Vi fortsätter vår bekantskap med elektroniska komponenter och i den här artikeln kommer vi att titta på enhet och princip för drift av transformatorn.
Transformatorer har funnit bred användning inom radio- och elektroteknik och används för överföring och distribution av elektrisk energi i kraftförsörjningsnät, för att driva radioutrustningskretsar, i omvandlaranordningar, som svetstransformatorer, etc.
Transformator utformad för att konvertera AC spänning ett värde till en växelspänning av ett annat värde.
I de flesta fall består en transformator av en sluten magnetisk krets (kärna) med två elektriskt oanslutna lindningar placerade på den. Den magnetiska kärnan är gjord av ferromagnetiskt material, och lindningarna lindas med isolerad koppartråd och placeras på den magnetiska kärnan.
En lindning är ansluten till en växelströmskälla och kallas primär(I), spänning tas bort från den andra lindningen för att driva lasten och lindningen anropas sekundär(II). Ett schematiskt diagram av en enkel transformator med två lindningar visas i figuren nedan.
1. Principen för driften av transformatorn.
Transformatorns funktionsprincip är baserad på fenomenet elektromagnetisk induktion.
Om växelspänning appliceras på primärlindningen U1, då kommer växelström att flyta genom lindningens varv Io, som kommer att skapa runt lindningen och i den magnetiska kärnan växlande magnetfält. Magnetfält producerar magnetiskt flöde Fo, som passerar längs den magnetiska kretsen, korsar varven på primär- och sekundärlindningarna och inducerar (inducerar) alternerande emk i dem - e1 Och e2. Och om du ansluter en voltmeter till terminalerna på sekundärlindningen kommer den att visa närvaron av utspänning U2, vilket kommer att vara ungefär lika med den inducerade emk e2.
När en last, till exempel en glödlampa, kopplas till sekundärlindningen uppstår en ström i primärlindningen I1 bildar ett alternerande magnetiskt flöde i den magnetiska kretsen F1 varierar med samma frekvens som strömmen I1. Under påverkan av ett alternerande magnetiskt flöde uppstår en ström i sekundärlindningskretsen I2, vilket i sin tur skapar ett motverkande magnetiskt flöde enligt Lenz’ lag F2, som försöker avmagnetisera det magnetiska flödet som genererar den.
Som ett resultat av flödets avmagnetiserande effekt F2 Magnetiskt flöde etableras i den magnetiska kretsen Fo lika med flödesskillnaden F1 Och F2 och vara en del av flödet F1, dvs.
Resulterande magnetiskt flöde Fo säkerställer överföringen av magnetisk energi från primärlindningen till sekundärlindningen och inducerar en elektromotorisk kraft i sekundärlindningen e2, under påverkan av vilken ström flyter i sekundärkretsen I2. Det beror på närvaron av magnetiskt flöde Fo och det finns en ström I2, som blir desto större ju fler Fo. Men samtidigt, desto större ström I2, desto större motflöde F2 och därför mindre Fo.
Av ovanstående följer att vid vissa värden av det magnetiska flödet F1 och motstånd sekundärlindning Och massor motsvarande EMF-värden är inställda e2, aktuell I2 och flöde F2, vilket säkerställer balansen mellan magnetiska flöden i den magnetiska kretsen, uttryckt med formeln ovan.
Alltså flödesskillnaden F1 Och F2 kan inte vara noll, eftersom det i det här fallet inte skulle finnas någon huvudtråd Fo, och utan det kunde flödet inte existera F2 och nuvarande I2. Därför det magnetiska flödet F1, skapad av primärströmmen I1, alltid mer magnetiskt flöde F2, skapad av sekundärströmmen I2.
Storleken på det magnetiska flödet beror på strömmen som skapar det och på antalet varv av lindningen genom vilken den passerar.
Spänningen på sekundärlindningen beror på förhållandet mellan antalet varv i lindningarna. Med samma antal varv kommer spänningen på sekundärlindningen att vara ungefär lika med den spänning som tillförs primärlindningen, och en sådan transformator kallas delning.
Om sekundärlindningen innehåller fler varv än primärlindningen, kommer spänningen som utvecklas i den att vara större än spänningen som tillförs primärlindningen, och en sådan transformator kallas ökande.
Om sekundärlindningen innehåller färre varv än primärlindningen, kommer dess spänning att vara mindre än spänningen som tillförs primärlindningen, och en sådan transformator kallas nedåt.
