоидальными.

Основные параметры переменного тока(Рис.22).

Период (Т) – промежуток времени в течении которого ток, напряжение или э.д.с. совершает полный цикл изменений, т.е. примет все возможные для него значения.

Частота – величина обратная периоду, определяет число периодов в секунду. f=1/t [Гц]

Амплитуда – наибольшее значение тока, напряжения или э.д.с.

Em; Im; Um

Ток, напряжение или э.д.с., действующие в цепи переменного тока в каждый момент времени, называются мгновенными значениями e; u; i

Под действующим значением переменного тока понимают силу такого постоянного тока, который проходя по проводнику в течении некоторого времени выделит в нем такое же количество тепла, что и данный переменный ток. E; I; U

При синусоидальном токе I=Im/√2=0,71Im; Im=I√2=1,41I