Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

През 1831 г. английският физик Майкъл Фарадей открил събитие с електромагнитна индукция. Тя е в основата на работата на електрическия преобразувател. Когато прави изследвания в областта на електроенергията, Фарадей описва в своите бележки опит, в който завинтва петнадесет сантиметра и два сантиметра дебел на железен пръстен с две медни жици, дълги петнайсет и осемнадесет сантиметра.

Историята на трансформатора

Образът на бъдещия трансформатор на диаграмата е открит за първи път през 1831 г. в творбите на М. Фарадей и Д. Хенри. По-късно G. Rumkorf изобретява индукционна намотка със специална конструкция, която всъщност е първият трансформатор.

Братята Хопкинсън създадоха теорията на електромагнитните вериги. Първо се научили да преброяват магнито-веригите. Но те не разбраха едно нещо: това устройство има свойството да променя напрежението и тока, а именно да променя променливия ток към постоянен ток, което прави трансформаторът. Ъптън, асистентът на Едисон, препоръча ядрата да бъдат направени в диаманти, от отделни метални листове, така че вихровите токове да бъдат локализирани.

Охлаждането с масло влияе на надеждната работа на преобразувателя към по-добро. Swinburn понижи трансформатора в керамичен съд, напълнен с масло, което значително увеличи надеждността на изолационната намотка.

През 1928 г. в Московския трансформаторен завод е започнато производство на силови трансформатори в СССР. В началото на 1900-те години, металургичният учен Р. Хедфийлд, на базата на своите експерименти, открил, че различни добавки влияят върху свойствата на желязото. В хода на по-нататъшни експерименти той разработи първата стоманена сонда, която включва силиций. Следващата стъпка в производството на ядра беше да се установи фактът, че с комбинирания ефект на валцуването и нагряването на стомана, съдържаща силиций, се появяват елементарни нови магнитни свойства: магнитното обогатяване се увеличава с 50%, разходите за хистерезис намаляват с 4 пъти, а магнитното проникване се увеличава в 5 пъти.

Цел и приложение

Трансформаторът е статичен електромагнитен преобразувател с две или повече стационарни намотки, който е предназначен да преобразува електрически параметри с електромагнитна индукция. Трансформаторите се използват в енергийните системи за пренос на електроенергия от електроцентрала до потребител и в различни електрически инсталации за получаване на напрежения от желаната стойност.

Тази статия дава пример за прост трансформатор с ниска мощност, който често се използва в устройства за автоматизация, измервателна и изчислителна техника и различни устройства.

Трансформаторно устройство

Фиг. 1 Електромагнитна верига на еднофазен трансформатор в работен режим .

Първична и вторична намотка

Трансформаторът има две намотки:

  • първична (I) - на която доставяме електрическа енергия;
  • вторичен (II) - към който монтираме приемника на мощност.

Може да бъде високо (vn) и ниско (n.) Напрежение

В случая, когато вторичното напрежение е по-малко от първичното напрежение, понижаващият трансформатор преобразува електроенергията от 380 V до 220 V, ако се случи обратното, след това на увеличаващия се трансформатор.

Нека погледнем отблизо какво прави трансформаторът и как е подреден, както е показано на фигура 1.

Принцип на действие

Прилагаме променливо напрежение U1 към намотката на полето, тъй като намотката има съпротивление и се генерира електрически ток. Токът, преминаващ през намотките, индуцира магнитно-двигателна сила, а магнитомоторната сила предизвиква магнитен поток. Магнитният поток минава през сърцевината, преминавайки през всички завои на първичната и вторичната намотки. В този случай магнитният поток (FT) е основният, т.е. работният. Втората (по-малка) част от потока е затворена с въздух, преминаващ само през завоите на първичната намотка, и е разсейващият поток Фs1.

Ако вторичната верига (захранвана от вторичната (II) намотка) е отворена, тогава, разбира се, няма ток, няма възможност за образуване на магнитно поле. Но тук затворихме (II) веригата, токът мина през него. Това означава, че се образува магнитно поле, което от своя страна създава два магнитни потока:

  • 1 поток - в ядрото;
  • 2 поток - затваря въздуха.

Това означава, че дисперсионният поток също е индуциран около (II) намотки. Разсейващите потоци са подобни на магнитния поток на самоиндукция, който създава ток в една или друга бобина на индуктивност и различен проводник. Потоците са вредни. При прилагане на правилата за електромагнитна индукция, когато основният магнитен поток се променя, ЕДС се индуцира (I) E1 и в (II) E2 намотки.

Тъй като по спиралата (I) с броя на завъртанията w1 и през (II) на спиралата с броя на завъртанията w2, преминават същите основни потоци, тогава, във всеки завой на двете спирали, се предизвиква ЕДС, равна на стойност. Така, Es1 = ew1 и Еs2 = ew2, от това следва, че K е коефициентът на промяна на трансформатора.

Потокът на разсейване предизвиква сила на електромоторно разсейване в първичната намотка Es 1. Следователно напрежението, приложено към (I) намотката на трансформатора U1, трябва да съответства на спадането на напрежението в токовото съпротивление I1 r1 (I) на намотката, дисипацията на електрозадвижващата сила Esl и ЕДС на главния поток.

При разединена (II) верига, Es 1 и I1, r1 са незначителни, което означава, че електромоторната сила Е1, индуцирана в намотката (I), напълно оправдава приложеното напрежение U1. При отваряне на верига ЕМ Е2 (II), електрическият ток престава да тече, но ако затворите намотката (II) чрез свързване на електрически приемници, тогава под въздействието на (II) ЕМП (II) на веригата, токът, преминаващ към трансформатора (I), сменя захранването (II) ) и прилагани към приемниците на електроенергия.

