Вопрос 25. Назначение, устройство и принцип действия трансформатора

Трансформатор – это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии одного напряжения в другое без изменения параметров.

Зачем это делать? Как правило, станции находятся вдали от своих потребителей. Известно что стремиться к понижению, но что бы мощность была постоянная, необходимо повысить U, для этого и используются повышающие трансформаторы. А чтобы к потребителю подавать U нужной величины используют 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:

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.

 

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

 

При подключении первичной обмотки на напряжение U1, по ней протекает ток I10 (если вторичная обмотка разомкнута), намагничивающая сила которого возбуждает магнитное поле, которое пересекает витки той или другой обмоток и соответственно наводит ЭДС самоиндукции E1 и E2.

 

Если и на вторичную обмотку подключить нагрузку, то появится ток I2, номинальная сила которого создаст свой магнитный поток, направленный встречно основному. Это соответственно уменьшит ЭДС и на это реагирует ток I10, увеличиваясь до тока I1, который сможет создать такой магнитный поток, который компенсирует размагничивающее действие E2. Говорят, что трансформатор работает в условиях саморегулирования магнитного потока.

 

Уравнение намагничивающих сил:

 

Коэффициент трансформации показывает, в какой степени изменяется напряжение:

Вопрос 26. Холостой ход трансформатора (режим работы)

Холостой ход - режим работы при разомкнутой цепи вторичной обмотки (т.е. I2=0). При этом I0 = (5-10)% от номинального значения.

 

Iн – номинальный ток при котором трансформатор нагревается до предельно допустимой температуры (при полной расчетной нагрузке).

 

ХХ трансформатора аналогичен работе катушки со стальным сердечником

индуктирует:

 

показывает во сколько раз трансформатор повышает или понижает U (только при опыте ХХ), так как I0 мало, Е1=U1 а E2=U2

Векторная диаграмма аналогична катушке.

Следовательно: