автотранс. Основные элементы конструкции трансформатора и принцип действия автотрансформатора
 Скачать 0.85 Mb.
|
|
Краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Комсомольский-на-Амуре судомеханический техникум имени Героя Советского Союза В.В.Орехова Экзамеционная работа по электротехнике и электроникеТема: «Основные элементы конструкции трансформатора и принцип действия автотрансформатора» Выполнил: Студент гр. ОНП-21 Хисматуллин Е.А Субботин В.Ю Проверил: Науменко Н.Б Комсомольск-на-Амуре Содержание. 1. Роль и значение трансформатора. с. 3 2. Принцип действия трансформатора. с. 3 3. Конструкция трансформатора. с. 4 4. Конструктивные части трансформатора. с. 4 5. Автотрансформаторы. с. 5 6. Список используемой литературы. с. 8 Роль и значение трансформатора. Трансформатором называют электромагнитное статическое устройство, предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию другого напряжения. Это устройство чаще всего состоит из двух (а иногда и большего числа) взаимно неподвижных электрически не связанных между собой обмоток, расположенных на ферромагнитном магнитопроводе. Обмотки имеют между собой магнитную связь, осуществляемую переменным магнитным полем. Ферромагнитный магнитопровод предназначен для усиления магнитной связи между обмотками.  Обмотка трансформатора, потребляющая энергию из сети, называют первичной обмоткой, а обмотка, отдающая энергию в сеть,- вторичной. Если вторичное напряжение меньше первичного, то трансформатор называется понижающим, а если больше – повышающим. В зависимости от включения тех или иных обмоток к сети каждый трансформатор можнт быть как повышающим, так и понижающим. Принцип действия трансформатора. Принцип действия трансформатора основан на явлении взаимной индукции. Если одну из обмоток трансформатора подключить к источнику переменного напряжения, то по этой обмотке потечёт переменный ток, который создаст в сердечнике переменный магнитный поток Ф. Этот поток сцеплен как с одной, так и с другой обмоткой и, изменяясь, будет индуцировать в них ЭДС. Так как в общем случае обмотки могут иметь различное число витков, то индуцируемые в них ЭДС будут отличаться по значению. В той обмотке, которая имеет большее число витков W, индуцируемая ЭДС будет больше, чем в обмотке, имеющей меньшее число витков. В трансформаторе происходит изменение параметров энергии: подводимая к первичной обмотке от сети электрическая энергия с напряжением U1 и током I1 посредством магнитного поля передаётся во вторичную обмотку с напряжением U2 и током I2.  Конструкция трансформатора. Магнитопровод. Магнитопровод является конструктивной основой трансформатора. Он служит для проведения основного магнитного потока. Для уменьшения магнитного сопротивления по пути потока, а следовательно и уменьшения МДС и тока, необходимых для создания потока, магнитопровод выполняется из специальной электротехнической стали. Так как магнитный поток в трансформаторе изменяется во времени, то для уменьшения потерь от вихревых токов в магнитопроводе он собирается из отдельных электрически изолированных друг от друга листов. Толщина листов выбирается тем меньше, чем выше частота питающего напряжения. При частоте 50 Гц толщина листов стали принимается равной 0,35-0,5 мм. Изоляция листов осуществляется чаще всего с помощью лаковой плёнки, которая наносится с двух сторон листа. Обмотки. По способу расположения на стержне, обмотки трансформатора подразделяются на концентрические и чередующиеся. Концентрические обмотки выполняются каждая в виде цилиндра и располагаются на стержне концентрически относительно друг друга. Высота обеих обмоток, как правило, делается равной. В силовых трансформаторах нашли применение главным образом концентрические обмотки, которые по характеру намотки можно подразделить на цилиндрические, винтовые, спиральные. Цилиндрической обмоткой называется обмотка, витки которой наматываются вдоль стержня впритык друг к другу. При большом числе витков обмотка подразделяется на две концентрические катушки, между которыми оставляется канал для охлаждения. Винтовая обмотка состоит из витков, которые составлены из нескольких параллельных проводников прямоугольного сечения, расположенных в радиальном направлении один относительно другого. намотка витков этой обмотки выполняется, как у и у цилиндрической обмотки, по винтовой линии. Спиральной обмоткой называется обмотка, составленная из ряда расположенных по высоте стержня и соединенных последовательно катушек, намотанных по плоской спирали, с радиальными охлаждающими каналами между всеми или частью катушек. Конструктивные части трансформатора. Основным типом силового трансформатора является масляный трансформатор. Сухие трансформаторы применяются в установках производственных помещений, жилых и служебных помещений, т.е. там, где применение масляных трансформаторов в следствии их взрыво и пожароопасности недопустимо. В сухих трансформаторах охлаждающей средой служит проникающий к обмоткам и магнитопроводу атмосферный воздух. У масленого трансформатора выемляна его часть, являющаяся по существу собственно трансформатором. Погружается в бак с маслом. К выемной части относится остов с обмотками и отводами, а в некоторых конструкциях также и крышка бака. Масло, заполняющее бак, имеет двойное назначение. Оно более высокую диэлектрическую прочность, чем воздух, благодаря можно уменьшить изоляционные расстояния между токоведущими и заземлёнными частями, а также между обмотками. Кроме того, трансформаторное масло является лучшей охлаждающей средой, чем воздух. Поэтому в трансформаторе , заполненном маслом, можно увеличить электрические и магнитные нагрузки. Всё это приводит к уменьшению расхода обмоточных проводов и электротехнической стали на изготовление трансформатора и уменьшению его габаритов.  Автотрансформаторы. Автотрансформатором называется трансформатор, у которого имеется электрическая связь между обмотками, вследствие этого мощность из первичной сети во вторичную передаётся не только электромагнитным, но и электрическим путём. обмотка низкого напряжения в автотрансформаторе является частью обмотки высшего напряжения. Основные соотношения для трансформатора сохраняются и для автотрансформатора.  Схема однофазного понижающего автотрансформатора. Рабочий магнитный поток в автотрансформаторе создаётся совместным действием первичного и вторичного тока По сравнению с двухобмоточным трансформатором автотрансформатор при одной и той же номинальной мощности будет иметь меньшие габариты и массу. Связанно это с тем, что в трансформаторах вся мощность от одной обмотки к другой передаётся электромагнитным путём, поэтому его габариты и масса определяются номинальной мощностью, в то время как габариты и масса автотрансформатора зависят от расчётной мощности, которая является только частью его номинальной мощности. Снижение габаритов и массы автотрансформатора происходит как за счёт обмоточного провода, так и за счёт стали. Расход обмоточного провода уменьшается вследствие объединения обмотки низшего напряжения с обмоткой высшего напряжения, а также из-за уменьшения сечения проводников общей части обмотки. С уменьшением затрат провода уменьшается пространство, необходимое для размещения обмотки в окне магнитной системы, что позволяет уменьшить или высоту стержней, или длину ярм, а следовательно, сократить расход стали на изготовление автотрансформатора. Снижение массы активных материалов приводит к уменьшению электрических и магнитных потерь. Поэтому при одинаковой номинальной мощности КПД автотрансформатора всегда выше, чем трансформатора. Недостатком автотрансформатора является то, что у него вторичная цепь оказывается электрически соединенной с первичной цепью, поэтому изоляция обмоток автотрансформатора должна выбираться исходя из напряжения. Другим недостатком автотрансформатора является то, что он по сравнению с трансформатором имеет большой ток короткого замыкания. Происходит это потому, что ток короткого замыкания в автотрансформаторе ограничивается сопротивлением не всей обмотки, а только её частью. Автотрансформаторы применяются как для понижения так и для повышения напряжения. Конструктивно обмотки располагаются на стержне в виде двух концентрических катушек одинаковой высоты, что способствует уменьшению их индуктивного сопротивления рассеивания. Обмотки трёхфазного автотрансформатора соединяют чаще всего по схеме звезда-звезда с нулевым проводом.  Автотрансформатор ЛАТР Области применения автотрансформаторов В энергетике — автотрансформаторы широко используются в силовых цепях .Отлично работают на различных классах напряжения, до 132 кВ для передачи электроэнергии. В длинных линиях электропередач, автотрансформаторы с автоматическим регулированием применяют для осуществления связи сетей высокого напряжения с близкими по напряжению сетями. Коэффициент трансформации в таких устройствах обычно не превосходит 2 – 2,5.  В аудиосистемах — автотрансформаторы используются в аудио-устройствах, которые адаптируют акустические системы к постоянному напряжению аудио распределительной системы, и для согласования импеданса. В железнодорожном транспорте — автотрансформаторы применяются на железных дорогах для связи контактного провода с рельсой и с проводником питания для увеличения полезного расстояния передачи ,а также уменьшения помех, индуцированных во внешнее .  В промышленности-силовые трехфазные автотрансформаторы применяют для снижения тока запуска электродвигателей.  В быту - в составе сервоприводных механических стабилизаторов напряжения. Этот тип стабилизаторов отличается сложностью изготовления и стоимостью. Однако является наиболее точным при изменении напряжения, т.к. позволяет изменять напряжение с небольшим шагом и ,самое главное, плавно.  Список используемой литературы. Токарев Б. Ф. Электрические машины: Учеб. пособие для вузов.- М.: Энэргоатоииздат, 1990.-624 с.: ил. Лотоцкий К. В. Электрические машины и основы электропривода. М.: Издательство «Колос» 1964.-495 с.: ил https://www.tor-trans.com.ua/gde-primenyayutsya-avtotransformatory.html Где применяются автотрансформаторы |