transformátor nazývané statické elektromagnetické zařízení se dvěma nebo více indukčně vázanými vinutími a určené k přeměně jednoho nebo více střídavých systémů pomocí elektromagnetické indukce na jeden nebo více jiných střídavých systémů.

Transformátory jsou široce používány pro následující účely.

Pro přenos a rozvod elektrické energie. Typicky v elektrárnách vyrábějí generátory střídavého proudu elektrickou energii o napětí 6-24 kV.

K napájení různých obvodů rozhlasových a televizních zařízení; komunikační zařízení, automatizace v telemechanice, elektrické domácí spotřebiče; k oddělení elektrických obvodů různých prvků těchto zařízení; pro přizpůsobení napětí

Zahrnout elektrické měřicí přístroje a některá zařízení, jako jsou relé, do vysokonapěťových elektrických obvodů nebo do obvodů, kterými procházejí velké proudy, za účelem rozšíření limitů měření a zajištění elektrické bezpečnosti. Transformátory používané k tomuto účelu se nazývají měření. Mají relativně malý výkon, určený výkonem spotřebovaným elektrickými měřicími přístroji, relé atd.

Princip činnosti transformátoru

Elektromagnetický obvod jednofázového dvouvinutého transformátoru se skládá ze dvou vinutí (obr. 2.1) umístěných na uzavřeném magnetickém obvodu, který je vyroben z feromagnetického materiálu. Použití feromagnetického magnetického obvodu umožňuje posílit elektromagnetické spojení mezi vinutími, tj. snížit magnetický odpor obvodu, kterým prochází magnetický tok stroje. Primární vinutí 1 je připojeno ke zdroji střídavého proudu – elektrické síti o napětí u1. Zatěžovací odpor Z je připojen k sekundárnímu vinutí 2H.

Vinutí s vyšším napětím se nazývá vinutí s vyšším napětím (HV) a nízké napětí – nízkonapěťové vinutí (NN). Začátky a konce vinutí VN jsou označeny písmeny А и X; Vinutí NN – v písmenech а и ‘S.

Po připojení k síti se v primárním vinutí objeví střídavý proud i1 , který vytváří proměnný magnetický tok Ф, uzavírající se podél magnetického obvodu. Flux F indukuje variabilní EMF v obou vinutích – е1 и е2, úměrné, podle Maxwellova zákona, počtu závitů w1 и w2 vhodné vinutí a rychlost změny toku dF/dt.

Rýže. 2.1. Elektromagnetický systém s jednofázovým transformátorem: 1,2 – primární a sekundární vinutí; 3 – magnetický obvod

Okamžité hodnoty EMF indukované v každém vinutí,

Proto je poměr okamžitého a efektivního EMF ve vinutí určen výrazem

Pokud zanedbáme úbytky napětí ve vinutí transformátoru, které obvykle nepřesahují 3 – 5 % jmenovitých hodnot napětí U1 и U2, a počítat E1≈U l и Е2U2, pak dostaneme

ČTĚTE VÍCE
Lze vinylové laminátové podlahy instalovat na dřevěné podlahy?

Proto volte počet závitů vinutí vhodným způsobem pro dané napětí U1 můžete získat požadované napětí U2. Pokud je nutné zvýšit sekundární napětí, pak počet závitů w2 vzít více w1; takový transformátor se nazývá vzrůstající. Pokud potřebujete snížit napětí U2, pak počet závitů w2 vzít menší w1; takový transformátor se nazývá snížení,

EMF poměr ЕVN vyšší napětí vinutí na EMF ЕNN nazýváme nízkonapěťová vinutí (nebo poměr jejich počtu závitů). transformační poměr

Koeficient k vždy větší než jedna.

V systémech přenosu a distribuce energie se v některých případech používají transformátory se třemi vinutími a v rádiové elektronice a automatizačních zařízeních se používají transformátory s více vinutími. V takových transformátorech jsou na magnetickém obvodu umístěny tři nebo více vinutí navzájem izolovaných, což umožňuje získat dvě nebo více různých napětí, když je jedno z vinutí napájeno. (U2, NEBO3, NEBO4 atd.) pro zásobování dvou nebo více skupin spotřebitelů. U třívinutých výkonových transformátorů se rozlišují vinutí vyšších, nižších a středních (CH) napětí.

Transformátor pouze převádí napětí a proudy. Výkon zůstává přibližně konstantní (poněkud klesá vnitřními energetickými ztrátami v transformátoru). Proto,

Se zvýšením sekundárního napětí transformátoru v k krát ve srovnání s primárním proudem i2 v sekundárním vinutí, resp k krát.

Transformátor může pracovat pouze ve střídavých obvodech. Je-li primární vinutí transformátoru připojeno ke zdroji stejnosměrného proudu, pak se v jeho magnetickém vodiči vytváří magnetický tok, který je v čase co do velikosti i směru konstantní. Proto se v primárním a sekundárním vinutí v ustáleném stavu neindukuje žádné EMF, a proto se žádná elektrická energie nepřenáší z primárního okruhu do sekundárního. Tento režim je pro transformátor nebezpečný, protože kvůli nedostatku EMF E1 proud primárního vinutí I1 =U1R1 docela velký.

Důležitou vlastností transformátoru používaného v automatizačních a elektronických zařízeních je jeho schopnost převádět zátěžový odpor. Pokud je ke zdroji střídavého proudu připojen odpor R přes transformátor s transformačním poměrem do pak pro zdrojový obvod

kde Р1– výkon spotřebovaný transformátorem ze střídavého zdroje, W; Р2 = I2 2 RP1 je výkon spotřebovaný odporem R z transformátoru.

To znamená, že transformátor změní hodnotu odporu R na k 2 krát. Tato vlastnost je široce používána při vývoji různých elektrických obvodů pro přizpůsobení zátěžového odporu vnitřnímu odporu zdrojů elektrické energie.

ČTĚTE VÍCE
Kolik stojí řídicí modul pro pračku Indesit?

6.1. Účel, konstrukce a princip činnosti transformátorů.

transformátor nazývané statické elektromagnetické zařízení, které přeměňuje elektrickou energii. Střídavá energie s parametry U1, I1 na střídavou elektrickou energii s parametry U2, I2 stejné frekvence. [1].

Hlavní účel transformátorů – koordinace úrovní jmenovitých (provozních) napětí nebo proudů elektrických zdrojů a přijímačů. energie. Kromě přizpůsobení se transformátory používají k provádění separačních, měřicích, diferenciačních a některých dalších funkcí a také speciálních funkcí (například svařovací transformátory) [5].

Struktura transformátoru je znázorněna na obrázku 6.1.

6.1. Vysvětlit zařízení a princip činnosti transformátoru.

Transformátor tvoří uzavřený feromagnetický magnetický obvod (jádro), na kterém jsou dvě vinutí z měděného nebo hliníkového drátu. Pro snížení ztrát v oceli je jádro sestaveno z elektrotechnických ocelových plechů navzájem izolovaných.

Navíjení, s počtem otáček W1, připojený ke zdroji energie, nazývané primární. Jinému vinutí s počtem závitů W2, nazývané sekundární, je připojen přijímač Zn.

Volají se všechny veličiny související s primárním vinutím (napětí, proud, výkon, počet závitů atd.). hlavní a hodnoty související se sekundárním vinutím jsou sekundární.

Nazývá se transformátor s W2 < W1 dolů. Pokud

W2 > W1, pak se nazývá transformátor zvýšení.

Volá se veličina k = W1/W2 transformační poměr transformátoru.

Nazývá se transformátor s primárním a jedním sekundárním vinutím dvojité vinutí. Pokud má transformátor dvě nebo více sekundárních vinutí, pak se nazývá tří- nebo vícevinutí.

V jednofázových obvodech se používají proudové sinusoidy jednofázové transformátory, v třífázových obvodech – třífázové transformátory [Borisov, str. 288-289].

Na obrázku 6.2. jsou znázorněny grafické značky transformátorů v elektrických obvodech.

Rýže. 6.2. Konvenční grafické značky jednofázových obvodů (a, b)

a třífázové (c, d) transformátory.

U jednofázových transformátorů je začátek a konec primárního vinutí označen velkými písmeny: začátek A, konec X; sekundární vinutí – malými písmeny: začátek a, konec x. Předpokládá se, že směr vinutí od začátku do konce vzhledem k magnetickému jádru obou vinutí je stejný: buď ve směru nebo proti směru hodinových ručiček [Zorin, str. 304].

Podle výkonu se transformátory dělí na transformátory:

nízký výkon – do 50 – 1000 VA;

průměrný výkon – do 20 – 500 kVA;

ČTĚTE VÍCE
Která dřezová baterie je nad pračkou?

vysoký výkon – až 500 000 – 1 000 000 kVA.

(viz [Zorin, str. 332-333]).

Nazývají se transformátory středního a vysokého výkonu používané v systémech přenosu a distribuce energie, jakož i při použití v průmyslových instalacích Napájení.

Transformátory instalované na elektrických stanicích a rozvodnách se nazývají univerzální výkonové transformátory. Také široce používán v průmyslu výkonové transformátory pro speciální účely: usměrňovače, svářecí a jiné elektroinstalace.

Nízkovýkonové transformátory se používají v radiotechnických systémech a automatických řídicích systémech pro výrobní procesy. Patří sem pulsní, separační, přizpůsobovací, diferenciační a další typy transformátorů s nízkým výkonem.

Přes širokou škálu typů transformátorů je princip činnosti všech transformátorů stejný a je založen na jevu elektromagnetické indukce.