Диагностика силовых трансформаторов — файл n1.doc

Увеличение — ток — холостой ход

Увеличение тока холостого хода и повышение потребления реактивной мощности асинхронного двигателя могут возникнуть также вследствие увеличения воздушного зазора между статором и ротором, что приводит к увеличению тока намагничивания, который является основной составляющей тока холостого хода. Увеличенный воздушный зазор и различное значение его величины по окружности имеют место при повышенной вибрации, осадке вала из-за износа подшипников, при низком качестве ремонтных работ механической части электродвигателя. Поэтому при ремонте следует проверять воздушные зазоры электродвигателей, а также мощности холостого хода, сопоставляя их с номинальными значениями.

Увеличение тока холостого хода и падения напряжения ограничивается допустимой величиной реактивной мощности, потребляемой трансформатором из сети, и допустимыми изменениями напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора при изменении тока нагрузки.

Увеличение тока холостого хода может произойти при наличии короткозамкнутых витков в одной из обмоток.

Увеличение тока холостого хода объясняется тем, что его реактивная составляющая ( намагничивающий ток, затрачиваемый на создание и проведение главного потока) образуется только за счет тока прямой последовательности. При нагрузке однофазного двигателя его ток резко увеличивается из-за токов обратной последовательности. По той же причине увеличивается и ток конденсаторного двигателя в сравнении с трехфазным, но в меньшей степени, так как влияние токов обратной последовательности у этого типа двигателей меньшее.

Увеличение тока холостого хода трансформатора по сравнению с данными протокола предыдущего испытания свидетельствует о наличии повреждения внутри трансформатора, а газовыделение подтверждает повреждение трансформатора.

Из-за увеличения тока холостого хода увеличится реактивная мощность и, следовательно, уменьшится коэффициент мощности двигателя. При увеличении воздушного зазора увеличатся потоки рассеяния, что вызовет еще большее уменьшение коэффициента мощности двигателя.

Из-за увеличения тока холостого хода увеличится реактивная мощность и, следовательно, уменьшится коэффициент мощности двигателя. Следует отметить, что при увеличении воздушного зазора увеличатся потоки рассеяния, что вызовет еще большее уменьшение коэффициента мощности двигателя.

Как влияет увеличение тока холостого хода на коэффициент мощности двигателя.

Как влияет увеличение тока холостого хода на коэффициент мощности двигателя.

Включение обратной связи ведет к увеличению тока холостого хода установки и возрастанию нижнего порогового значения регулируемого тока.

Проштамповка отверстий в пластинах приводит к увеличению тока холостого хода. Так же как и при расчете потерь холостого хода это влияние может быть учтено путем введения коэффициента / гт.

Защитные шторки.

Величина тока холостого хода не нормируется, однако увеличение тока холостого хода свидетельствует о неисправности трансформатора. Для трехфазных трансформаторов напряжения определяется среднее значение тока холостого хода.

Построение статической характеристики магнитного усилителя с обратной связью по методу, предложенному И. Б. Негневиц-ким.

Как видно из рис. 111, введение обратной связи сопровождается увеличением тока холостого хода, иногда очень значительным. Это объясняется тем, что сам ток холостого хода создает дополнительное подмагничивающее воздействие.

Для чего проверяют сопротивление петли фаза-ноль

Проверка необходима для профилактических целей, а также обеспечения корректной работы защитных устройств, включая автоматические выключатели, УЗО и диффавтоматы. К примеру, распространенная проблема, когда в розетку включается чайник или другой электроприбор, а автомат отключает нагрузку.

Причина может заключаться во внешних факторах, на которые сложно повлиять, а также в несоответствии номинала защиты действующим параметрам. Но в большинстве случаев, дело во внутренних проблемах. Наиболее распространенные причины ошибочного срабатывания автоматов:

  • неплотный контакт на клеммах;
  • несоответствие тока характеристикам провода;
  • уменьшение сопротивления провода из-за устаревания.

Использование измерений позволяет получить подробные данные про параметры сети, включая переходные сопротивления, а также влияние элементов контура на его работоспособность. Другими словами, петля фаза-ноль используется для профилактики защитных устройств и корректного восстановления их функций.

Зная параметры автомата защиты конкретной линии, после проведения измерения, можно с уверенностью сказать, сможет ли автомат сработать при коротком замыкании или начнут гореть провода.