Därför. Genom att välja antalet varv av lindningar vid en given inspänning U1 få önskad utspänning U2. För att göra detta använder de speciella metoder för att beräkna parametrarna för transformatorer, med hjälp av vilka lindningarna beräknas, ledarnas tvärsnitt väljs, antalet varv bestäms, liksom tjockleken och typen av den magnetiska kärnan.
Transformatorn kan endast fungera i växelströmskretsar. Om dess primärlindning är ansluten till en likströmskälla, bildas ett magnetiskt flöde i den magnetiska kretsen, konstant i tid, i storlek och riktning. I detta fall kommer en växelspänning inte att induceras i primär- och sekundärlindningarna, och därför kommer elektrisk energi inte att överföras från primärkretsen till sekundärkretsen. Men om en pulserande ström flyter i transformatorns primärlindning, kommer en växelspänning att induceras i sekundärlindningen, vars frekvens kommer att vara lika med frekvensen av rippelströmmen i primärlindningen.
2. Transformatordesign.
2.1. Magnetisk kärna. Magnetiska material.
Ändamål magnetisk krets består i att skapa en sluten bana för det magnetiska flödet med minimalt magnetiskt motstånd. Därför är magnetiska kärnor för transformatorer gjorda av material med hög magnetisk permeabilitet i starka alternerande magnetfält. Materialen måste ha låga virvelströmsförluster för att inte överhetta den magnetiska kärnan vid tillräckligt höga värden av magnetisk induktion, vara ganska billiga och inte kräva komplex mekanisk och termisk behandling.
Magnetiska material, som används för tillverkning av magnetiska kärnor, tillverkas i form av separata ark, eller i form av långa band av en viss tjocklek och bredd och kallas elektriska stål.
Stålplåt (GOST 802-58) tillverkas genom varm- och kallvalsning, bandstrukturerade stål (GOST 9925-61) endast genom kallvalsning.
Används också är järn-nickellegeringar med hög magnetisk permeabilitet, till exempel permalloy, permindur, etc. (GOST 10160-62), och lågfrekventa mjuka magnetiska ferriter.
För tillverkning av en mängd olika relativt billiga transformatorer används de i stor utsträckning elektriska stål, som har en låg kostnad och tillåter transformatorn att fungera både med och utan konstant magnetisering av magnetkretsen. De mest använda stålen är kallvalsade stål med bästa egenskaper jämfört med varmvalsande stål.
Legeringar med hög magnetisk permeabilitet används för tillverkning av pulstransformatorer och transformatorer utformade för att arbeta vid förhöjda och höga frekvenser 50 – 100 kHz.
Nackdelen med sådana legeringar är deras höga kostnad. Till exempel är kostnaden för permalloy 10–20 gånger högre än kostnaden för elstål, och permendur är 150 gånger högre. Men i vissa fall kan deras användning avsevärt minska vikten, volymen och till och med den totala kostnaden för transformatorn.
En annan nackdel är den starka inverkan av permanent magnetisering och alternerande magnetiska fält på den magnetiska permeabiliteten, såväl som lågt motstånd mot mekanisk påverkan - stötar, tryck etc.
Från mjuka magnetiska lågfrekventa ferriter tillverkad med hög initial permeabilitet pressade magnetiska kärnor, som används för tillverkning av pulstransformatorer och transformatorer som arbetar vid höga frekvenser från 50 - 100 kHz. Fördelen med ferriter är deras låga kostnad, men nackdelen är låg mättnadsinduktion (0,4 - 0,5 T) och stark temperatur- och amplitudinstabilitet av magnetisk permeabilitet. Därför används de endast i svaga fält.
Valet av magnetiska material görs baserat på elektromagnetiska egenskaper, med hänsyn till transformatorns driftsförhållanden och syfte.
2.2. Typer av magnetiska kretsar.
Magnetiska kärnor av transformatorer är indelade i laminerad(stämplad) och tejpa(tvinnad), tillverkad av plåtmaterial och pressad av ferriter.
Laminerad Magnetiska kärnor är sammansatta av platta stansade plattor av lämplig form. Dessutom kan plattorna tillverkas av nästan alla, till och med mycket ömtåliga, material, vilket är en fördel med dessa magnetiska kärnor.
