электротехника. тема 1.7 (2) трансформаторы. Тема 7 (2) Трансформаторы Мощность и кпд трансформатора. Автотрансформаторы
 Скачать 134.98 Kb.
|
|
Тема 1.7 (2) Трансформаторы 1. Мощность и КПД трансформатора. 2. Автотрансформаторы. 3. Трёхфазные трансформаторы. 1. Мощность и КПД трансформатора Потери мощности в трансформаторе. Потери энергии в трансформаторе складываются из следующего вида потерь: потери на гистерезис(перемагничивание) и вихревые токи в магнитопроводе трансформатора. Эти потери зависят от сорта стали , качества сборки сердечника, изоляционных свойств поверхности пластин. потери энергии в обмотках. Они зависят от качества проводников, качества намотки и качества изоляционных материалов. Мощность на вторичной обмотке трансформатора всегда меньше мощности на первичной обмотке на величину суммарных потерь в трансформаторе.  где: Р2 – активная мощность во вторичной обмотке трансформатора (Вт) Р1 – активная мощность в первичной обмотке трансформатора. (Вт) ∆Р – суммарные потери мощности в трансформаторе. (Вт) Примечание: Реально на первичную обмотку трансформатора подается полная мощность S, поэтому прежде, чем вести расчет на активную мощность и потери , необходимо учесть величину сos φ. Тогда активная мощность на первичной обмотке трансформатора определяется по формуле :  ,.где:S– полная мощность (ВА)Коэффициент полезного действия трансформатора. Коэффициент полезного действия η показывает, какая часть активной мощности идет на выполнение полезной работы. КПД определяется по формуле :  Коэффициент полезного действия η является безразмерной величиной. Иногда КПД определяют в процентах. Для этого значение, полученное по ранее указанной формуле, умножают на 100. КПД в мощных трансформаторах достигает 0,98...0,99 (98% ÷ 99% ) 2. Автотрансформаторы. Автотрансформаторы по принципу действия ничем не отличаются от обычных трансформаторов. Разница состоит в том, что автотрансформатор имеет одну обмотку, от которой сделаны выводы. Если автотрансформатор используется как понижающий, то вся обмотка рассчитывается на напряжение сети U1, в которую нужно подключить автотрансформатор. Один вывод обмотки считается общим и как правило обозначается цифрой 0. Вторичные напряжения U1,U2,..Un берутся от выводов обмотки 1,2,3,…,n относительно к общему выводу. Если автотрансформатор используется как повышающий, то часть обмотки рассчитывается под напряжение сети U1, а вывод делается от всей обмотки, на которой образуется вторичное напряжение U2>U  Напряжения для понижающего трансформатора U1> U2-1; U1> U2-2;…. ;U1> U2-n, На рис. 54.4.б показана электромагнитная схема повышающего автотрансформатора. Так как для первичной цепи (сетевой) , w1< w2, следует, что U1 Но есть существенный недостаток. Первичные цепи и вторичные цепи непосредственно имеют металлическую связь. Эта конструктивная особенность, во вторичных цепях, поддерживает потенциал первичной цепи, что во многих случаях, из-за требований безопасности и надежности, недопустимо. По этой причине автотрансформаторы не получили широкого распространения, особенно в электронной отрасли производства. 2. Трёхфазные трансформаторы. Трехфазные трансформаторы изготовляют, главным образом стержневыми. Схема получения трехфазного стержневого трансформатора показана на рис. 55. 1. Три одинаковых однофазных трансформатора выполнены так, что их первичные и вторичные обмотки размещены на одном стержне сердечника, а другой стержень магнитопровода каждого трансформатора не имеет обмотки Если эти три трансформатора расположить так, чтобы стержни, не имеющие обмоток, находились рядом, то эти три стержня можно объединить в один — 0 .Через объединенный стержень О будут замыкаться магнитные потоки трех однофазных трансформаторов, которые равны по величине и сдвинуты по фазе на одну треть периода Конструктивно обмотки трехфазных трансформаторов выполняются так же, как и обмотки однофазных. Начала фаз обмоток высшего напряжения обозначаются буквами А, В и С;концы фаз обмоток высшего напряжения — X, Y и Z. Если обмотка высшего напряжения имеет выведенную нулевую точку, то этот зажим обозначается буквой О. Зажимы обмоток низшего напряжения обозначаются буквами: а, в, с— начала фаз и х, у, г— концы фаз; О — вывод нулевой точки.  Рис.55.2. Схема трехфазного трансформатора. Обмотки трехфазных трансформаторов могут быть соединены звездой и треугольником. При соединении обмоток звездой концы (или начала) всех трех фаз соединяются между собой, образуя общую нейтральную или нулевую точку, а свободные зажимы начал (или концов) трех фаз подключаются к трем проводам сети источника (или приемника) электрической энергии переменного тока. При соединении обмоток в треугольник начало первой фазы соединяется с концом второй, начало второй фазы — с концом третьей, начало третьей фазы — с концом первой. Точки соединения начала одной фазы с концом другой подключаются к проводам трехфазной сети переменного тока. Соединение обмоток трехфазных трансформаторов звездой обозначается Y, а треугольником — Δ   Контрольные вопросы 1. Напишите формулу и объясните сущность потерь мощности в трансформаторе. 2. Напишите формулу и объясните сущность коэффициента полезного действия трансформатора. 3. Начертите схему и объясните устройство автотрансформатора. 4. Назовите достоинства и недостатки автотрансформатора. 5. Объясните устройство трехфазного трансформатора. 6. Приведите обозначения зажимов трехфазного трансформатора и объясните. |