Периодичность проведения измерений

Надежная работа электросети и всех бытовых приборов возможна только в том случае, если все параметры соответствуют нормам. Для обеспечения нужных характеристик требуется периодическая проверка петли фазы-ноль. Замеры проводятся в следующих ситуациях:

  1. После ввода оборудования в эксплуатацию, ремонтных работ, модернизации или профилактики сети.
  2. При требовании со стороны обслуживающих компаний.
  3. По запросу потребителя электроэнергии.

Основной задачей измерений является защита электрооборудования, а также линий электропередач от больших нагрузок. В результате роста сопротивления кабель начинает сильно нагреваться, что приводит к перегреву, срабатыванию автоматов и пожарам. На величину влияет множество факторов, включая агрессивность среды, температура, влажность и т.д.

Измерение полезного действия

Эксплуатация оборудования при разомкнутом контуре вторичной цепи называется холостым ходом, а с подключением нагрузочного тока – рабочим режимом. В первом контуре цепи поток Ф создает ЭДС самоиндукции, и при разомкнутом вторичном контуре она уравновешивает часть напряжения. Передавая вторичной обмотке нагрузку, можно вызвать образование тока I2, который возбуждает собственный поток Ф2. Суммарный магнитный поток уменьшается, снижая величину ЭДС Е1, а некоторая часть U1 остается несбалансированной.

Одновременно I1 увеличивается и возрастает до прекращения размагничивающего действия тока нагрузки. Это способствует восстановлению Ф приблизительно до исходного значения.

Проводник вторичной обмотки закономерно обладает активным сопротивлением. Если оно растет, I2 и Ф2 уменьшаются, обуславливая увеличение Ф и возрастание ЭДС Е1. В результате баланс U1 и ЭДС Е2 нарушается – разница между ними уменьшается, снижая I2 до такого значения, при котором суммарный магнитный поток вернется к первоначальной величине.

Способ вычисления

Данный процесс способствует практически полному постоянству величин магнитных потоков при эксплуатации трансформатора на холостом ходе и в рабочем режиме. Такое свойство преобразователя энергии называют саморегулирующей способностью, благодаря которой значение нагрузочного тока I1 автоматически корректируется при колебаниях тока нагрузки I2.

Процесс преобразования электроэнергии в трансформаторных узлах сопровождается потерями и отражается на величине КПД, который является отношением отдаваемой активной мощности к потребляемой. Показатель полезного действия отражает соотношение активной мощности на входе и выходе для замкнутой цепи. Его вычисляют по простой формуле:

КПД = (М1 / М2) * 100% или

ƞ = (Р2 / Р1) * 100%, где активную мощность в обмотках входного и исходящего контуров определяют путем измерения.

Упростить процесс замеров можно при включении во вторичную обмотку активного тока нагрузки. Для определяя значение М2 используют амперметр, соединенный с вторичной цепью. Поток рассеивания будет незначительным, что позволяет приблизительно приравнять cos φ в квадрате к единице.

Данный способ вычисление КПД – это метод непосредственных измерений. Такая теория вычислений приводит к погрешностям в расчетах, поскольку КПД высокомощных трансформаторов очень большой и составляет 0,98-0,99%. Несмотря на то, что величины М1 и М2 различаются несущественно, в промышленном оборудовании незначительная разница показаний вызывает существенное искажение значения КПД.

Смысл первого метода заключается в подаче номинального напряжения на первичный контур при разомкнутой вторичной цепи. Энергия тратится на потери в стали, мощность которых можно замерять ваттметром, соединенным с контуром первичной обмотки.

Другой способ состоит в замыкании вторичного контура накоротко и одновременной подаче напряжения на первичную цепь. Включение ваттметра в первую цепь позволяет измерить мощность, отражающую потери медного проводника обмотки.

Почему предпочтительны синусоидальные токи?

Синусоидальные токи хороши тем, что они изменяются плавно. А в электротехнике плавность изменений тока так же важна, как в механике важна плавность изменений скорости. Действительно, поломки в механике (перенапряжения в электроустановках) возникают не при больших скоростях, а при изменениях скоростей. И чем резче изменение, тем большие силы возникают и тем выше перенапряжения. Предельный случай неравномерности тока – следствие размыкания цепи, причем чем быстрее обрывается ток (тем больше скорость изменения магнитного потока, созданного током), тем выше перенапряжение. А его следствием являются: дуга на контактах при их размыкании; пробой транзистора при закрытии; повреждение изоляции в местах, где она ослаблена.

