Transformátory: odrody, vinuté obvody

História vzhľadu transformátora

Obrázok budúceho transformátora schéma bola prvýkrát objavená v roku 1831 v dielach M. Faradaya a D. Henryho. Neskôr G. Rumkorf vynašiel indukčnú cievku so špeciálnym dizajnom, ktorý bol v skutočnosti prvým transformátorom.

Hopkinsonov bratia vytvorili teóriu elektromagnetických obvodov. Boli prvými, ktorí sa naučili vypočítať magnetokruh. Ale nechápali jednu vec: toto zariadenie má vlastnosť meniť napätie a prúd, a to meniť striedavý prúd na konštantný, čo je to, čo robí transformátor. Upton, Edisonov asistent, odporučil, aby sa jadrá vyrábali v súpravách, z jednotlivých kovových plechov, aby sa lokalizovali vírivé prúdy.

Chladenie s olejom ovplyvnilo spoľahlivú prevádzku meniča k lepšiemu. Swinburne znížil transformátor na keramickú nádobu naplnenú olejom, čo občas zvýšilo spoľahlivosť izolačného vinutia.

V roku 1928 To začalo výrobu výkonových transformátorov v ZSSR v Moskve trafostaníc. V ranom 1900s vedec metalurg R. Hedfild na základe svojich pokusoch zistil, že celá rada aditív ovplyvniť vlastnosti železa. V ďalších experimentoch sa vyvinula prvý oceľové elektróde, zložený z kremíka hotela. Ďalším krokom v procese výroby jadier bolo vytvorenie v tom, že pre zmiešané expozície valcovanie a ohrev ocele, obsahujúce kremík, existuje základná nové magnetické vlastnosti: magnetickým obohatenie sa zvýšil o 50%, plytvanie hysteréza znížil 4 krát, a magnetické penetrácia zvýšil 5 krát.

Účel a aplikácia

transformátor - je statický elektromagnetický prevodník s dvomi alebo viacerými pevnými vinutiami, ktorý je určený na premenu parametrov elektrických veličín pomocou elektromagnetickej indukcie. Transformátory sa používajú v energetických systémoch pri prenose elektrickej energie z elektrárne na spotrebiteľa av rôznych elektrických zariadeniach na získanie napätia požadovanej veľkosti.

Tento článok je príkladom jednoduchého transformátora s nízkym výkonom, ktorý sa často používa v automatizačných zariadeniach, meracích a výpočtových zariadeniach a rôznych zariadeniach.

Usporiadanie transformátora

Obr. 1 Elektromagnetický obvod jednofázového transformátora v prevádzkovom režime.

Primárne a sekundárne vinutie

Transformátor má dve vinutia:

• Primárne (I) - na ktoré dodávame elektrickú energiu;
• sekundárne (II) - ku ktorému pripojíme elektrický prijímač.

Môže byť vysoké (VN) a nízke (NN) napätie

V prípade, že sekundárne napätie je nižšie ako primárne napätie, transformátor znižuje elektrickú energiu z 380 V na 220 V, ak je naopak, potom sa transformátor zvyšuje.

Pozrime sa bližšie na to, čo funguje a ako funguje transformátor znázornený na obrázku 1.

Princíp činnosti

Na budiacej vinutie dodáme striedavé napätie U1, Pretože excitačné vinutie má odpor, generuje sa elektrický prúd. Prúd, ktorý prechádza otáčkami, indukuje magnetomotorickú silu a magnetomotorická sila vyvoláva magnetický tok. Magnetický tok prechádza pozdĺž jadra, prechádzajúc všetkými závitmi primárneho a sekundárneho vinutia. V tomto prípade je magnetickým tokom (Фт) hlavný tok, tj pracovný tok. Druhá (menšia) časť prúdu je uzavretá vzduchom, prechádzajúca iba vinutím primárneho vinutia a je rozptylovým tokom Fs1.

