Устройство и принцип действия трансформатора

Схема замещения, векторная диаграмма катушки с магнитопроводом.

Схема замещения – электрическая модель, на которой смоделированы все конструктивные элементы и соблюдены все основные соотношения.

Последовательная схема замещения:

Rк – моделирует сопротивления провода обмотки.

Xк – моделирует сопротивление рассеивания обмотки.

Уравнение электрического состояния цепи:

Схема замещения позволяет легко проиллюстрировать уравнения электрического состояния на основании электрических цепей.

Ia – активная составляющая тока

Ip – реактивная составляющая тока

Если параметры Rк, Хк не учитывать, то говорят об идеализированной катушке.

Характеризующие её параметры: Go; Bo; Uab.

Векторная диаграмма –иллюстрация уравнения электрического состояния обмотки и других параметров, характеризующих работу устройства.

Вектор тока определяет угол магнитного потока на угол потерь d.

Трансформатор – это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии одного U в другое(по величине, без изменения частоты).

Тр№1 Тр№2

Зачем это делать? Как правило, эл. станции вдали от своих потребителей. Известно что

P=(√3)*U*I*cosα, а ∆P=I²R, т.е. ∆Р = I² → стремиться к понижению, но что бы P = const, необходимо повысить U, для этого и используются повышающие трансформаторы, а что бы к потребителю подавать U нужной величины спользуют понижающие трансформаторы.

Трансформаторы бывают обычного и специального назначения:

1. одно и многофазные (трехфазные)

2. стержневые и броневые

3. двух и многообмоточные

4. сухие и масленые

5. с естественным и принудительным охлаждением

Рассмотрим простейший однофазный двухобмоточный трансформатор:

Устройство:

1. 2 обмотки – ВН и НН(высшего U с большим числом витков №1 и низшего №2)

Обмотка с w1 подключена к источнику питания и называется первичной обмоткой, а другая вторичной обмоткой.

2. Стальной сердечник - набирается из листов(толщиной 0,35 – 0,5 мм) изолированных друг от друга(бумагой или лаком)

При подключении первичной обмотки U1, по ней протекает ток I10 (если вторичная обмотка разомкнута), намагничивающая сила которого возбуждает переменный магнитный поток Ф0(основной) и небольшой магнитный поток Фр1.

Е1=-w1*dФ\dt и

е2=-w2*dФ0\dt

То U1 уравновешивается Е1 и падением напряжения в первичной обмотке.

Если к вторичной обмотке подключить нагрузку «Z», то появится ток I2

Рассмотрим уравнение намагничивающей силы, полученное из условия Ф = Фо = Фн

Io = I1+I2*(w2/w1)=I1+I2*(1/k) или Io=i1+I2’ (уравнение магнитного состояния)

Под нагрузкой по первичной обмотке течет ток I1→I1 и j*I1*x1 следовательно

U1=-E1+I1+j*I1x1

Дата добавления: 2015-05-06