Яркий общеизвестный пример возникновения значительных напряжений в результате прерывания тока – автомобильная бобина; к ней через прерыватель подводится ток от шестивольтового аккумулятора, а на вторичной обмотке получается 12000 – 15000 В. В автомобиле это нужно для зажигания, и изоляция проводки к свечам зажигания соответственно рассчитана. Но что было бы с изоляцией электроустановки, если бы переменный ток частотой 50 Гц 100 раз в секунду не снижался плавно до нуля, а изменялся скачкообразно?

Измерение тока холостого хода трансформатора

Измерение тока холостого хода трансформатора

Параметры силового трансформатора

  • Номинальная мощность. Для трансформатора с двумя обмотками параметр равен мощности каждой из них. Для трехобмоточного варианта с разной мощностью обмоток параметр равен большему из показателей;
  • Номинальное напряжение обмоток – характерный параметр для холостой работы;
  • Номинальный ток – показатель, при котором разрешается длительная эксплуатация устройства;
  • Напряжение короткого замыкания — характеристика полного сопротивления обмоток.
  • Потери короткого замыкания;
  • Ток холостого хода – потери материала магнитопровода (реактивные и активные);
  • Потери тока холостого хода;
  • Коэффициент трансформации.

Проверка работы холостого хода производится при подключении в сеть первичной обмотки.

Вторичная, при этом, на нагрузку не включается. Имеем напряжение U1на первичной обмотке, и напряжение U2 на вторичной. Ток I1будет иметь некоторое значение, в отличие отI2 который будет равен нулю.

Схема подключения для данного опыта представлена на рис. 4

Для лучшего понимания процесса перечертим трансформатор (см. рис.5) в ином виде:

Рисунок 5

Первичная обмотка с числом витков W1 подключена в сеть стандартного напряжения U1. Если обмотка имеет сопротивление не равное бесконечности, то по ней потечет ток I1. Из курса физики знаем, что всякая обмотка, через которую протекает ток, создает магнитное поле. В данном случае переменное поле, то есть интенсивность его меняется во времени и направление поля тоже меняется во времени. Магнитный поток Ф зависит от индуктивности катушки Lи силы тока в ней, в данном случае I1. Формула: Ф = L* I1. Сердечник трансформатора, на котором намотаны катушки, обычно делаются из тонких стальных листов, для уменьшения потерь этого магнитного потока. Однако потери все равно есть, из-за, так называемого, рассеивания. Данный магнитный поток будет одинаковым, как в режиме холостого хода, так и в режиме нагрузки, то есть, когда на вторую обмотку подключен потребитель и по ней потечет ток.

Вышеназванный переменный магнитный поток Ф будет создавать электродвижущую силу как во вторичной обмотке e2, так и в первичнойe1. Во вторичной обмотке нагрузки нет (потребитель не подключен), то нет и тока I2. То есть он равен нулю. А напряжение U2 есть, какое оно мы рассмотрим позже.

В первичной обмотке цепь замкнута и ЕДС e1 создает ток противодействующий основному току I1 и собственный магнитный поток, который противодействует потоку Ф.  В связи с этим, ток холостого хода никогда не бывает большим. Для крупных трансформаторов это в пределах 5%, максимум 10% от номинального. Для трансформаторов малой мощности вне ответственных изделиях, например зарядных устройствах телефонов, этот ток может доходить до 30 и более процентов от номинального.

Напряжение U1 есть сумма от падений напряжений на активном сопротивлении UА1, а так же от создания магнитного потока Ф, которое обозначим UL1 и падения напряжения от создания потока рассеивания ULS1.

Значит формула, согласно закону Кирхгофа будет иметь вид: U1=UА1+UL1+ULS1. В свою очередь UА1=I1*R1. Где R1 – активное сопротивление на первичной обмотке. Витки обмотки, как правило, медные, по этой причине сопротивление R1 имеет очень малое значение.