Tejpa Magnetiska kärnor är gjorda av ett tunt band lindat i form av en spiral, vars varv är fast förbundna med varandra. Fördelen med remsa magnetiska kärnor är den fulla användningen av egenskaperna hos magnetiska material, vilket gör det möjligt att minska vikten, storleken och kostnaden för transformatorn.
Beroende på typen av magnetisk krets är transformatorer indelade i stång, armerad Och toroidal. Dessutom kan var och en av dessa typer vara antingen stång eller tejp.
Stång.
I magnetiska kretsar typ av spö lindningar är placerade på två stavar ( stång kallas den del av magnetkretsen på vilken lindningarna är placerade). Detta komplicerar konstruktionen av transformatorn, men minskar lindningstjockleken, vilket bidrar till att minska läckageinduktansen, trådförbrukningen och ökar kylytan.
Stavmagnetiska kärnor används i utgångstransformatorer med låg störningsnivå, eftersom de är okänsliga för effekterna av externa lågfrekventa magnetfält. Detta förklaras av det faktum att under påverkan av ett externt magnetfält induceras spänningar som är motsatta i fas i båda spolarna, som, när lindningarnas varv är lika, kompenserar varandra. Som regel är transformatorer med hög och medelstor effekt gjorda av stavtyp.
Armerad.
I den magnetiska kretsen pansartyp lindningen är placerad på den centrala stången. Detta förenklar transformatordesignen, möjliggör större fönsterutnyttjande av lindningen och ger också ett visst mekaniskt skydd för lindningen. Därför används sådana magnetiska kretsar mest.
En nackdel med armerade magnetiska kärnor är deras ökade känslighet för lågfrekventa magnetfält, vilket gör dem olämpliga för användning som utgångstransformatorer med låga brusnivåer. Oftast är medelstora transformatorer och mikrotransformatorer bepansrade.
Toroidal.
Toroidal eller ringa transformatorer gör det möjligt att bättre utnyttja materialets magnetiska egenskaper, har låga dissipationsflöden och skapar ett mycket svagt externt magnetfält, vilket är särskilt viktigt i högfrekventa och pulstransformatorer. Men på grund av komplexiteten i tillverkningen av lindningarna användes de inte i stor utsträckning. Oftast är de gjorda av ferrit.
För att minska förluster på grund av virvelströmmar, monteras laminerade magnetiska kretsar av stansade plattor 0,35 - 0,5 mm tjocka, som är belagda på ena sidan med ett skikt av 0,01 mm tjockt lack eller en oxidfilm.
Tejpen för tejpmagnetiska kärnor har en tjocklek från några hundradelar till 0,35 mm och är även täckt med en elektriskt isolerande och samtidigt självhäftande suspension eller oxidfilm. Och ju tunnare isoleringsskiktet är, desto tätare är tvärsnittet av den magnetiska kretsen fylld med magnetiskt material, desto mindre är transformatorns totala dimensioner.
Nyligen, tillsammans med de "traditionella" typerna av magnetiska kärnor, har nya former använts, som inkluderar magnetiska kärnor av "kabel"-typ, "inverterad torus", spoletyp, etc.
Låt oss lämna det vid det här laget. Låt oss fortsätta i .
Lycka till!
Litteratur:
1. V. A. Volgov - "Delar och komponenter till radioelektronisk utrustning", Energia, Moskva 1977
2. V. N. Vanin - "Current Transformers", Publishing House "Energia" Moskva 1966 Leningrad.
3. I. I. Belopolsky - "Beräkning av transformatorer och drosslar med låg effekt", M-L, Gosenergoizdat, 1963.
4. G. N. Petrov - "Transformers. Volym 1. Fundamentals of Theory", State Energy Publishing House, Moskva 1934 Leningrad.
5. V. G. Borisov, "Ung radioamatör", Moskva, "Radio och kommunikation" 1992
Låt oss ta en spole med en ferromagnetisk kärna och ta ut den separat element ohmsk resistans hos lindningen som visas i Fig. 2.8.
Figur 2.8 – Att härleda formeln för transformator EMF
När du slår på växelspänningen e c i spolen, enligt lagen om elektromagnetisk induktion, uppstår en självinduktion emf e L.
(2.8)
där ψ är flödeskoppling,
W – antal varv i lindningen,
Ф – magnetiskt huvudflöde.