Ak je sekundárny okruh (vedený zo sekundárneho (II) vinutí) otvorený, prirodzene neexistuje žiadny prúd, neexistuje možnosť magnetického poľa. Ale tu sme uzavreli (II) reťaz, prúd prechádzal cez to. Preto sa vytvára magnetické pole, ktoré, vytvára dva magnetické toky:

• 1 tok - do jadra;
• 2 - je uzavretý vzduchom.

To znamená, že okolo (II) je vinutie tiež vyvolané prúdom disperzie. Toky disperzie sú podobné magnetickému toku samoinduktancie, vytvárajúcim prúd v jednom alebo inom induktore a inom drôte. Toky sú škodlivé. Pri použití pravidla elektromagnetickej indukcie sa pri zmene hlavného magnetického toku indukujú vinutia EDS (I) E1 a (II) E2.

Vzhľadom k tomu, podľa (I) k počtu špirály závity w1 a (II), k počtu špirály otočí w2 prechádza rovnaký hlavný prúd, to znamená, že v každom otočení oboch cievok je indukovaná rovná zmysluplne EDSe. Preto Esl = ew1 a Es2 = ew2, z toho vyplýva, že K je koeficient zmeny transformátora.

Únik tok indukuje elektromotorické napätie Es odvod v primárnom vinutí 1. Preto je napätie sčítajú, (I) v U1 transformátora, musia zodpovedať úbytkom napätia na odpore prúdu I1 R1 (I) vinutia, elektromotorické sila EMF ESL disperzie a E1 hlavného prúde.

S odpojeným (II) reťazcom, Es 1 a I1 r1 zanedbateľné, potom sa elektromotorické sila E1 indukované v (I) vinutia, v plných odôvodňuje aplikuje napätie U1. Na otvor, (ii), EMF E2 obvode elektrický prúd prestane pretekať, ale v prípade, že skratový (II) vinutia pripojenie elektrických prijímačov, potom pod vplyvom (II) Emf (II) reťaze ide prúd vhodný pre transformátora (I) energia sa mení v priebehu (II ) a používa sa pre napájanie prijímača.

Ak nechcete brať do úvahy straty, možno predpokladať, že vhodný sieťový E1 I1 je takmer zhodná s (II) napájanie E2 I2 (I1 a I2 - (I) a (II) transformátora prúdu). To znamená, že keď sa menia (I) a (II), prúdy sú približne nepriamo úmerné číslam zodpovedajúcich vinutia. (II) prúd I2, ktorý tečie do špirály, vytvára amplitúru so spirálou I2 w2, ktorý prechádza v tom istom obvode transformátora ako ampérový oblúk (I) špirály. Z tohto dôvodu, sa zaťaženie hlavného magnetického toku sa riadi spoločnom pôsobení ampérzávitov L1 W1 (I) a I2 W2 vinutia (II) ampérzávitov.

Podľa zákona Joule-Lenze Elektroindukčný v sekundárnom vinutí je sústredený tak, že bráni zmene väzby elektromagnetického toku. Zmena elektromagnetického toku je vyvolaná primárnymi ampérčnými otáčkami ll w1. Je nevyhnutné prúdenie prúdu II v takom smere, že vytvorené ampér-špirály pracujú v opačnom smere než I vinutí. Pád hlavného magnetického toku v dôsledku straty magnetického pôsobenia II ampere-helixov spôsobí rozpad indukčnej a elektromotorickej sily v I vinutí.

V prípade, že napätie prichádzajúce na svorky vinutia I je konštantné, keď padá, nevyrovnáva napätie, v dôsledku čoho sa prúd zvyšuje na parametre, pri ktorých sa obnovuje rovnosť napätia. V tomto prípade je potrebný hlavný magnetický tok na udržanie parametrov rovnajúcich sa veľkosti hlavného prúdu pri voľnom pohybe. Pri akomkoľvek zaťažení prevodníka musí napätie U1 zodpovedať elektromotorickej sile E1 (pokles napätia v I vinutí je ignorovaný).