Если трансформатор собран для ответственной работы, то и поток рассеивания так же будет мал. ULS1=XLS*I1=2πfLs1* I1, где f–промышленная частота 50 герц, а Ls1 – поток рассеивания. И тем и другим слагаемым можно пренебречь по сравнению с потерями на перемагничивание стали сердечника трансформатора. В этом случае мы допускаем, что все напряжение тратится на создание потока Ф, а он зависит от тока в проводнике, в данном случае I1 и индуктивности L, которая зависит от количества витков в обмотке. Но так как магнитный поток в первичной и вторичной обмотке одинаков, то напряжение U1 и U2 зависят только от количества витков в первичной и вторичной обмотке. Коэффициент зависимости этих напряжений и называется коэффициентом трансформации К = U1/U2= e1/e2 = W1/W2.

Напомним, что противодействие основному потоку возникает только при его изменении, то сеть при переменном потоке (иными словами при переменном токе в цепи). Если обмотку трансформатора включить в цепь постоянного тока, то она наверняка перегорит, поскольку противодействие будет составлять только активное сопротивление, а оно очень мало.

Если нам известен ток первичной обмотки I1, напряжение на первичной обмотке U1, напряжение на вторичной обмотке U2 и потребляемая трансформатором мощность S, то мы можем вычислить следующие параметры:

  1. Коэффициент трансформации К = U1/U2
  2. Процентное значение тока холостого хода: i = (Ixx/IH)*100, где Ixx – ток холостого ходав данном случае I1, IH – ток при номинальной нагрузке.
  3. Активное сопротивление первичной обмотки R1 = PА/Ixx
  4. Полное сопротивление первичной обмотки Z1 = U1/Ixx
  5. Индуктивное сопротивление первичной обмотки X1 = (Z21 -R21)
  6. Коэффициент мощности трансформатора cosφ = S/I12R1

Поскольку пункт 2 невозможно вычислить без проверки трансформатора при нагрузке, то и последовательность проверок, как правило, следующее: под нагрузкой, при коротком замыкании и при режиме холостого хода.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Режим холостого хода трансформатора

Холостым ходом (ХХ) называют такое подключение устройства, когда на первичную обмотку подается номинальное переменное напряжение, а цепи всех вторичных – разомкнуты (нагрузки не подключены).

В преобразователе напряжения, деление обмоток (катушек) на первичную и вторичные условно. Любая из них становится первичной, когда на нее поступает исходное переменное напряжение. Прочие, в них наводится ЭДС — становятся, соответственно, вторичными.

Опыт холостого хода проводится по схеме показанной на рисунке

Следовательно, любой трансформатор, соответственно способу подключения, может быть как понижающим, так и повышающим (кроме разделительного – с коэффициентом трансформации, равным единице).

Поскольку цепь вторичной катушки разъединена, тока в ней нет (I2 = 0). В первичной протекает I1, формирующий в магнитопроводе поток вектора магнитной индукции Ф1. Последний меняется по синусоидальному закону, но из-за перемагничивания стали отстает по фазе от I1 на угол B (угол потерь).

Применяют следующую терминологию:

  • I1: ток ХХ трансформатора;
  • Ф1: рабочий магнитный поток.

Под действием Ф1 во всех катушках возникает ЭДС:

  • в первичной – самоиндукции (Е1);
  • во вторичных – взаимоиндукции (Е2).

Зависимость ЭДС от различных параметров определяется формулами:

Е1 = 4,44 * f * W1 * Ф1max *10 -8 ,

Е2 = 4,44 * f * W2 * Ф1max * 10 -8 , где

W1 и W2 — число витков в обмотках;

Ф1max — величина магнитного потока в точке максимума.

Следовательно, числовое значение ЭДС находится в прямой зависимости от числа витков катушки. Из соотношения ЭДС в первичной и вторичной обмотках, определяют главный параметр аппарата— коэффициент трансформации (К): К = Е1 / Е2 = W1 / W2.

Вторичная катушка по сравнению с первичной содержит витков:

  • в повышающем трансформаторе – больше (К меньше единицы);
  • в понижающем – меньше (К больше единицы).

Помимо рабочего (основного), в установке образуется магнитный поток рассеяния Фр1. Это силовые линии, ответвляющиеся от рабочего магнитного потока Ф1 в сердечнике и замыкающиеся по воздуху вокруг витков катушек. Как и Ф1, Фр1 является переменным, а значит, он, согласно закону электромагнитной индукции, наводит в первичной обмотке ЭДС самоиндукции Ер1.

