Принцип работы трансформаторов

Алматинский государственный колледж энергетики

и электронных технологий

Тема: Трансформаторы. Устройство и принцип работы

Производственное обучение

Мастер ПО : Рахманов Алишер Аркенович

Классификация трансформаторов:

• По количеству фаз : однофазные и трехфазные
• По виду магнитопровода : стержневые, броневые, тороидальные
• По назначению : силовые (питающие), измерительные (расширяют пределы измерения приборов) и специальные (например сварочные)
• По значению выходного напряжения : понижающие и повышающие

ВИДЫ ОДНОФАЗНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

• а) – стержневой трансформатор (обмотки разнесены на два стержня)
• б) – броневой трансформатор (обмотки наматываются одна поверх другой, обмотка высшего напряжения находится на обмотке низшего напряжения)

УСТРОЙСТВО ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

• Замкнутый магнитопровод набран из листов электротехнической стали толщиной 0,35-0,5 мм, изолированных лаком (для уменьшения потерь на вихревые токи). Верхняя часть магнитопровода – ярмо, там где одеты обмотки – стержень.
• Обмотки из медного провода располагаются на стержнях, изолированы от них. Первичная обмотка запитывается от сети, а к вторичной присоединяют нагрузку.

• При подключении первичной обмотки трансформатора в сеть по обмотке протекает переменный ток, который создает в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф , он замыкается, пронизывая витки вторичной обмотки, и наводит там по закону электромагнитной индукции ЭДС. Эту ЭДС и используют для питания нагрузки. Преобразование напряжения достигается за счет разного количества витков обмоток.

Формула трансформаторной ЭДС:

W – количество витков

Ф – магнитный поток (Вб)

f - частота переменного тока (Гц)

• Ваттметр включенный в цепь первичной обмотки измерит потери холостого хода, которые идут на перемагничивание железа (МАГНИТНЫЕ ПОТЕРИ)

• Ваттметр включенный в цепь первичной обмотки измерит потери короткого замыкания, которые идут на нагрев проводников обмотки (ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ)

КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРА

• Р1 = U · I – потребляемая из сети мощность
• Р2 = Р1 - (Рэл+Рм) – полезная мощность, отдаваемая нагрузке
• Рэл+Рм – электрические и магнитные потери мощности

ТРЕХФАЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

• Магнитопровод имеет три стержня, на каждом расположено по две обмотки каждой фазы концентрично.

ТРЕХФАЗНЫЙ СИЛОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР

• 1 – переключатель (изменяет коэффициент трансформации на 5%)
• 2- изоляторы выводов обмотки высшего напряжения
• 3 – изоляторы обмотки низшего напряжения
• 4 – маслоуказатель
• 5 – расширительный бак
• 6 – теплообменные трубы
• 7 – бак с трансформаторным маслом
• 8 - стержень магнитопровода
• 9 – обмотка низшего напряжения
• 10 – обмотка высшего напряжения

ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА К ЛЭП НА КРЫШКЕ БАКА ЕСТЬ ВЫВОДЫ- ФАРФОРОВЫЕ ИЗОЛЯТОРЫ С МЕДНЫМИ СТЕРЖНЯМИ .

• А В С – выводы высшего напряжения
• а в с – выводы низшего напряжения
• О – вывод нулевого провода

• 1 – регулятор
• 2 – бегунок (перемещается по виткам обмотки)
• 3 – тороидальный магнитопровод с намотанной на него медной обмоткой

• Бегунок, перемещаясь по виткам первичной обмотки, отделяет их часть для вторичной, отдавая напряжение на нагрузку, чем больше витков, тем больше напряжение на нагрузке.
• Применяется - регулятор переменного напряжения (ЛАТР) для запуска асинхронных машин.

• Измерительный трансформатор тока работает в режиме короткого замыкания , через него можно включить амперметр и токовую катушку ваттметра.

• Измерительный трансформатор напряжения работает в режиме холостого хода , через него можно включить вольтметр, герцметр и вольтметровую катушку ваттметра.

• Трансформатор должен легко переходить из режима холостого хода в режим короткого замыкания. Для этого у него увеличивают поток рассеивания, чтобы получить падающую внешнюю характеристику.

• 3 – стальной сердечник
• 4 – рукоять для раздвижения обмоток
• 5 и 6 – раздвижные обмотки

• 1 – трансформатор
• 2 – регулятор
• 3 – сварочный электрод
• 4 - плита