структурные элементы схем ПП (2). 2 Лекция Основные элементы схем преобразования энергии

• Название: 2 Лекция Основные элементы схем преобразования энергии
• Дата: 19.09.2020
• Размер: 1.16 Mb.
• Имя файла: структурные элементы схем ПП (2).pptx
• Тип: Лекция; #138656

№2_Лекция : Основные элементы схем преобразования энергии

• План лекции:
• Структурные элементы схемы преобразования
• Классификация схем преобразования
• Основные параметры схемы преобразования

Назначение элементов

Устройство и принцип работы трансформатора

• Трансформатором называется статическое электромагнитное уст­ройство, предназначенное для преобразования переменного тока одного напря­жения в переменный ток другого напряжения той же частоты.
• Основными частями трансформатора являются магнитопровод и обмотки.

Схема трансформатора под нагрузкой

Работа трансформатора

Работа трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции. Если к первичной обмотке трансформатора подвести напряжение при разомк­нутой вторичной обмотке (холостой ход), то по первичной обмотке потечет ток холостого хода Этот ток создаст магнитодвижущуюся силу (МДС) первичной обмотки, имеющей витков, который в свою очередь, создаст в трансформаторе магнитный поток . Большая часть этого потока замыкается по сердечнику, т. к. магнитная проницаемость стали во много раз больше магнитной проницаемости воздуха. Поток в сердечнике сцеплен с обеими обмотками, поэтому в первичной обмотке наводится ЭДС

а во вторичной ЭДС

При подключении первичной обмотки трансформатора к сети синусоидального напряжения, магнитный поток Ф также будет изменяться от времени по синусоидальному закону, т. е.

Тогда ЭДС, согласно закону электромагнитной индукции, будут соответственно равны

Действующие значения этих ЭДС равны

Отношение ЭДС называют коэффициентом трансформации.

Основные уравнения однофазного трансформатора

Уравнения трансформатора, как правило, записываются для идеального трансформатора, в котором отсутствуют: 1) потери энергии в обмотках и в стали сердечника; 2) магнитная проницаемость стали сердечника равна беско­нечности; 3) все линии магнитной индукции проходят целиком по сердечнику и каждая линия сцепляется со всеми витками первичной и вторичной обмоток. Система дифференциальных уравнений, описывающая процессы в транс­форматоре, имеет вид

или с учетом вышеприведенных выражении

в комплексной форме примет вид

Схемы замещения трансформатора

Комплексные уравнения можно представить в более удобной форме с целью составления схемы замещения

где

– эквивалентное сопротивление

Опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатора

Режим холостого хода. Под холостым ходом трансформатора понимают такой режим его ра­боты, при котором к первичной обмотке подводится напря­жение, а вто­ричная обмотка разомкнута (I2). В этом случае система уравнений ТР примет такой вид:

Схема трансформатора при опыте холостого хода

Режим короткого замыкания

Под коротким замыканием трансформатора понимают такой режим работы, при котором его вторичная обмотка замкнута накоротко. В этом случае система уравнений ТР примет вид

Схема трансформатора при опыте короткого замыкания

Сглаживающие фильтры

• Сглаживающий фильтр - это устройство, позволяющее уменьшить пульсации напряжения, получаемые на выходе выпрямителя. Сглаживающими считают фильтры, пропускающие с малым ослаблением постоянную составляющую и с большим ослаблением переменную составляющую.
• Основным из параметров сглаживающих фильтров является коэффициент сглаживания (фильтрации), который определяется отношением коэффициента пульсации на входе фильтра к коэффициенту пульсации на его выходе (рис.):

Форма кривых напряжении с фильтром

Коэффициент сглаживания

• Качество сглаживающих свойств фильтров (коэффициент сглаживания) можно оценить по следующей формуле:
•     где   S - коэффициент сглаживания,
•             Kп.вх - коэффициент пульсации на входе,
•             Kп.вых - коэффициент пульсации на выходе.
•     Для удовлетворения фильтрующих свойств необходимо выполнение условий: 
• U12<

Классификация

Сложные фильтры

Для увеличения КПД и уменьшения потерь выпрямленного напряжения на элементах фильтра широко применяются индуктивно-емкостные (LC) фильтры. На рисунке изображен однозвенный Г-образный LC-фильтр, состоящий из дросселя Др1 и конденсатора Сф1
Вопросы для самоподготовки: 1. Может ли трансформатор преобразовывать электроэнергию постоянного тока в переменный ток? 2. Какую энергию преобразует трансформатор? 3. Какую функцию выполняют обмотки трансформатора? 4. Нарисуйте схему замещения трансформатора. 5. Чему равняется коэффициент трансформатора по напряжению? 6. Чему равен коэффициент трансформатора по току? 7. При холостом ходе трансформатора вторичные обмотки должны быть? 8. При режиме короткого замыкания трансформатора вторичные обмотки должны быть? 9. Напишите уравнение трансформатора в дифференциальной форме. 10. Напишите уравнение трансформатора в комплексной форме.