Е1 и Ер1 всегда направлены против приложенного к первичной обмотке напряжения U1. По характеру действия на ток, они подобны резистору, потому и обозначаются термином «индуктивное сопротивление» (Х).

Емкостное и индуктивное сопротивление

Следовательно, создавая I1, напряжение U1 преодолевает активное сопротивление R1 первичной катушки и обе ЭДС самоиндукции. Математически это выглядит так: U1 = I1 * R1 + (-Е1) + (-Ер1).

Запись выполнена в векторной форме, поэтому перед обозначениями ЭДС самоиндукции проставлены значки «-»: они говорят о противоположном направлении этих векторов относительно напряжения U1. Ток холостого хода I1 не является строго синусоидальным.

Он искажается, поскольку имеет в своем составе так называемую третью гармоническую составляющую (ТГС), обусловленную вихревыми токами, гистерезисом и магнитным насыщением магнитопровода. Но с определенной долей приближения, годной для практических расчетов, его можно заменить эквивалентным синусоидальным током с равноценным действующим значением.

Измерение потерь холостого хода.

В эксплуатации такие измерения проводятся только для трансформаторов с мощностью 1000 кВА и более, и только после капитального ремонта, связанного со сменой обмоток или ремонтом магнитопровода. Однако в некоторых случаях, данное измерение способно помощь быстро выявить дефект и на менее мощных трансформаторах.

Измерение потерь ХХ силовых трансформаторов, автотрансформаторов и масляных реакторов необходимо выполнять до испытаний, связанных с воздействием на трансформатор постоянного тока (измерение сопротивления обмоток, определения группы соединения и т.п.), для исключения погрешностей, вызываемых влиянием остаточного намагничивания магнитопровода. Схема для измерения потерь ХХ однофазного трансформатора показана на рисунке 1а, а для измерения потерь в трехфазном трансформаторе — рисунке 1б.

Однако у трансформатора с трехстержневым магнитопроводом потери чаше всего измеряют при однофазном возбуждении, производя три опыта с поочередным замыканием накоротко одной из двух фаз и возбуждением двух других. Потери ХХ определяют, возбуждая обмотку низшего напряжения напряжением 220-380 В. Для вводимых в эксплуатацию трансформаторов измеренные значения потерь ХХ не должны отличаться от заводских данных (частота и подведенное напряжение должны соответствовать заводским) более чем на 5%. В эксплуатации значение потерь ХХ не нормируется. Соотношение потерь ХХ у исправных трансформаторов должно находится в диапазоне от 25 до 50 %.

хх ав-с0хх вс-а0хх ас-в0

U, В A, А P,Вт
ab-c0 220 0.05 20
bc-a0 220 0.05 20
ac-b0 220 0.07 27

Из таблицы видно, что максимальное расхождение между обмотками по мощности равно 27/20=1.35, это 35% значит данный трансформатор укладывается в пределы от 25 до 50%.

Какие дефекты можно выявить с помощью измерения потерь холостого хода?

Путь магнитного потока при возбуждении выводов АВ и ВС одинаков. Поэтому и мощности потерь для опытов на этих фазах не будут отличаться. При возбуждении фаз АС путь, пройденный магнитным потоком, длиннее, поэтому мощность потерь будет на 25-50% превышать предыдущие. Сравнивая эти показатели, можно выявить, на какой фазе есть дефект обмотки  

Вес меди и потери обмоток трансформатора

Вес меди обмоток трансформаторов определяется по следующим формулам:

а) однофазный трансформатор:

Gм1 = 8,9 × W1 × q1 × lω1 × 10-5 ; Gм2 = 8,9 × W2 × q2 × lω2 × 10-5 ;

б) трехфазный трансформатор:

Gм1 = 3 × 8,9 × W1 × q1 × lω1 × 10-5 ; Gм2 = 3 × 8,9 × W2 × q2 × lω2 × 10-5 .

Полный вес меди обмоток:

Gм = Gм1 + Gм2 ,

где W1 и W2 берутся из позиции 4, q1 и q2 – из позиции 5; lω1 – средняя длина витка обмотки в сантиметрах, определяемая следующим образом:

а) в случае круглых катушек обмоток (рисунок 5, б):

lω1 = π × (aс × √2 + 2 × ε0 + δ1) ; lω2 = π × (aс × √2 + 2 × ε0 + 2 × δ1 + 2 × δ12 + δ2) ;

б) в случае прямоугольных катушек обмоток (рисунок 5, а и в):

lω1 = 2 × (aс + bc +4 × ε0 + 2 × δ1) ; lω2 = 2 × ,

где aс и bс берутся из позиции 3; δ1 и δ2 – из позиции 6.