Vi försummar spridningsflödet. Spänningen som appliceras på spolen och den inducerade emk är balanserade. Enligt Kirchhoffs andra lag för ingångskrets kan skrivas:
e c + e L = i * R utbyte, (2,9)
där R varv är lindningens aktiva motstånd.
Eftersom e L >> i * R utbyte försummar vi spänningsfallet över det ohmska motståndet, då e c ≈ – . Om nätverksspänningen är harmonisk e c = E m cos ωt, då E m cos ωt = , varifrån 
. Låt oss hitta det magnetiska flödet. För att göra detta tar vi den obestämda integralen av höger och vänster sida. Vi får
, (2.10)
men eftersom vi anser att magnetkretsen är linjär, flyter bara en övertonsström i kretsen och det finns ingen permanentmagnet eller konstant komponent, då är integrationskonstanten c = 0. Då är bråkdelen framför övertonsfaktorn amplituden av det magnetiska flödet, från vilket vi uttrycker E m = Ф m * W * ω. Dess effektiva värde är
Eller vi får
där s är tvärsnittet av den magnetiska kretsen (kärna, stål).
Uttryck (2.11) kallas grundformeln för transformator EMF, som endast gäller för övertonsspänning. Vanligtvis modifieras den och den så kallade formfaktorn introduceras, lika med förhållandet mellan det effektiva värdet och genomsnittet:
. (2.12)
Låt oss hitta det för en övertonssignal, men hitta medelvärdet på intervallet
Då är formfaktorn 
och den grundläggande formeln för transformatorns EMF tar sin slutliga form:
(2.13)
Om signalen är en meander, är amplitud-, effektiv- och medelvärdena för halva perioden lika med varandra och dess . Du kan hitta formfaktorn för andra signaler. Den grundläggande formeln för transformator EMF kommer att vara giltig.
Låt oss konstruera ett vektordiagram av en spole med en ferromagnetisk kärna. Med en sinusformad spänning vid spolklämmorna är dess magnetiska flöde också sinusformigt och släpar efter i fas från spänningen med en vinkel π/2 som visas i fig. 2.9a.
Figur 2.9 – Vektordiagram av en spole med ferromagnetisk
kärna a) utan förluster; b) med förluster
I en förlustfri spole är magnetiseringsströmmen - reaktiv ström (I p) i fas med det magnetiska flödet Ф m. Om det finns förluster i kärnan (), är vinkeln vinkeln för förluster på grund av magnetiseringsomkastning av kärnan. Den aktiva komponenten av strömmen Ia kännetecknar förlusterna i magnetkretsen.
Låt oss ta en spole med en ferromagnetisk kärna och ta ut lindningens ohmska motstånd som ett separat element, som visas i figur 1.
Figur 1. Induktor med ferromagnetisk kärna
När en växelspänning e c appliceras på spolen, enligt lagen om elektromagnetisk induktion, uppstår en självinduktion emf e L.
(1) var ψ
— flödeskoppling, W- antal varv i lindningen, F- huvudmagnetiskt flöde. Vi försummar spridningsflödet. Spänningen som appliceras på spolen och den inducerade emk är balanserade. Enligt Kirchhoffs andra lag för ingångskretsen kan vi skriva:
e c + e L = i × R utbyte, (2)Där R obm - aktivt motstånd hos lindningen.
Därför att e L >> i × R utbyte, då försummar vi spänningsfallet över det ohmska motståndet, då e c ≈ −e L. Om nätspänningen är harmonisk, e c = E m cosω t, Det:
(3)
Låt oss hitta det magnetiska flödet från denna formel. För att göra detta överför vi antalet varv i lindningen till vänster sida och det magnetiska flödet Ф till höger:
(4)
Låt oss nu ta den obestämda integralen av höger och vänster sida:
(5)Eftersom vi anser att den magnetiska kretsen är linjär, flyter endast harmonisk ström i kretsen och det finns ingen permanent magnet eller konstant komponent av det magnetiska flödet, då är integrationskonstanten c = 0. Då är bråkdelen framför sinus amplituden för det magnetiska flödet
(6)varifrån vi uttrycker amplituden för ingångs-EMK
E m = F m × W & gånger ω (7)Dess effektiva värde är
(8) (9)Uttryck (9) kallas grundläggande formel för transformator EMF, vilket endast gäller för övertonsspänning. Med en icke-harmonisk spänning modifieras den och den så kallade formfaktorn introduceras, lika med förhållandet mellan det effektiva värdet och genomsnittet:
(10)
Låt oss hitta formfaktorn för en övertonssignal och hitta medelvärdet i intervallet från 0 till π/2
(11)
Då är formfaktorn 
och den grundläggande formeln för transformatorns EMF tar sin slutliga form:
Om signalen är en sekvens av rektangulära pulser med samma varaktighet (meander), är amplitud-, effektiva och medelvärdena under en halv period lika med varandra och dess k f = 1. Du kan hitta formfaktorn för andra signaler. Den grundläggande formeln för transformator EMF kommer att vara giltig.
