Трансформатор – статическое электромагнитное устройство, имеющее две (или более) индуктивно связанные обмотки и предназначенное для преобразования посредством явления электромагнитной индукции первичной системы переменного тока во вторичную. Вторичная система может отличаться от первичной: значениями напряжения и тока, числом фаз, формой кривой напряжения (тока), частотой.
По назначению трансформаторы подразделяются на силовые и специальные. Наибольшее применение в электротехнических установках имеют силовые трансформаторы, посредством которых изменяют значения переменного напряжения и тока.
Простейший силовой трансформатор состоит из магнитопровода, выполненного из ферромагнитного материала, и двух обмоток, расположенных на его стержнях. Магнитопровод изготавливается обычно из листовой электротехнической стали толщиной 0,5 мм, а обмотки из медных или алюминиевых проводов круглого или прямоугольного сечений от 0,02 до 60 мм2 .
Магнитопровод с насаженными на его стержни обмотками является активной частью трансформатора. Остальные элементы трансформатора называют неактивными (вспомогательными) частями.
Первичная обмотка присоединяется к источнику переменного тока на напряжение U 1, а ко вторичной обмотке – нагрузка потребителя (рисунок 15). Обмотки не имеют электрической связи друг с другом, и мощность из одной обмотки в другую передается электромагнитным путем. Магнитопровод служит для усиления индуктивной связи между обмотками.
Рисунок 15 – Электромагнитная схема однофазного трансформатора
При подключении первичной обмотки к источнику переменного тока в ее витках протекает переменный ток i 1, который создает в магнитопроводе магнитный поток Ф. Этот поток сцепляется с обеими обмотками и индуцирует в них ЭДС: в первичной обмотке ЭДС самоиндукции , а во вторичной – ЭДС взаимоиндукции ,
где ω1 и ω2 – число витков в первичной и вторичной обмотках.
При подключении нагрузки к выводам вторичной обмотки в этой цепи создается ток i 2 под действием ЭДС е2, и на выводах вторичной обмотки устанавливается напряжение U 2.
Трансформатор – это аппарат переменного тока. Если первичную обмотку подключать к источнику постоянного тока, то магнитный поток в магнитопроводе также будет const как по величине, так и по направлению , в обмотках не будет наводиться ЭДС, и электроэнергия из первичной цепи не будет передаваться во вторичную.
В «повышающих» трансформаторах U 2 > U 1, а в «понижающих» U 2 < U 1.
Величины е1 и е2, наводимые в обмотках трансформатора, зависят от количества витков первичной ω1 и вторичной ω2 обмоток. Поэтому, применяя обмотки с требуемым соотношением витков, можно изготовить трансформатор на любое отношение напряжений.
Обмотку трансформатора, подключенную к сети с более высоким напряжением, называют обмоткой высокого напряжения (ВН), а обмотку, присоединенную к сети меньшего напряжения – обмоткой низшего напряжения (НН).
Свойства трансформатора определяются его параметрами:
1) номинальным первичным линейным напряжением , В;
2) номинальным вторичным линейным напряжением
(напряжение на выводах вторичной обмотки при отключенной нагрузке
и номинальном первичном напряжении), В;
3) номинальными линейными токами в первичной и
вторичной обмотках, А;
4) номинальной полной мощностью , кВА:
для однофазного трансформатора ,
для трехфазного - .
Номинальные линейные токи однофазного трансформатора вычисляют по номинальной мощности трансформатора:
(20)
где S ном – номинальная мощность трансформатора, ВА.
Дата: 2019-07-24, просмотров: 233.