Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Godine 1831. engleski fizičar Michael Faraday otkrio je događaj elektromagnetske indukcije. To je osnova za rad električnog pretvarača. Kada je radio istraživanja na polju električne energije, Faraday je u svojim bilješkama opisao iskustvo u kojem je zarezao petnaest centimetara i dva centimetra debljine na željeznom prstenu s dvije bakrene žice duge petnaest i osamnaest centimetara.

Povijest transformatora

Slika budućeg transformatora na dijagramu prvi je put otkrivena 1831. godine u djelima M. Faradaya i D. Henryja. Kasnije je G. Rumkorf izumio indukcijski svitak posebne izvedbe, koji je zapravo bio prvi transformator.

Braća Hopkinson stvorila su teoriju elektromagnetskih krugova. Najprije su naučili da broje magnetochains. Ali oni nisu razumjeli jednu stvar: ovaj uređaj ima svojstvo promjene napona i struje, naime, mijenjanje izmjenične struje u istosmjernu struju, što transformator radi. Upton, Edisonov pomoćnik, preporučio je da se jezgre izrade u dijamantima, od pojedinačnih metalnih listova, tako da su vrtložne struje bile lokalizirane.

Hlađenje uljem utjecalo je na pouzdan rad pretvarača na bolje. Swinburn je spustio transformator u keramičku posudu napunjenu uljem, što je znatno povećalo pouzdanost izolacijskog namota.

Godine 1928. u Moskvi je započela proizvodnja energetskih transformatora u SSSR-u. Početkom 20. stoljeća, metalurški znanstvenik R. Hedfield, na temelju svojih eksperimenata, otkrio je da različiti aditivi utječu na svojstva željeza. Tijekom daljnjih eksperimenata razvio je prvu čeličnu sondu koja je uključivala silicij. Sljedeći korak u proizvodnji jezgri bio je utvrditi činjenicu da se s kombiniranim učinkom valjanja i grijanja čelika koji sadrže silicij nastaju nova magnetska svojstva: magnetsko obogaćivanje povećava se za 50%, potrošnja na histerezu se smanjuje 4 puta, a magnetska penetracija se povećava u 5 puta.

Svrha i primjena

Transformator je statički elektromagnetski pretvarač s dva ili više nepokretnih namotaja, koji je dizajniran za pretvaranje električnih parametara pomoću elektromagnetske indukcije. Transformatori se koriste u energetskim sustavima u prijenosu električne energije iz elektrane na potrošača iu različitim električnim instalacijama radi dobivanja napona željene vrijednosti.

Ovaj članak daje primjer jednostavnog transformatora male snage, koji se često koristi u uređajima za automatizaciju, mjernoj i računalnoj opremi, te različitim uređajima.

Transformatorski uređaj

Sl. 1 Elektromagnetski krug jednofaznog transformatora u načinu rada .

Primarni i sekundarni namot

Transformator ima dva namota:

  • primarno (I) - na koje opskrbljujemo električnom energijom;
  • sekundarni (II) - na koji pričvršćujemo prijemnik snage.

Može biti visok (vn) i nizak (n.) Napon

U slučaju kada je sekundarni napon manji od primarnog napona, step-down transformator pretvara električnu energiju s 380 V na 220 V, ako se desi suprotno, zatim na step-up transformator.

Pogledajmo pobliže što transformator radi i kako je raspoređen, prikazan na slici 1.

Načelo djelovanja

Na namotaj polja primjenjujemo izmjenični napon U1, budući da namotaj polja ima otpor i generira se električna struja. Struja koja prolazi kroz zavojnice inducira magnetomotornu silu, a magnetomotorna sila inducira magnetski tok. Magnetski tok prolazi kroz jezgru, prolazeći sve zavoje primarnog i sekundarnog namota. U ovom slučaju, magnetski tok (FT) je glavni, tj. Radni. Drugi (manji) dio protoka je zatvoren zrakom, prolazi samo kroz zavoje primarnog namota, a disipacijski je tok Fs1.