Потери в меди обмоток трансформатора определяются по следующей формуле:

Pм = 2,4 × j2 × Gм ,

где j берется из позиции 2.

Потери в меди вычисляются для каждой обмотки трансформатора отдельно.

Суммарные потери в меди обмоток:

Pм = Pм1 + Pм2 .

Переменные потери

Эти потери также называются потерями меди. Данные потери происходят из-за электрического тока, идущего по обмоткам статора и ротора. Когда нагрузка меняется, данный электрический ток также изменяется, а потому и потери эти тоже претерпевают изменения. Поэтому их и назвали переменными потерями. Их можно получить при помощи проведения теста с заблокированным ротором трёхфазного двигателя.

Основная функция асинхронного двигателя состоит в том, чтобы преобразовывать электрическую энергию в механическую энергию. В течение данного преобразования одной энергии в другую, энергия проходит через различные этапы. Данная энергия, проходящая через разные ступени, отображается на диаграмме течения энергии.

Часть этой энергии на входе используется для поддержки потери статора, которыми являются потери железа статора и потери меди статора. Сохраняющаяся энергия (электроэнергия на входе – потери статора) идёт на ротор как вход на ротор. Так что вход на ротор, P2 = Pin – потери статора (потери меди статора и потери железа статора). Теперь ротор должен преобразовать этот вход на ротор в механическую энергию, но этот завершённый вход не может быть преобразован в механический выход, поскольку он должен поддерживать потери ротора.

Бывает два типа потерь ротора, а именно потери меди и потери железа. Потери железа зависят от частоты ротора, которая очень мала, когда ротор вращается. Поэтому этим обычно пренебрегают. Так что можно сказать, что ротор имеет лишь потери меди. По этой причине вход на ротор должен поддерживать эти потери меди. После этой поддержки, оставшаяся часть входа ротора, P2 преобразовывается в механическую энергию, Pm.

Теперь эта создаваемая механическая энергия идёт на нагрузку за счёт вала, но появляются некоторые механические потери, такие как потери трения и потери сопротивления воздуха. Так что общая воспроизводимая механическая энергия должна быть подана на поддержание этих потерь.

Поэтому выход образуемой энергии идёт на вал, который в конечном итоге подаёт её нагрузке, Pout. Pout = Pm – механические потери (потери трения, а также потери, связанные с сопротивлением воздуха). Pout зовется энергией вала. Также его называют полезной энергией.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Источник

Купить надежную аппаратуру выгодно

Продукция, которую вы видите на нашем официальном сайте, прошла полную проверку на абсолютное соответствие всем заявленным характеристикам. Изготовитель является абсолютно уверенным в том, что купленное оборудование точно прослужит вам верой и правдой на протяжении длительного эксплуатационного периода, особенно при своевременном проведении технического обслуживания. По этой причине в комплектации оборудования имеется гарантийный талон. Благодаря этому потребители имеют возможность рассчитывать обслуживание техники в специализированных центрах.

У нас вашему вниманию представлен большой ассортимент, благодаря которому вы сможете точно найти оборудование, которое будет соответствовать вашим требованиям и окружающей среде, где предполагается его установка. Наши цены полностью доступны. Это притом, что у нас имеется только оригинальная аппаратура, которая имеет высокое качество. При наличии дополнительной интересующей информации, вы можете задать вопросы нашим консультантам, которые охотно вам помогут в решении сложностей с выбором, которые у вас возникли. Наши сотрудники являются компетентными и высококвалифицированными, поэтому вы можете рассчитывать на грамотную консультацию. Доставка производится в максимально короткий период времени, поэтому вы уже скоро сможете убедиться в отменном качестве продукции, реализаций которой мы занимаемся. При доставке гарантируется бережное отношение к грузу, и осуществление транспортировки с учетом всех требований, которые предъявляются к перевозке электротехнической аппаратуры.

