Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Leta 1831 je angleški fizik Michael Faraday odkril elektromagnetni indukcijski dogodek. To je bila osnova za delovanje električnega pretvornika. Pri raziskavah na področju električne energije je Faraday v svojih opombah opisal izkušnjo, v kateri je na železnem obroču z dvema bakrenima žicama dolgima petnajst in osemnajst centimetrov debel petnajst centimetrov in dva centimetra.

Zgodovina transformatorja

Podoba prihodnjega transformatorja na diagramu je bila najprej odkrita leta 1831 v delih M. Faradaya in D. Henryja. Kasneje je G. Rumkorf izumil indukcijsko tuljavo posebne konstrukcije, ki je bila dejansko prvi transformator.

Brata Hopkinson sta ustvarila teorijo elektromagnetnih vezij. Najprej so se naučili šteti magnetne verige. Toda niso razumeli ene stvari: ta naprava ima lastnost spreminjanja napetosti in toka, in sicer spreminjanje izmeničnega toka na enosmerni tok, kar transformator počne. Upton, Edisonov pomočnik, je priporočil, da se jedra izdelajo v diamante, iz posameznih kovinskih plošč, tako da so vrtinčni tokovi lokalizirani.

Hlajenje z oljem je vplivalo na zanesljivo delovanje pretvornika na bolje. Swinburn je transformator spustil v keramično posodo, napolnjeno z oljem, kar je močno povečalo zanesljivost izolacijskega navitja.

Leta 1928 se je v Moskvi začela proizvodnja močnostnih transformatorjev v ZSSR. V začetku 20. stoletja je metalurški znanstvenik R. Hedfield na podlagi svojih poskusov ugotovil, da različni dodatki vplivajo na lastnosti železa. V okviru nadaljnjih poskusov je razvil prvo jekleno sondo, ki je vključevala silicij. Naslednji korak pri izdelavi jeder je bil ugotoviti dejstvo, da se s kombiniranim učinkom valjanja in segrevanja jekla, ki vsebuje silicij, pojavijo osnovne magnetne lastnosti: magnetna obogatitev se poveča za 50%, poraba za histerezo se zmanjša za 4-krat, magnetna penetracija pa se poveča v 5-krat.

Namen in uporaba

Transformator je statični elektromagnetni pretvornik z dvema ali več stacionarnimi navitji, ki je zasnovan za pretvorbo električnih parametrov z uporabo elektromagnetne indukcije. Transformatorji se uporabljajo v energetskih sistemih pri prenosu električne energije iz elektrarne na potrošnika in v različnih električnih instalacijah za pridobitev napetosti želene vrednosti.

Ta članek predstavlja primer enostavnega transformatorja z nizko porabo, ki se pogosto uporablja v napravah za avtomatizacijo, merilni in računalniški opremi ter različnih napravah.

Transformatorska naprava

Sl. 1 Elektromagnetni krog enofaznega transformatorja v načinu delovanja .

Primarni in sekundarni navitje

Transformator ima dva navitja:

  • primarno (I) - do katerega dobavljajo električno energijo;
  • sekundarni (II) - na katerega pritrdimo sprejemnik moči.

Lahko je visoka (vn) in nizka (n.) Napetost

V primeru, ko je sekundarna napetost manjša od primarne napetosti, transformacijski pretvornik pretvarja električno energijo s 380 V na 220 V, če se zgodi nasprotno, nato pa na stopenjski transformator.

Oglejmo si natančneje, kaj dela transformator in kako je urejen, kot je prikazano na sliki 1.

Načelo delovanja

Na navijanje polja uporabljamo izmenično napetost U1, ker ima navitijsko polje upor in električni tok. Tok, ki prehaja skozi tuljave, inducira magnetomotorno silo, magnetomotivna sila pa inducira magnetni tok. Magnetni pretok gre skozi jedro, pri čemer prehaja vse zavoje primarnega in sekundarnega navitja. V tem primeru je magnetni tok (FT) glavni, torej delovni. Drugi (manjši) del toka je zaprt z zrakom, ki poteka le skozi zavoje primarnega navitja in je disipacijski tok Fs1.