Ako je sekundarni krug (napajan iz sekundarnog (II) namota) otvoren, naravno, nema struje, ne postoji mogućnost stvaranja magnetskog polja. Ali ovdje smo zatvorili (II) krug, struja je prošla kroz njega. To znači da se formira magnetsko polje koje, s druge strane, stvara dva magnetska toka:

  • 1 struja - u jezgru;
  • 2 potok - zatvara zrak.

To znači da je disperzijski tok također induciran oko (II) namotaja. Tokovi disipacije slični su magnetskom fluksu samo-indukcije, koji stvara struju u jednoj ili drugoj indukcijskoj zavojnici i drugoj žici. Tokovi su štetni. Pri primjeni pravila elektromagnetske indukcije kada se mijenja glavni magnetski tok, emf se inducira (I) E1 iu (II) E2 namotima.

Budući da se duž (I) spirale s brojem zavoja w1 i kroz (II) spirale s brojem okreta w2, prolazi isti glavni protok, zatim se u svakom zavoju obiju spirala inducira EMF jednaka vrijednosti. Dakle, Es1 = ew1 i E2 = ew2, iz toga slijedi da je K koeficijent promjene transformatora.

Protok disipacije inducira elektromotornu disipacijsku silu u primarnom namotu Es 1. Stoga, napon koji se primjenjuje na (I) namotaj transformatora U1 mora odgovarati padu napona u strujnom otporu I1 r1 (I) namota, rasipanju elektromotorne sile i EMS glavnog protoka.

Kod nepovezanog (II) kruga, Es1 i I1, r1 su zanemarivi, što znači da elektromotorna sila E1 inducirana u (I) namotu u potpunosti opravdava primijenjeni napon U1. Kada je krug E2 E2 otvoren (II), električna struja prestaje teći, ali ako zatvorite namot (II) spajanjem električnih prijamnika, tada pod utjecajem (II) EMF (II) kruga, struja koja ide do transformatora (I) mijenja snagu u (II) ) i primjenjuju se na prijemnike električne energije.

Ako ne uzmete u obzir gubitak, možete pretpostaviti da je prikladna snaga E1 I1 gotovo jednaka (II) snazi E2 I2 (I1 i I2 - (I) i (II) struji transformatora). To jest, pri promjeni (I) i (II) struje su približno obrnuto proporcionalne brojevima odgovarajućih namota. (Ii) struja I2, koja teče spiralom, stvara amper-spiralu I2 w2, koja prolazi u istom transformatorskom krugu kao amper-zavoj (I) spirale. To znači da će se pod opterećenjem glavni elektromagnetski tok usmjeriti prema zajedničkom djelovanju ampera 11 w1 (I) i ampera I2 w2 (II) namota.

Prema Joule-Lenzovom zakonu, električna indukcijska struja u sekundarnom namotu je koncentrirana na takav način da usporava promjenu elektromagnetske veze. Promjena elektromagnetskog toka potaknuta je primarnim ampernim zavojima od l1 w1. Potrebno je da struja II teče u takvom smjeru da formirane amper-spirale rade u suprotnom smjeru od I namota. Pad glavnog magnetskog toka uslijed gubitka magnetskog djelovanja II amper-spirale izazvat će smanjenje indukcijske i elektromotorne sile u prvom namotu.

U slučaju kada je napon koji se dovodi do terminala I namota konstantan, kada pada, ne izjednačava napon, zbog toga struja raste do parametara na kojima se nastavlja jednakost napona. U tom slučaju, glavni magnetski tok mora održavati parametre jednake veličini glavnog fluksa u slobodnom toku. Pod bilo kojim opterećenjem pretvarača, napon U1 mora odgovarati elektromotornoj sili E1 (pad napona u I namotu se zanemaruje).