Låt oss konstruera ett vektordiagram av en spole med en ferromagnetisk kärna. Med en sinusformad spänning vid spolklämmorna är dess magnetiska flöde också sinusformigt och släpar i fas från spänningen med en vinkel π/2 som visas i figur 2.
PRAKTIK
PÅ ELEKTRISKA MASKINER
OCH APPARATER
Handledning
För heltids- och deltidsstudenter
inom området instrumentteknik och optik
som läromedel för högskolestudenter
institutioner som studerar i specialitet 200101 (190100)
"Instrumenttillverkning"
Kazan 2005
UDC 621.375+621.316.5
BBK 31.261+31.264
Prokhorov S.G., Khusnutdinov R.A. Verkstad om elektriska maskiner
och apparater: Lärobok: För heltids- och deltidsstuderande. Kazan: Kazan Publishing House. ange tech. Univ., 2005. 90 sid.
ISBN 5-7579-0806-8
Designad för att genomföra praktiska klasser och utföra självständigt arbete inom disciplinen "Elektriska maskiner och apparater" i riktning mot utbildning av en certifierad specialist 653700 - "Instrumenttillverkning".
Manualen kan vara användbar för studenter som studerar disciplinen
"Elektroteknik", "Elektromekanisk utrustning vid instrumenttillverkning",
"Elektriska maskiner i instrumentanordningar", samt elever av alla
tekniska specialiteter, inklusive elektroteknik.
Tabell Il. Bibliografi: 11 titlar.
Granskare: Institutionen för elektrisk drivning och automatisering av industriella installationer och tekniska komplex (Kazan State Energy University); professor, kandidat fysik och matematik Vetenskaper, docent V.A. Kirsanov (Kazan-grenen av Chelyabinsk Tank Institute)
ISBN 5-7579-0806-8 © Kazan Publishing House. ange tech. Universitet, 2005
© Prokhorov S.G., Khusnutdinov R.A.,
De föreslagna proven inom disciplinen "Elektriska maskiner och apparater" är avsedda för praktisk träning och självständigt arbete. Testerna är sammanställda i avsnitten "Transformatorer", "Asynkrona maskiner", " Synkrona maskiner", "DC-kommutatormaskiner", " Elektriska apparater" Svaren i tabellform ges i slutet av manualen.
TRANSFORMATORER
1. Varför hålls luftspalterna i transformatorn till ett minimum?
1) För att öka kärnans mekaniska hållfasthet.
3) För att minska transformatorns magnetiska brus.
4) För att öka kärnans massa.
2. Varför är transformatorkärnan gjord av elektriskt stål?
1) För att minska tomgångsströmmen.
2) För att minska den magnetiserande komponenten av tomgångsströmmen
3) För att minska den aktiva komponenten av tomgångsströmmen.
4) För att förbättra korrosionsbeständigheten.
3. Varför hålls transformatorns kärnplattor samman med stift?
1) För att öka den mekaniska styrkan.
2) För att fästa transformatorn på ett föremål.
3) För att minska fukt inne i kärnan.
4) För att minska magnetiskt brus.
4. Varför är transformatorkärnan gjord av elektriska stålplåtar elektriskt isolerade från varandra?
1) För att minska kärnmassan.
2) För att öka kärnans elektriska styrka.
3) För att minska virvelströmmar.
4) För att förenkla designen av transformatorn.
5. Hur betecknas början av primärlindningen i en trefastransformator?
1) a, b, c 2) x, y, z 3) A, B, C 4) X, Y, Z
6. Hur är primär- och sekundärlindningarna på en trefastransformator anslutna om transformatorn har grupp 11 (Y - stjärna, Δ - triangel)?