Če je sekundarni krog (napajan iz sekundarnega (II) navitja) odprt, potem seveda ni toka, ni možnosti nastanka magnetnega polja. Ampak tukaj smo zaprli (II) vezje, tok je šel skozi. To pomeni, da nastane magnetno polje, ki ustvarja dva magnetna toka:

  • 1 tok - v jedro;
  • 2 tok - zapre zrak.

To pomeni, da se disperzijski tok inducira tudi okoli (II) navitij. Disipacijski tokovi so podobni magnetnemu pretoku samoindukcije, ki ustvarja tok v eni ali drugi induktivni tuljavi in drugačno žico. Tokovi so škodljivi. Pri uporabi pravil elektromagnetne indukcije pri spremembi glavnega magnetnega toka se inducira emf (I) E1 in v (II) navitjih E2.

Ker se vzdolž (I) spirale s številom zavojev w1 in skozi (II) spirale s številom zavojev w2, poteka isti glavni tok, potem se v vsakem obratu obeh spiral inducira EMF, ki je enak vrednosti. Iz tega sledi, da Es1 = ew1 in Es2 = ew2, iz tega sledi, da je K koeficient spremembe transformatorja.

Disipacijski tok inducira elektromotorno disipacijsko silo v primarnem navitju Es 1. Zato mora napetost, ki se nanaša na (I) navitje transformatorja U1, ustrezati padcu napetosti v tokovnem uporu I1 r1 (I) navitja, razpršitvi elektromotorne sile Esl in EMF glavnega toka.

Pri odklopljenem (II) vezju je Es 1 in I1, r1 zanemarljiv, kar pomeni, da je elektromotorna sila E1, inducirana v navitju (I), v celoti upravičuje uporabljeno napetost U1. Ko je vezje EMF E2 odprto (II), električni tok preneha teči, če pa zaprite navitje (II) s priključitvijo električnih sprejemnikov, se pod vplivom (II) EMF (II) vezja tok, ki gre na transformator (I), spremeni v (II) ) in se uporablja za sprejemnike električne energije.

Če izgube ne upoštevamo, lahko predpostavimo, da je primerna moč E1 I1 skoraj enaka (II) moči E2 I2 (transformatorski toki I1 in I2 - (I) in (II)). To pomeni, da so pri spreminjanju (I) in (II) tokovi približno obratno sorazmerni s številom ustreznih navojev. (Ii) tok I2, ki teče v spirali, ustvari amper-spiralo I2 w2, ki poteka v istem transformatorskem vezju kot amper-zavoj (I) vijačnice. To pomeni, da bo glavni tok pod obremenitvijo usmerjen proti skupnemu delovanju ampernih obratov l1 w1 (I) in amper-obrata I2 w2 (II) navitij.

V skladu z Joule-Lenzovim zakonom je električni indukcijski tok v sekundarnem navitju koncentriran tako, da upočasni spremembo elektromagnetnega toka. Spremembo elektromagnetnega toka sproži primarni amperni pretok l1 w1. Potrebno je, da tok II teče v takšni smeri, da nastale amper-spirale delujejo v nasprotni smeri od I navitja. Padec glavnega magnetnega toka zaradi izgube magnetnega delovanja II amper-spirale bo povzročil upad indukcijske in elektromotorne sile v prvem navitju.

V primeru, da je napetost, ki je napajana do sponk I navitja konstantna, ko pade, ne izenači napetosti, zato se tok dvigne na parametre, pri katerih se nadaljuje enakost napetosti. V tem primeru mora glavni magnetni tok ohraniti parametre enake velikosti glavnega toka v prostem toku. Pri vsaki obremenitvi pretvornika mora napetost U1 ustrezati elektromotorni sili E1 (padec napetosti v navitju I se ne upošteva).

