Трансформатор - принцип действия. ТРАНСФОРМАТОРЫ. Трансформаторы Назначение и область применения трансформаторов. Принцип действия трансформатора

• Название: Трансформаторы Назначение и область применения трансформаторов. Принцип действия трансформатора
• Анкор: Трансформатор - принцип действия
• Дата: 29.10.2022
• Размер: 226.56 Kb.
• Имя файла: ТРАНСФОРМАТОРЫ.docx
• Тип: Документы; #760681

1. Трансформаторы

   1. Назначение и область применения трансформаторов. Принцип действия трансформатора.

Трансформатором называют статическое электромагнитное устройство, имеющее две (или более) индуктивно связанные обмотки и предназначенное для преобразования посредством явления электромагнитной индукции одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную) систему переменного тока.

Наибольшее распространение получили силовые трансформаторы, посредством которых изменяют значения переменного напряжения и тока. При этом число фаз, форма кривой напряжения (тока) и частота остаются неизменными.



Рис. 1.1. Электромагнитная схема трансформатора

Простейший силовой трансформатор состоит из магнитопровода (сердечника), выполненного из ферромагнитного материала (обычно листовая электротехническая сталь), и двух обмоток, расположенных на стержнях магнитопровода. Одна из обмоток, которую называют первичной, присоединена к источнику переменного тока на напряжение . К другой обмотке, называемой вторичной, подключен потребитель . Первичная и вторичная обмотки трансформатора не имеют электрической связи друг с другом, и мощность из одной обмотки в другую передаётся электромагнитным путём. Магнитопровод, на котором расположены эти обмотки, служит для усиления индуктивной связи между обмотками.

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. При подключении первичной обмотки к источнику переменного тока в витках этой обмотки протекает переменный ток , который создаёт в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф. Замыкаясь в магнитопроводе, этот поток сцепляется с обеими обмотками (первичной и вторичной) и индуцирует в них ЭДС:

в первичной обмотке ЭДС самоиндукции:



во вторичной обмотке ЭДС взаимоиндукции:



где и – число витков в первичной и вторичной обмотках трансформатора.

При подключении нагрузки к выводам вторичной обмотки трансформатора под действием ЭДС в цепи этой обмотки создаётся ток , а на выводах вторичной обмотки устанавливается напряжение .

ЭДС и , наводимые в обмотках трансформатора, отличаются друг от друга лишь за счёт разного числа витков и в обмотках, поэтому, применяя обмотки с требуемым соотношением витков, можно изготовить трансформатор на любое отношение напряжений.

Трансформаторы обладают свойством обратимости, один и тот же трансформатор можно использовать в качестве повышающего и понижающего.

Трансформатор – это аппарат переменного тока. Если же его первичную обмотку подключить к источнику постоянного тока, то магнитный поток в магнитопроводе трансформатора также будет постоянным как по величине, так и по направлению (( , поэтому в обмотках трансформатора не будет наводиться ЭДС, а следовательно, электроэнергия из первичной цепи не будет передаваться во вторичную.
Регулирование напряжения трансформаторов

Обмотки ВН понижающих трансформаторов снабжают регулировочными ответвлениями, с помощью которых можно получить коэффициент трансформации, несколько отличающийся от номинального, соответствующего номинальному вторичному напряжению при номинальном вторичном напряжении. Необходимость в этом объясняется тем, что напряжения в разных точках линии электропередачи, куда могут быть включены понижающие трансформаторы, отличаются друг от друга и, как правило, от номинального вторичного напряжения. Кроме того, напряжение в любом месте линии может изменяться из-за колебаний нагрузки. Но так как напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора во всех случаях должно быть равно номинальному или незначительно отличаться от него, то возможность изменения коэффициента трансформации становится необходимой.

Регулировочные ответвления делают в каждой фазе либо вблизи нулевой точки, либо посередине обмотки. В первом случае делают на каждой фазе делают по три ответвления, при этом среднее ответвление соответствует номинального коэффициенту трансформации, а два других – коэффициентам трансформации, отличающимся от номинального . Во втором случае обмотку разделяют на две части и делают шесть ответвлений. Это даёт возможность кроме номинального коэффициента трансформации получить ещё четыре дополнительных значения, отличающихся от номинального на и .

П ереключать ответвления обмоток можно при отключённом от сети трансформаторе (переключение без возбуждения – ПБВ) или же без отключения трансформатора (регулирование под нагрузкой – РПН). Для ПБВ применяют переключатели ответвлений. На каждую фазу устанавливают по одному переключателю, при этом вал, вращающий контактные кольца переключателей по всем фазам одновременно, связан посредством штанги с рукояткой на крышке бака трансформатора.