1) Y/Δ 2) Δ/Y 3) Y/Y 4) Δ/Δ
7. Hur skiljer sig magnetkärnan och lindningen i en konventionell transformator i vikt från en autotransformator om transformationsförhållandena är desamma? TILL=1,95? Effekten och märkspänningen för enheterna är desamma.
1) Ingen skillnad.
2) Massorna hos den magnetiska kretsen och autotransformatorns lindning är mindre än massorna
magnetisk kärna respektive lindningar hos en konventionell transformator.
3) Massan av den magnetiska kretsen hos en autotransformator är mindre än massan av den magnetiska kretsen hos en konventionell transformator, och lindningarnas massor är lika.
4) Massorna hos den magnetiska kärnan och lindningarna i en konventionell transformator är mindre än motsvarande värden för en autotransformator.
5) Massan av autotransformatorlindningen är mindre än massan av lindningarna i en konventionell transformator, och massan av magnetkärnorna är lika.
8. Vilken lag för elektroteknik bygger driftprincipen för en transformator på?
1) Om lagen om elektromagnetiska krafter.
2) Baserat på Ohms lag.
3) Om lagen om elektromagnetisk induktion.
4) Baserat på Kirchhoffs första lag.
5) Baserat på Kirchhoffs andra lag.
9. Vad händer med transformatorn om den ansluts till ett DC-nät av samma storlek?
1) Inget kommer att hända.
2) Kan brinna.
3) Det magnetiska huvudflödet kommer att minska.
4) Det magnetiska läckflödet för primärlindningen kommer att minska.
10. Vad transformerar en transformator?
1) Strömmens storlek.
2) Storleken på spänningen.
3) Frekvens.
4) Ström- och spänningsvärden.
11. Hur överförs elektrisk energi från primärlindningen i en autotransformator till den sekundära?
1) Elektriskt.
2) Elektromagnetiskt sätt.
3) Elektriskt och elektromagnetiskt.
4) Som i en vanlig transformator.
12. Vilket magnetiskt flöde i en transformator bär elektrisk energi?
1) Magnetiskt läckflöde av primärlindningen.
2) Magnetiskt läckflöde av sekundärlindningen.
3) Magnetiskt flöde av sekundärlindningen.
4) Magnetiskt flöde av kärnan.
13. Vad påverkas av den självinduktiva emk i primärlindningen i en transformator?
1) Ökar primärlindningens aktiva motstånd.
2) Minskar primärlindningens aktiva motstånd.
3) Minskar strömmen i transformatorns primärlindning.
4) Ökar strömmen i transformatorns sekundärlindning.
5) Ökar strömmen i transformatorns primärlindning.
14. Vad påverkas av den självinduktiva emk i sekundärlindningen i en transformator?
1) Ökar sekundärlindningens aktiva motstånd.
2) Minskar sekundärlindningens aktiva motstånd.
3) Minskar strömmen i transformatorns sekundärlindning.
4) Ökar strömmen i transformatorns primärlindning.
5) Minskar sekundärlindningens induktiva reaktans
transformator.
15. Vilken roll har EMF för ömsesidig induktion av sekundärlindningen i en transformator?
1) Det är en källa till EMF för den sekundära kretsen.
2) Minskar primärlindningsströmmen.
3) Minskar sekundärlindningsströmmen.
4) Ökar transformatorns magnetiska flöde.
16. Välj formeln för lagen för elektromagnetisk induktion:
Välj korrekt stavning av det effektiva värdet för EMF för transformatorns sekundärlindning.
18. Hur jämför spänningarna i storlek? kortslutning U 1k och nominell U 1n i medelstora transformatorer?
1) U 1k ≈ 0,05. U 1n 2) U 1k ≈ 0,5. U 1n 3) U 1k ≈ 0,6. U 1n
4) U 1k ≈ 0,75. U 1n 5) U 1k ≈ U 1n
19. Vilka parametrar för den T-formade ekvivalenta kretsen för en transformator bestäms av tomgångsupplevelsen?
1) r 0 , r 1 2) X 0 , r 1 3) r' 2 , X' 2
Hur fungerar en transformator?
(b, c) B x. W 2 ansluter till lasten.
U 1 jag 1 F. Detta flöde inducerar en emk e 1 Och e 2 i transformatorns lindningar:
EMF e 1 U 1, emf e 2 skapar spänning U 2
· Step-down transformator – en transformator som minskar spänningen (K>1).