Potrebno je, da glavni elektromagnetni tok Ft ostane konstanten pri različnih obremenitvah transformatorja. Tok I1 v (I) navitju naj bi kompenziral vpliv ampernih obratov, ki se pojavijo, ko je tok I2 v (II) navitju. Napetost na sponkah (I) navitja je vedno manjša od EMF E2 zaradi zmanjšanja napetosti v aktivnem in reaktivnem nasprotju sekundarnega navitja.

Razvrstitev in sorte

Transformatorji so brez olja in brez olja . Pri napravah, ki vsebujejo olje, je delovni del (navijanje in magnetni sistem) v rezervoarju, napolnjenem s transformatorsko tekočino. Delovni del suhih transformatorjev se ohladi s pomočjo zunanjega zraka. Lestvica moči energetskega olja je od 10 kVA do 630 tisoč kVA, suha lestvica pa od enot VA do 1600 kVA.

Električni enofazni transformatorji z zmogljivostjo 4 kVA in manj in trifaznimi - 5 kVA in manj so povezani z napravami z nizko porabo. Pogosto se uporabljajo v transformacijskih, gospodinjskih aparatih, elektronski opremi.

Oznake olja

  • TM - olje, trifazno;
  • O - ima eno fazo;
  • H - obstaja možnost nadzora napetosti med delovanjem;
  • P - prisotnost ločenega navitja;
  • D - hlajenje s pihanjem olja (pihanje transformatorjev s ventilatorji);
  • C - rotacijsko hlajenje olja z odvzemom iz rezervoarja in hlajenjem z zrakom ali vodo.

Nato napišite številke, ki označujejo moč in prvo napetost.

Recimo: TM - 1000/10 je transformator, ki deluje na olje, z zmogljivostjo (P) 1 tisoč kVA, 10 kV. Suhi transformatorji so označeni:

  • TSZ - transformator ima tri faze, suho, zaščiteno. Na voljo so v zmogljivostih od 10 do 1600 kVA;
  • HV (visoka napetost) - 380, 500, 660, 10 tisoč V;
  • LV (nizka napetost) - 230 in 400 V.

Naprave majhne moči gredo v prodajo, ki imajo veliko število serij, tipov in velikosti. Transformatorji, ki merijo tok in napetost, so pogosto vključeni v moč. S pomočjo tokovnih transformatorjev je mogoče zagotoviti varno delovanje vezij relejne zaščite in določiti količino toka s posebnimi napravami. Njihov sekundarni tok za potni list je 1 in 5 A.

Primarni tok je v območju od 5 A do 24000 A s trdim delom tega omrežja od 0, 4 do 24 kV. Tokovni in napetostni transformatorji so izdelani v serijah 35, 110, 220, 330, 500, 750 kV.

Osnovni zapis:

  • T - tokovni transformator;
  • P - prehod;
  • L - enodelna izolacija na osnovi smole;
  • M - zavzema malo prostora;
  • O - enojni;
  • H - pritrjen;
  • W - uporaba pnevmatik;
  • Y je močan;
  • K - vgrajen v kompleksne transformatorske postaje.

TN se uporabljajo v nestandardnih tokokrogih z napetostjo od 0, 4 do 1150 kV za napajanje definirajočih naprav in vezij relejne zaščite. HP-ji do 35 kV so vključeni v omrežjih z zaščiteno nevtralno. Razred zanesljivosti 0.5; 1 in 3 ustreza največji napaki v% merjene napetosti potnega lista 0, 5%; 1%; 3%.

TN se deli na suho in olje . Legend TN:

  • H - napetostni transformator;
  • O - enofazni;
  • C - suha izvedba;
  • M - olje hlajeno;
  • Z - ozemljitev z izhodom primarnega navitja;
  • K - kompenzacija kotne napake transformatorja;
  • L - izvedba z lito izolacijo;
  • E - za vgradnjo na bagre.

Transformatorji tipa NOS, NOL, ZNOL - suhi, NOM, NOME, NTMK, NTMI, ZNOM - oljno hlajeni z naravnim hlajenjem.

Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Kategorija:

Instrumenti