Принцип на работа на трансформатора

електрически трансформатор

Трансформаторът е статичен (т.е. без подвижни части) електрически апарат, еднофазен или трифазен, в който се използва феноменът на взаимна индукция за преобразуване на електронната енергия. Трансформаторът преобразува променливия ток на първо напрежение в променлив ток със същата честота, но с различно напрежение.

Трансформаторът има няколко електронен изолирани един от другите намотки: еднофазен 2-ил, трифазен намотки 6, свързани към източник на захранване, наречен pervichnymi- друга намотка дава на енергия във външната верига, посочена като вторична. На фиг. схематично показва първичната и вторичната намотка на еднофазен трансформатор - те са снабдени с общо затворено ядро, сглобено от електротехническа стоманена ламарина.

Трансформен работен механизъм

Феромагнитната сърцевина служи за усилване на магнитното свързване между намотките, т.е. така, че голяма част от магнитния поток на първичната намотка е свързана със завоите на вторичната намотка.

На фиг. Показани са сърцевината и 6 намотки на трифазен трансформатор. Тези намотки са свързани по схемата на звезда или триъгълник.

За да се подобрят критериите за охлаждане и изолация, трансформаторът се поставя в резервоар, напълнен с минерално масло (дестилационен продукт). Това е така нареченият маслен трансформатор.

При честота на променлив ток, приблизително над 20 kHz, използването на желязно ядро ​​в трансформаторите е непрактично поради огромните загуби на стомана от хистерезис и вихрови токове.

При големи честоти се използват трансформатори без феромагнитни ядра - въздушни трансформатори

Ако напрежението на клемите на първичната намотка - първичното напрежение U1 е по-малко от вторичното напрежение U2, тогава трансформаторът се нарича повишаване, ако първичното напрежение е по-голямо от вторичното напрежение, тогава - по-ниското напрежение (U1>(U2). Съгласно относителната стойност на номиналното напрежение, обичайно е да се прави разграничение между намотките с по-високо напрежение (VN) и намотката за ниско напрежение (LV).

Да се ​​запознаем накратко с работата на еднофазен 2-намотъчен трансформатор с желязо ядро. Нейните работни процеси и електронните взаимоотношения могат да се разглеждат като характерни по принцип за всички видове трансформатори.

U1 напрежение, приложено към клемите на първичната намотка, намотката прави в тази променлив ток i1.Tok беше сърцевината на трансформатор променлив магнитен поток F. Поради повтаряне конфигурацията на този поток в двете намотки на трансформатора - се индуцират напр. и т.н.

трансформатори

e1 = - w1 (ay: t) и e2 = -w2 (аф: t)

Тук w1 и w2 са броят на завъртанията на това и другите намотки.

Така, съотношението на е. например, въведена в намотките, е равна на съотношението на броя на завъртанията на тези намотки:

 е1: е2 = w1: w2

това е съотношението на трансформатора.

Съотношението на полезната работа на трансформатора е сравнително високо - средно, от порядъка на 98%, което прави възможно при приблизително номинално натоварване да се приемат приблизително еднакви първични

мощността, получена от трансформатора, и вторичната енергия, която им се дава, т.е. p2 или u1i1? u2i2, и на базата на какво

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

Това съотношение на моментните токове и напрежения е валидно за амплитудите и за ефективните стойности:

L1: 12? w 2: w 1 u u: u 1

т.е. съотношението на токовете в намотките на трансформатора (с товар близко до номиналния) може да се разглежда като обратното съотношение на напреженията и броя на завъртанията на съответните намотки. Колкото по-ниско е натоварването, толкова по-голямо е влиянието на тока без товар и се намалява намаленото приблизително токово съотношение.

Когато трансформаторът работи, ролята на e е много различна. e, s. в нейната първична и вторична намотка, и т.н. тя се индуцира в първичната намотка, тя се явява като противодействие на веригата промяна на текущата i1 в него. Във фаза това е. и т.н. почти обратно на напрежението.

Както при верига, съдържаща индуктивност, токът в основната част на трансформатора

i1 = (u1 + e1): r1

където r 1 е съпротивлението на първичната намотка.

От това получаваме уравнението за моментната стойност на първичното напрежение:

u1, = -e1 + i1r1 = wt (аf: t) + i1r1

който може да се чете като състояние на електронно равновесие: напрежението u1, приложено към терминалите на първичната намотка, винаги е балансирано от e. и т.н. и падането на напрежението в активното съпротивление на намотката (2-ия мандат е относително малък).

Други условия се извършват във вторичната верига. Тук текущата i2 се създава от e. и т.н. e1, който играе ролята на д. и т.н. източник на ток и с активен товар r / n във вторичния кръг, този ток

Диференциална защита на силовия трансформатор

i2 = 12: (r2 + r / n)

където r2 е вторичното съпротивление на средното.

При първото приближение, ефектът на вторичния ток i2 върху първичния контур на трансформатора може да бъде описан по следния начин.

Токът i2, преминаващ през вторичната намотка, има тенденция да създава магнитен поток в сърцевината на трансформатора, определен от магнетизиращата сила (ns) i2w2. Според принципа на Ленц този поток трябва да има посока, обратима спрямо посоката на потока на главата: в противен случай може да се каже, че вторичният ток има тенденция да отслабва магнитния поток, който го предизвиква. Но такова намаляване на главния магнитен поток Φτ би нарушило електронното равновесие:

u1 = (-е1) + i1r1

защото е1 е пропорционална на магнитния съсирек. Той създава превес на първичното напрежение U1, защото веднъж вторичния ток с настъпването на първичен ток се увеличава още повече, така че да се компенсира demagnetizing ефект на вторичния ток и по този начин makarom запази електронна везна. Както следва, всяка промяна на вторичния ток трябва да водят съответстваща промяна в първичната electricity- почти по едно и също вторичен ток поради съдържанието на относително малка стойност i1r1 практически няма ефект върху големината и разположението конфигурации на магнитната глава на трансформатор поток от време, както следва тази амплитуда поток Ft може да се счита за почти непроменен. Тази константа на FT е типична за режима на трансформатора, който се поддържа при постоянно напрежение U1, приложено към терминалите на първичната намотка.