Vad är omvandlingsförhållandet?
Transformationsförhållande är förhållandet mellan de effektiva spänningarna vid ändarna av primär- och sekundärlindningarna när sekundärlindningarna är öppna (transformatorns obelastade). K=Wi/W2=e1/e2.
För en transformator som arbetar i tomgångsläge kan vi med tillräcklig noggrannhet anta att .
Vilka nominella parametrar för transformatorn känner du till och vad bestämmer de?
Märkeffekt är märkeffekten för var och en av transformatorlindningarna. Märkström, lindningarnas spänning. Den externa egenskapen är beroendet av spänningen vid transformatorns terminaler på strömmen som flyter genom lasten som är ansluten till dessa terminaler, dvs. beroende U2=f(I2) vid U1=konst. Lasten bestäms av lastfaktorn Kn=I2/I2nom ≈ I1/I1nom, verkningsgrad - η = P2/P1
Hur bestämmer man märkströmmarna för transformatorlindningarna om transformatorns märkeffekt är känd?
Märkeffekten för en tvålindad transformator är märkeffekten för var och en av transformatorlindningarna.
Märkeffektekvation: S H =U1 * I1 ≈ U2 * I2
Il = SH/Ui; I2 = SH/U2
Vad kallas den yttre egenskapen hos en transformator och hur får man den?
Den externa egenskapen är beroendet av spänningen vid transformatorns terminaler på strömmen som flyter genom lasten som är ansluten till dessa terminaler, dvs. beroende U 2 =f(I 2) vid U 1 =konst. När belastningen (ström I 2) ändras ändras transformatorns sekundärspänning. Detta förklaras av en förändring i spänningsfallet över motståndet i sekundärlindningen I 2 " z 2 och en förändring i EMF E2"=E1 på grund av en förändring i spänningsfallet över resistansen hos primärlindningen.
EMF- och spänningsjämviktsekvationerna har formen:
Ù 1 = –È 1 + Ì 1 " z 1, Ù 2 "=È 2 – Ì 2 " z 2 " (1)
Lastvärdet i transformatorer bestäms av lastfaktorn:
Kn =I2/I2nom ≈ I1/I1 nom;
Belastningens natur är fasförskjutningsvinkeln för sekundärspänningen och strömmen. I praktiken används formeln ofta
U 2 = U 20 (1 - Δu/100),
Δu=K n (u ka cosφ 2 + u cr sinφ 2)
u ka = 100 % I 1nom (R 1 - R 2 ")/U 1nom
u ka = 100% I 1nom (X 1 - X 2 ")/U 1nom
Hur hittar man den procentuella förändringen i transformatorns sekundärspänning för en given last?
Den procentuella förändringen av sekundärspänningen ∆U 2 % vid variabel belastning bestäms enligt följande: , där är sekundärspänningarna vid tomgång respektive vid en given belastning.
Vilka transformatorekvivalenta kretsar känner du till och hur bestäms deras parametrar?
T-formad transformator ekvivalent krets:
Hur fungerar en transformator?
En transformator är en statisk elektromagnetisk anordning utformad för att omvandla, genom ett magnetiskt flöde, elektrisk växelströmsenergi för en spänning till elektrisk växelströmsenergi av en annan spänning med konstant frekvens.
Transformatorns elektromagnetiska krets (a) och symboliska grafiska symboler för transformatorn (b, c) visas i fig. 1. Det finns två lindningar placerade på en sluten magnetisk krets gjord av plåtar av elektriskt stål. Primärlindning med antal varv B x ansluter till en elektrisk energikälla med spänning U . Sekundärlindning med antal varv W 2 ansluter till lasten.
Vad bestämmer transformatorlindningarnas EMF och vad är deras syfte?
Under påverkan av tillförd växelspänning U 1 ström visas i primärlindningen jag 1 och ett föränderligt magnetiskt flöde uppträder F. Detta flöde inducerar en emk e 1 Och e 2 i transformatorns lindningar:
EMF e 1 balanserar huvuddelen av källspänningen U 1, emf e 2 skapar spänning U 2 vid transformatorns utgångsterminaler.
3. I vilka fall kallas en transformator step-up transformator och i vilka fall kallas den step-down transformator?
· Step-down transformator – en transformator som minskar spänningen (K>1).
Step-up transformator - en transformator som ökar spänningen (K<1).