Принцип работы трансформаторов
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1 ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ И ВИДЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ 4
1.1 История создания трансформатора 4
1.2 Разновидности трансформаторов и их краткая характеристика 5
2 КОНСТРУКЦИЯ И БАЗОВЫЕ ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРА 9
2.1 Основные части трансформатора, их функции 9
2.2 Базовые принципы действия трансформатора 11
3 РЕЖИМЫ РАБОТЫ, ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЕ ТРАНСФОРМАТОРА 14
3.1 Режимы работы 14
3.2 Перенапряжения трансформатора 17
4 СРОК СЛУЖБЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ 20
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 22
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 24
ВВЕДЕНИЕ
Трансформатор представляет собой неподвижный электромагнитный аппарат с 2-мя (либо более) обмотками, имеющими меж собой магнитную связь, исполняемую переменным магнитным полем, и работает для преобразования переменного тока 1-го напряжения в переменный ток иного напряжения при сохранении частоты тока постоянной. Трансформатор состоит из одной (автотрансформатор) либо нескольких отделенных проволочных, или ленточных обмоток, охватываемых всеобщим магнитным потоком, намотанных на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного материала. Трансформаторы маленькой мощности разного назначения употребляются в устройствах радиотехники, автоматики, сигнализации, взаимосвязи и т. п., а так же для питания бытовых электроприборов. Предназначение силовых трансформаторов — преобразование электрической энергии в электро сетях и установках, специализированных для приема и применения электрической энергии.
Силовые трансформаторы разделяются на 2 вида:
1 ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ И ВИДЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ
1.1 История создания трансформатора
Для создания трансформаторов нужно было исследование параметров материалов: неметаллических, железных и магнитных, создания их теории. Столетов Александр Григорьевич (доктор МУ) сделал 1-ые шаги в данной направленности - нашел петлю гистерезиса и доменную текстуру ферромагнетика. Братья Гопкинсоны спроектировали концепцию электромагнитных цепей.
В 1831 году британский физик Майкл Фарадей открыл действо электромагнитной индукции, лежащее в базе действия электрического трансформатора, при проведении им основных изучений в области электро энергии. Схематичное описание будущего трансформатора в первый раз возникло в 1831 году в работах Фарадея и Генри. Но ни тот, ни иной никак не фиксировали в собственном устройстве такого характеристики трансформатора, как модифицирование напряжений и токов, то есть трансформирование переменного тока.
1.2 Разновидности трансформаторов и их краткая характеристика
Силовой трансформатор
Силовой трансформатор — трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в электро сетях и в установках, специализированных для приёма и применения электрической энергии.
Автотрансформатор
Автотрансформатор — трансформатор, в котором изначальная и вторичная обмотки объединены напрямую, и имеют за счёт данного не только электромагнитную связь, однако и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет некоторое количество выводов (как минимум 3), подключаясь к коим, разрешено получать различные напряжения. Превосходством автотрансформатора считается наиболее высочайший КПД, так как только часть мощности подвергается преобразованию — это в особенности значительно, когда входное и выходное напряжения различаются некординально. Недочетом считается отсутствие электрической изоляции (гальванической развязки) меж первичной и вторичной цепью. В индустриальных сетях, где присутствие заземления нулевого провода обязательно, данный фактор роли никак не играет. В особенности эффективен автотрансформатор в вариантах, когда нужно получить вторичное напряжение, особенно не отличное от изначального. Автотрансформаторы успешно соперничают с двухобмоточными трансформаторами, когда их коэффициент трансформации - не достаточно различается от единицы и но более 1,5 - 2. При коэффициенте трансформации выше 3 автотрансформаторы себя никак не оправдывают. В конструктивном отношении автотрансформаторы фактически никак не различаются от трансформаторов. На стержнях магнитопровода размещаются 2 обмотки. Выводы берутся от 2-ух обмоток и единой точки. Большая часть деталей автотрансформатора в конструктивном отношении никак не отличаются от деталей трансформатора.