Je potrebné, aby hlavný elektromagnetický tok FT zostal konštantný pre rôzne zaťaženia transformátora. Prúd I1 v (I) vinutia musí kompenzovať účinok ampérových závitov, ktoré sa vyskytujú pri prúde I2 v (II) navíjaní. Napätie na navíjacích svorkách (I) je vždy nižšie ako EMF E2 v dôsledku poklesu napätia v aktívnych a reaktívnych protiopatreniach sekundárneho vinutia.

Klasifikácia a odrody

Transformátory sa stávajú pri údržbe oleja a bez oleja - Suché. V prístrojoch s obsahom oleja je pracovná časť (vinutie a magnetický systém) v nádrži naplnenej transformátorovou kvapalinou. Pracovná časť suchých transformátorov sa chladí pomocou okolitého vzduchu. Rozsah inštalácií energeticky účinných olejov sa pohybuje od 10 kVA do 630 000 kVA, suché od jednotiek VA do 1600 kVA.

Napájacie jednofázové transformátory s kapacitou 4 kVA alebo menej a trojfázové transformátory s výkonom 5 kVA a menej sa týkajú zariadení s nízkym výkonom. Často sa používajú v transformačných domácich spotrebičoch, rádiových elektronických zariadeniach.

Označovanie olejových zariadení

• TM - olej, trojfázový;
• O - má jednu fázu;
• H - je možné regulovať napätie počas prevádzky;
• P - prítomnosť samostatného vinutia;
• D - chladenie s vyfukovaním oleja (fúkanie výmenníkov tepla transformátora s ventilátormi);
• C - rotačné ochladzovanie oleja pomocou jeho vytiahnutia z nádrže a chladením vzduchom alebo vodou.

Potom napíšte čísla, ktoré označujú výkon a prvé napätie.

Pripúšťame: ТМ - 1000/10 - transformátor pracujúci na rope, kapacita (P) 1 000 kVA, 10 кВ. Suché transformátory sú označené:

• ТСЗ - transformátor má tri fázy, suché, chránené. Vyrábajú sa v rozsahu od 10 do 1600 kVA;
• VN (vysoké napätie) - 380, 500, 660, 10 000 V;
• LV (nízke napätie) - 230 a 400 V.

Nástroje s malou energiou sa dostávajú do predaja a majú veľké množstvo sérií, typov a veľkostí. S napájaním sa často používajú transformátory na meranie prúdu a napätia. Pomocou prúdových transformátorov je možné zabezpečiť bezpečnú prevádzku obvodov ochrany relé a určiť akýkoľvek objem prúdu špeciálnymi zariadeniami. Ich sekundárny prúd je 1 a 5 A.

Primárny prúd je v rozsahu od 5 A do 24 000 A, pričom sieť pracuje od 0,4 do 24 kV. Transformátory pracujúce na prúde a napätí sú sériovo vyrábané 35, 110, 220, 330, 500, 750 kV.

Základné označenia:

• T - prúdový transformátor;
• P - prechod;
• L - pevná izolácia na báze živíc;
• M - zaberá málo miesta;
• O - jednostranná;
• H - sklopné;
• Ш - s použitím pneumatiky;
• U - výkonný;
• K - integrované do komplexných transformátorových staníc.

ТН sa používajú v obvodoch s nekonštantným prúdom s napätím od 0,4 do 1150 kV pre napájanie detekčných zariadení a reléových obvodov. TNs až do 35 kV sa používajú výlučne v sieťach s chráneným neutrálom. Trieda spoľahlivosti 0,5-1 a 3 zodpovedá najväčšej chybe v% nameraných hodnôt napätia 0,5% - 1% - 3%.

TH sú rozdelené na suché a olejové. Označenia TH:

• H - transformátor napätia;
• O - jednofázové;
• C - suché prevedenie;
• M - chladenie oleja;
• Z - uzemnenie záverom primárneho vinutia;
• K - kompenzácia uhlovej chyby transformátora;
• L - verzia s odlievanou izoláciou;
• E - pre inštaláciu na bagre.

Transformátory ako NOC, NOL, ZNOL - suché, NOM, NOME, NTMK, NTMI, ZNOM - chladenie prírodnými olejmi.