Potrebno je da glavni elektromagnetski tok Ft ostane konstantan pri različitim opterećenjima transformatora. Struja I1 u (I) namotu treba nadoknaditi utjecaj ampera koji se javljaju kada struja I2 u (II) namotu. Napon na stezaljkama (I) namotaja je uvijek manji od EMF E2 kao rezultat smanjenja napona u aktivnom i reaktivnom protuprovidu sekundarnog namota.

Klasifikacija i sorte

Transformatori su bez ulja i bez ulja . U uređajima koji sadrže ulje radni dio (namot i magnetni sustav) nalazi se u spremniku napunjenom transformatorskom tekućinom. Radni dio suhih transformatora hladi se uz pomoć okolnog zraka. Ljestvica električne energije nafte je od 10 kVA do 630 tisuća kVA, a suha ljestvica od jedinica VA do 1600 kVA.

Energetski jednofazni transformatori kapaciteta 4 kVA i manje i trofazni - 5 kVA i manje odnose se na uređaje male snage. Često se koriste u transformacijskim, kućanskim aparatima, elektroničkoj opremi.

Oznake ulja

  • TM - ulje, trofazno;
  • O - ima jednu fazu;
  • H - postoji mogućnost kontrole napona tijekom rada;
  • P - postojanje zasebnog namota;
  • D - hlađenje ispuhivanjem ulja (puhanje izmjenjivača topline s ventilatorima);
  • C - rotirajuće hlađenje ulja kroz njegovo vađenje iz spremnika i hlađenje zrakom ili vodom.

Zatim upišite brojeve koji označavaju snagu i prvi napon.

Pretpostavimo: TM - 1000/10 je transformator koji radi na nafti s kapacitetom (P) od 1 tisuća kVA, 10 kV. Suhi transformatori označeni su:

  • TSZ - transformator ima tri faze, suh, zaštićen. Dostupni su u kapacitetima od 10 do 1600 kVA;
  • HV (visoki napon) - 380, 500, 660, 10 tisuća V;
  • NN (niski napon) - 230 i 400 V.

U prodaji su uređaji male snage koji imaju velik broj serija, vrsta i veličina. Transformatori koji mjere struju i napon često su uključeni u snagu. Pomoću strujnih transformatora moguće je osigurati siguran rad sklopova relejne zaštite i utvrditi bilo koju količinu struje s posebnim uređajima. Njihova sekundarna struja putovnice je 1 i 5 A.

Primarna struja je u rasponu od 5 A do 24000 A s teškim radom ove mreže od 0, 4 do 24 kV. Strujni i naponski transformatori se proizvode u serijama 35, 110, 220, 330, 500, 750 kV.

Osnovni zapis:

  • T - strujni transformator;
  • P - prolaz;
  • L - jednodijelna izolacija na bazi smole;
  • M - zauzima malo prostora;
  • O - jednolančani;
  • H - montiran;
  • W - upotreba guma;
  • Y je snažan;
  • K - ugrađen u složene transformatorske stanice.

TN-ovi se koriste u nepostojanim strujnim krugovima napona od 0, 4 do 1150 kV za napajanje uređaja za definiranje i sklopova relejne zaštite. HP-ovi do 35 kV se primjenjuju u mrežama sa zaštićenim neutralnim. Razred pouzdanosti 0, 5; 1 i 3 odgovara najvećoj pogrešci u% izmjerenog napona putovnice 0, 5%; 1%; 3%.

TN se dijele na suho i ulje . Legenda TN:

  • H - naponski transformator;
  • O - jednofazna;
  • C - suho izvođenje;
  • M - ulje hlađeno;
  • Z - uzemljenje pomoću izlaza primarnog namota;
  • K - kompenzacija kutne pogreške transformatora;
  • L - izvedba s lijevanom izolacijom;
  • E - za ugradnju na bager.

Transformatori tipa NOS, NOL, ZNOL - suhi, NOM, NOME, NTMK, NTMI, ZNOM - hlađeni uljem prirodnim hlađenjem.

Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Kategorija:

Instrumenti