Параметры трансформатора по опытам холостого хода

В паспорте аппарата указывают ряд величин, способных помочь в расчете таких эксплуатационных показателей, как максимальное получаемое на практике значение электротока короткого замыкания, энергетические потери, амплитуда вариабельности напряжения приемника при меняющемся токе. Эти величины делятся на две группы. Первая принадлежит работе в холостом режиме: сюда относятся показатель токовой силы в процентах от номинальной и мощностные потери магнитопровода. Вторая – обмоточные потери при коротком замыкании и напряжение (тоже указываемое относительно номинального) в этом состоянии.

Общее устройство и принцип работы

Каждый трансформатор оборудуется двумя или более обмотками, индуктивно связанными между собой. Они могут быть проволочными или ленточными, покрытыми изоляционным слоем. Обмотки наматываются на сердечник, он же магнитопровод, выполненный из мягких ферромагнитных материалов. При наличии одной обмотки, такое устройство называется автотрансформатором.

Принцип действия трансформатора довольно простой и понятный. На первичную обмотку устройства подается переменное напряжение, что приводит к течению в ней переменного тока. Этот переменный ток, в свою очередь, вызывает создание в магнитопроводе переменного магнитного потока. Под его воздействием в первичной и вторичной обмотках происходит наведение переменной электродвижущей силы (ЭДС). Когда вторичная обмотка замыкается на нагрузку, по ней также начинает течь переменный ток. Этот ток во вторичной системе отличается собственными параметрами. У него индивидуальные показатели тока и напряжения, количество фаз, частота и форма кривой напряжения.

В конструкцию простейшего силового трансформатора входит магнитопровод, изготавливаемый из ферромагнитных материалов, преимущественно из листовой электротехнической стали. На стержнях магнитопровода – сердечника располагаются первичная и вторичная обмотки. Первичная обмотка соединяется с источником переменного тока, а вторичная подключается к потребителю.

Трансформатор.  Принцип действия трансформатора.

Трансформатор. Принцип действия трансформатора.

Что такое трансформатор

Трансформатор — устройство, в котором переменный ток одного напряжения преобразовывается в переменный ток другого напряжения. При этом преобразовании напряжений одновременно всегда происходит также преобразование силы тока: если трансформатор повышает напряжение, то сила тока при этом уменьшается.

Трансформатор представляет собой стальной сердечник с двумя катушками, имеющими обмотки. Одна из обмоток называется первичной, другая – вторичной. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике появляется переменный магнитный поток, который возбуждает ЭДС во вторичной обмотке. Сила тока во вторичной обмотке, не присоединенной к цепи, потребляющей энергию, равна нулю. Если цепь подсоединена и происходит потребление электроэнергии, то в соответствии с законом сохранения энергии сила тока в первичной обмотке пропорционально возрастает. Таким образом, и происходит преобразование и распределение электрической энергии.

Схематическое устройство трансформатора показано на рисунке.

На общем сердечнике (обычно из трансформаторной стали) расположены две обмотки. По одной из обмоток I, называемой первичной, под действием переменного напряжения U1 проходит переменный ток I1. Этот ток создает в сердечнике переменный магнитный поток, изменяющийся по своей величине и направлению в соответствии с изменениями тока I1. Переменный магнитный поток пронизывает витки второй обмотки II, называемой вторичной обмоткой, и индуктирует в каждом из ее витков определенную переменную ЭДС. Так как все витки обмотки II соединены последовательно, то отдельные ЭДС каждого витка складываются, а на концах вторичной обмотки получается суммарная ЭДС, также переменная по величине и направлению.

Обычно трансформаторы конструируются так, что падение напряжения во вторичной обмотке невелико (порядка 2 — 5%); поэтому с известным допущением можно принять, что на концах вторичной обмотки напряжение U2 равно её ЭДС. Это напряжение U2 будет во столько раз больше (или меньше) напряжения первичной обмотки U1, во сколько раз число витков n2 вторичной обмотки больше или меньше) числа витков n1 первичной.

Ток во вторичной обмотке I2 наоборот, будет во столько раз меньше (или больше) тока первичной обмотки I1, во сколько раз число витков n2 вторичной обмотки больше или меньше) числа витков n1 первичной.

Отношение числа витков питаемой от сети обмотки к числу витков другой обмотки или одного напряжения (первичного) к другому (вторичному) называется коэффициентом трансформации и обозначается буквой К:

Часто коэффициент трансформации выражается соотношением двух чисел, например 1:55, показывающим, что число витков первичной обмотки в 55 раз меньше числа витков вторичной.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий