Принцип работы трансформатора

Советы электрика
Нет комментариев
140 просмотров

Данное устройство представляет собой аппарат, в котором отсутствуют какие-либо движущиеся компоненты. Различают два основных вида – одно- и трехфазное изделия, действующие для преобразования электроэнергии методом применения явления взаимоиндукции. Основной принцип работы трансформатора легче понять, ознакомившись с приведенной электромагнитной схемой.

Конструкционная особенность – наличие двух и более обмоток в однофазных моделях, и не менее 6 – в трехфазных. Эти элементы обязательно изолированы друг от друга.

Первичными называют встроенные в агрегат обмотки, непосредственно связанные и контактирующие с источниками питания, а аналогичные элементы, выполняющие функцию отдачи энергии в цепи внешнего типа, именуются вторичными. Примером можно считать оба вида обмоток однофазного аппарата, которые обустроены сердечником замкнутой конструкции, изготовленным из определенных марок стали, выпускаемых для использования именно в подобных целях.

Достижение оптимизации магнитного взаимодействия обмоток и увеличение объема сцепления с вторичными витками как можно большего количества вырабатываемого потока первички используются ферромагнитные сердечники. При этом обмотки располагают в соответствии со схемой, известной в профессиональной среде как способ звездного размещения или по методике треугольника.

Масляный образец – это аппарат, в котором применяется специальный метод максимальной изолированности от различных влияний наружной среды и возможности добиться качественного охлаждения. Для этого его помещают в наполненную специально предназначенным для этого маслом емкость.

Из-за значительных потенциальных утрат от вихревых потоков и гистерезиса в материале изготовления сердечника стального типа при параметрах частоты переменного тока более 20 кГц использование стальных сердечников в подобных условиях не рекомендуется.

Воздушные модификации в основном монтируются для эксплуатации при токах высокой частоты, в данном случае ферромагнитные сердечники не используются.

Повышающими именуют модификации с меньшими значениями U1, чем параметры U2. Соответственно понижающим именуется аппарат с характеристиками U1>U2. Различия ВН и НН с противоположными характеристиками производятся в соответствии с относительными параметрами номинальных рабочих характеристик.

Сделаем краткий обзор двухобмоточного однофазного исполнении, оборудованного сердечником стандартного исполнения. На этом примере легко изучить действующие соотношения электрического вида и особенности рабочего процесса, которые присущи практически всем известным моделям.

i1 создается в результате воздействия на зажимы обмотки U1. Образовавшийся ток способствует возбуждению Ф – переменного магнитного поля, передвигающегося в сердечнике аппарата. Периодические трансформации в нем, происходящие в обеих обмотках, индуктируют ЭДС.

е1= — w1 (?ф : ?t) и e2= — w2 (?ф :?t), в котором число витков каждой обмотки обозначено w1 и w2.

Легко сделать вывод, что отношение ЭДЕ и числа витков в данных элементах всегда равны между собой:

е1 : e2 = w1 : w2

Получившееся соотношение обозначает КТТ.
98% – столь высокого значения достигает показатель полезного действия рассматриваемых аппаратов. Это служит причиной того, что при расчетах можно считать равными первичную и вторичную мощность агрегата при условии номинальной нагрузки. Это позволяет считать справедливым следующее значение:

i1 : i2? u2 : u1? w 2 : w 1

Полученное отношение одинаково корректно и для действующих показателей, и для амплитуд:

L1: l2? w 2 : w 1?u2 : u1

Можно сделать вывод – отношение рабочих токов в обмотках обратно отношению напряжений и количества витков в обмотках. Влияние тока холостого хода снижается пропорционально снижению нагрузки, и нарушается приближенное соотношение токов.

Индуктируемая в первичной обмотке ЭДС по своей природе возникновения образуется как структура противодействия изменению тока i1. По отношению к напряжению фаза ЭДС почти противоположна.

Значение тока в первичной обмотке цепи, содержащей индуктивность:

i1=(u1 + e1) : r1,

где r1 это обозначение активного сопротивления.

Уравнение, помогающее узнать мгновенное значение напряжения первичного типа:

u1 = —e1 + i1r1 = w t(?ф : ?t) + i1r1

Полученное цифровое обозначение читается как необходимое условие сохранения равновесия. Следует помнить о таком нюансе – U1 при всех обстоятельствах уравновешивается падением показателей напряжения в действующем сопротивлении и ЭДС.

При этом в цепи можно наблюдать некоторые дополнительные факторы. ЭДС e1, функционирующая как источник тока, создает i2. В условиях активной нагрузки г/н в цепи справедливо значение:

2= l2 : (r2 +r/н)

Где r2 – активное сопротивление.

Проходя через вторичную обмотку, i2 постоянно возбуждает магнитный поток, определяющийся силой (НС) i2w2. Присутствие явления обратной направленности к главному потоку обусловлено законом Ленца. Происходит стабильное стремление к активации процедуры ослабления индуктирующего потока образовавшимся током. Но подобное снижение могло бы нарушить существующее равновесие:

u1 = (-е1) + i1r1

из-за пропорциональности е1 параметрам магнитного потока.

После того, как начинает преобладать первичное напряжение, увеличивается ток параллельно с образованием его вторичного аналога. Это происходит в объеме достаточном для того, чтобы компенсировать размагничивающее действие i2 поддерживать необходимое электрическое равновесие. Резюмируя вышеизложенное, делаем вывод – любое изменение тока i2 сопровождается такими же процессами для i1. Следует отметить, что небольшие значения i1r1 не оказывают никакого влияния на характеристики изменений и амплитуду главного магнитного потока.
Эта особенность позволяет считать величину Фт постоянной. При этом следует учитывать, что подобная характеристика справедлива для рабочего режима трансформаторов с неизменными параметрами U1 на зажимах первичной обмотки.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Наверх