Ако не вземете предвид загубата, можете да приемете, че подходяща мощност E1I1 е почти равна на (II) мощност E2I2 (I1 и I2 - (I) и (II) трансформаторни токове). Това означава, че когато се променят (I) и (II), токовете са приблизително обратно пропорционални на номерата на съответните намотки. (Ii) токът I2, протичащ в спирала, създава амперна спирала I2 w2, преминаваща в същата трансформаторна верига като ампер-завоя (I) на спиралата. Това означава, че при натоварване основният електромагнитен поток ще бъде ориентиран към съвместното действие на амперовите обороти l1 w1 (I) и амперообразуванията I2 w2 (II) на намотките.

Съгласно закона Joule-Lenz, електрическият индукционен ток във вторичната намотка е концентриран по такъв начин, че забавя промяната в електромагнитния поток. Промяната на електромагнитния поток се задейства от първичните амперни обороти на l1 w1. Необходимо е токът II да тече в такава посока, че образуваните ампер-спирали да работят в обратна посока от I намотката. Спадът на главния магнитен поток, дължащ се на загубата на магнитното действие на II ампер-спиралите, ще предизвика спад в индукционната и електромоторната сила в първата намотка.

В случая, когато напрежението, подавано към клемите I на намотката, е постоянно, когато пада, то не изравнява напрежението, поради което токът се повишава до параметрите, при които се възобновява равенството на напреженията. В този случай главният магнитен поток трябва да поддържа параметрите, равни на големината на основния поток в свободния ход. При всякакво натоварване на преобразувателя, напрежението U1 трябва да съответства на електрозадвижващата сила Е1 (падението на напрежението в I намотката се игнорира).

Необходимо е основният електромагнитен поток Ft да остане постоянен при различни натоварвания на трансформатора. Токът I1 в (I) намотката трябва да компенсира въздействието на амперните завои, които възникват, когато токът I2 в (II) намотка. Напрежението в изводите (I) на намотката винаги е по-малко от ЕМЕ Е2 в резултат на намаляване на напрежението при активното и реактивно противодействие на вторичната намотка.

Класификация и сортове

Трансформаторите са без масло и без масло . При устройства, съдържащи масло, работната част (намотка и магнитна система) е в резервоар, напълнен с трансформаторна течност. Работната част на сухите трансформатори се охлажда с помощта на околния въздух. Енергийната скала на енергийното масло е от 10 kVA до 630 хиляди kVA, а сухата скала е от блокове VA до 1600 kVA.

Енергийните еднофазни трансформатори с капацитет 4 kVA и по-малко и трифазни - 5 kVA и по-малко са свързани с устройства с ниска мощност. Те често се използват в трансформационни, домакински уреди, електронно оборудване.

Маслени маркировки

  • ТМ - трифазно масло;
  • О - има една фаза;
  • H - има възможност за управление на напрежението по време на работа;
  • P - наличието на отделна намотка;
  • D - охлаждане с издухване на масло (раздуване на трансформаторни топлообменници с вентилатори);
  • C - охлаждане на ротационното масло чрез изтегляне от резервоара и охлаждане с въздух или вода.

След това напишете числата, които показват силата и първото напрежение.

Да предположим: ТМ - 1000/10 е трансформатор, който работи с масло, с (P) капацитет от 1 000 kVA, 10 kV. Сухите трансформатори са обозначени:

  • TSZ - трансформаторът има три фази, сух, защитен. Предлагат се с капацитет от 10 до 1600 kVA;
  • HV (високо напрежение) - 380, 500, 660, 10 хил. V;
  • LV (ниско напрежение) - 230 и 400 V.

Продават се устройства с малка мощност с голям брой серии, видове и размери. Трансформаторите, които измерват ток и напрежение, често са включени в захранването. С помощта на токови трансформатори е възможно да се осигури безопасна работа на веригите на релейните защити и да се определи количеството ток със специални устройства. Техният паспортен вторичен ток е 1 и 5 А.

Първичният ток е в диапазона от 5 А до 24000 А с усилена работа на тази мрежа от 0, 4 до 24 kV. Трансформаторите на ток и напрежение се произвеждат в серии 35, 110, 220, 330, 500, 750 kV.

Основна нотация:

  • Т - токов трансформатор;
  • P - преминаване;
  • L - еднокомпонентна изолация от смола;
  • М - заема малко място;
  • О - едноверижен;
  • H - монтиран;
  • W - използване на гуми;
  • Y е мощен;
  • К - вградени в сложни трансформаторни станции.

ТН се използват в електрически вериги с постоянен ток с напрежение от 0, 4 до 1150 kV за захранване на дефиниращите устройства и вериги за релейна защита. HPs до 35 kV се прилагат в мрежи със защитена неутралност. Клас на надеждност 0.5; 1 и 3 съответства на най-голямата грешка в% измерено паспортно напрежение 0.5%; 1%; 3%.

TN се разделят на сухи и масло . Легенда TN:

  • Н - трансформатор на напрежение;
  • O - единична фаза;
  • C - сухо изпълнение;
  • М - охладено масло;
  • - заземяване чрез изхода на първичната намотка;
  • K - компенсация на ъгловата грешка на трансформатора;
  • L - изпълнение с отливка;
  • E - за монтаж на багери.

NOS, NOL, ZNOL тип трансформатори - сухи, НОМ, НОМ, НТМК, НТМИ, ЗНОМ - масло охлаждано чрез естествено охлаждане.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Инструменти