2 КОНСТРУКЦИЯ И БАЗОВЫЕ ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРА
2.1 Основные части трансформатора, их функции
Основными частями конструкции трансформатора являются:
1)магнитная система (магнитопровод)
2)обмотки
3)система охлаждения
Магнитная система (магнитопровод)
Магнитная система (магнитопровод) трансформатора — набор частей (чаще только пластинок) электротехнической стали либо иного ферромагнитного материала, подобранных в конкретной геометрической форме, предназначенный для локализации в нём главного магнитного поля трансформатора. Магнитная система в вполне подобранном виде вместе со всеми узлами и составными частями, служащими для скрепления отдельных частей в единичную систему, именуется остовом трансформатора. Часть магнитной системы, на которой размещаются главные обмотки трансформатора, именуется — стержень. Часть магнитной системы трансформатора, никак не несущая главных обмоток и служащая для замыкания магнитной цепи, именуется — ярмо. В зависимости от пространственного месторасположения стержней, выделяют:
3 РЕЖИМЫ РАБОТЫ, ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЕ ТРАНСФОРМАТОРА
3.1 Режимы работы
1. Режим холостого хода - характеризуется разомкнутой вторичной цепью трансформатора, вследствие что ток в ней никак не течёт. С поддержкою эксперимента холостого хода разрешено найти КПД трансформатора, коэффициент трансформации, а еще утраты в стали.
2. Нагрузочный режим - характеризуется закрытой на перегрузке вторичной цепи трансформатора. Этот режим считается главным рабочим для трансформатора.
3. Режим короткого замыкания. Данный режим выходит в итоге замыкания вторичной цепи накоротко. С его поддержкою разрешено найти утраты нужной силы на нагрев проводов в цепи трансформатора.
Габаритная емкость
Габаритная емкость трансформатора описывается последующей формулой:
3.2 Перенапряжения трансформатора
Виды перенапряжений
В процессе применения трансформаторы могут подвергаться напряжению, превосходящему рабочие характеристики. Эти перенапряжения обозначаются сообразно их длительности на 2 категории:
Кратковременное перенапряжение — усилие промышленной частоты условной длительности, колеблющейся в пределах наименее 1 секунды до нескольких часов.
4 СРОК СЛУЖБЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Срок службы трансформатора может быть разделен на две категории:
Экономический срок службы — экономический срок службы заканчивается, когда капитализированная стоимость непрерывной работы существующего трансформатора превысит капитализированную стоимость доходов от эксплуатации этого трансформатора. Или экономический срок жизни трансформатора (как актива) заканчивается тогда, когда удельные затраты на трансформацию энергии с его помощью становятся выше удельной стоимости аналогичных услуг на рынке трансформации энергии. Параллельная работа трансформаторов нужна по очень простой причине. При малой нагрузке мощный трансформатор имеет большие потери холостого хода, поэтому вместо него подключают несколько трансформаторов меньшей мощности, которые отключаются, если в них нет необходимости. При параллельном подключении двух и более трансформаторов требуется следующее. Параллельно могут работать только трансформаторы, имеющие одинаковую угловую погрешность между первичным и вторичным напряжениями. Полюса с одинаковой полярностью на сторонах высокого и низкого напряжения должны быть соединены параллельно.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Из суждений безопасности и для уменьшения массы изоляции в быту лучше применять не настолько огромные напряжения. Потому для более выгодной транспортировки элекстричества в электросети многократно используют трансформаторы: сначала для увеличения напряжения генераторов на электростанциях пред перевозкой элекстричества, а потом для снижения напряжения полосы электропередач по приемлемого для покупателей значения. Так как в электрической сети 3 фазы, для преображения напряжения используют трёхфазные трансформаторы, или категорию из 3-х однофазных трансформаторов, объединенных в схему звезды либо треугольника. У трёхфазного трансформатора сердечник для всех 3-х фаз совместный.