Transformatoare: soiuri, circuite de înfășurare

Istoria aspectului transformatorului

Imaginea unui viitor transformator schema a fost descoperită pentru prima dată în 1831 în lucrările lui M. Faraday și D. Henry. Mai târziu, G. Rumkorf a inventat o bobină de inducție cu un design special, care a fost, de fapt, primul transformator.

Frații Hopkinson au creat teoria circuitelor electromagnetice. Ei au fost primii care au învățat cum să calculeze magneto-circuitul. Dar nu au înțeles un lucru: acest dispozitiv are proprietatea de a schimba tensiunea și curentul, și anume, schimbarea curentului alternativ într-unul constant, ceea ce face un transformator. Upton, asistentul lui Edison, a recomandat ca nucleele să fie făcute în seturi, din foi metalice individuale, astfel încât curenții turbionari să fie localizați.

Răcirea cu ulei a influențat funcționarea fiabilă a convertizorului spre mai bine. Swinburne a coborât transformatorul într-un vas ceramic umplute cu ulei, care a crescut uneori fiabilitatea înfășurării izolației.

În anul 1928 producția de transformatoare de putere a fost inițiată în URSS, la uzina de transformatoare din Moscova. La începutul anilor 1900 om de știință metalurgist R. Hedfild pe baza experimentelor sale, el a constatat că o varietate de aditivi afectează proprietățile fierului. În cursul unor experimente ulterioare, el a dezvoltat prima probă de oțel, care a inclus siliciu. Următorul pas în procesul de fabricare a miezurilor a fost stabilirea faptului că pentru expunerea mixtă de rulare și încălzirea oțelului care conține siliciu, există proprietăți magnetice noi elementare: o îmbogățire magnetică a crescut cu 50%, risipind histerezis scăzut de 4 ori, iar penetrarea magnetică a crescut De 5 ori.

Scop și aplicare

transformator - este un traductor electromagnetic static cu două sau mai multe înfășurări fixe, care este destinat pentru conversia prin inducție electromagnetică a parametrilor de cantități electrice. Transformatoarele sunt utilizate în sistemele de alimentare în transmisia de energie electrică de la centrala electrică către consumator și într-o varietate de instalații electrice pentru a obține tensiuni de mărimea necesară.

Acest articol este un exemplu de transformator simplu de joasă putere, care este adesea utilizat în dispozitivele de automatizare, echipamentele de măsurare și calcul și diverse dispozitive.

Aranjament transformator

Fig. 1 Circuitul electromagnetic al transformatorului monofazat în modul de funcționare.

Înfășurarea primară și secundară

Transformatorul are două înfășurări:

• Primar (I) - la care furnizăm energie electrică;
• secundar (II) - la care am atașat receptorul electric.

Poate fi tensiune ridicată (VN) și joasă (NN)

În cazul în care tensiunea secundară este mai mică decât tensiunea primară, transformatorul reduce puterea electrică de la 380 V la 220 V, în cazul în care este invers, atunci transformatorul crește.

Să aruncăm o privire mai atentă la ceea ce face și cum funcționează transformatorul prezentat în figura 1.

Principiul de funcționare

Pe bobina de excitație alimentăm tensiunea alternativă U1, Deoarece înfășurarea excitației are rezistență, se generează un curent electric. Curentul, care trece prin rotiri, induce forța magnetomotivă, iar forța magnetomotivă induce un flux magnetic. Fluxul magnetic trece de-a lungul miezului, trecând toate rotirile înfășurărilor primare și secundare. În acest caz, fluxul magnetic (Фт) este fluxul principal, adică fluxul de lucru. Cea de-a doua parte (mai mică) a fluxului este închisă cu aer, trecând numai prin înfășurările înfășurării primare și este fluxul împrăștiat de Fs1.

Dacă circuitul secundar (alimentat din bobina secundară (II)) este deschis, atunci, firește, nu există curent, nu există posibilitatea unui câmp magnetic. Dar aici am închis (II) lanțul, un curent a trecut prin el. Prin urmare, se formează un câmp magnetic, care, la rândul său, creează două fluxuri magnetice:

• 1 flux - în miez;
• 2 flux - este închis cu aer.

Asta înseamnă, că în jurul (II), înfășurarea este de asemenea indusă de un flux de dispersie. Fluxurile de dispersie sunt similare cu un flux magnetic de auto-inductanță, creând un curent într-unul sau alt inductor și un fir diferit. Fluxurile sunt dăunătoare. În aplicarea regulii de inducție electromagnetică, atunci când modificările fluxului magnetic principal sunt induse de înfășurările EDS (I) E1 și (II) E2.

Deoarece prin (I), la numărul de spirale se transformă din w1 și (II), la numărul de spirale transformă w2 trece același flux principal, rezultă că, în fiecare rotire a ambelor bobine este indusă egală semnificativ EDSe. Astfel, Es1 = ew1 și Es2 = ew2, rezultă din aceasta că K este coeficientul de schimbare al transformatorului.

Flux scurgere induce forța electromotoare Es disipare în înfășurarea primară 1. Prin urmare, tensiunea însumate la (I) U1 transformatorului, trebuie să corespundă căderii de tensiune în rezistența curentului I1 r1 (I) a, forța electromotoare dispersia înfășurării EMF Esl și fluxul principal E1.

Cu lanțul deconectat (II), Es 1 și I1 r1 neglijabilă, atunci forța electromotoare E1 indusă într-un (I) bobinaj, în plin U1 justifică tensiune aplicată. La deschidere, (II), emf E2 circuitul de curent electric încetează să curgă, dar în cazul scurtcircuitului (II) bobinaj conectarea receptoarelor electrice, apoi sub influența (II) tensiunea electromotoare a (II) lanț trece curent adecvat pentru transformator (I) Puterea variază în timpul (II ) și este utilizat pentru receptoare de putere.

Dacă nu luăm în calcul pierderile, putem presupune că puterea corespunzătoare E1 I1 este aproape egală cu (II) puterea E2 I2 (I1 și I2 - (I) și (II) curenții transformatorului). Adică, atunci când (I) și (II) se schimbă, curenții sunt aproximativ invers proporțional cu numărul de înfășurări corespunzătoare. (II) curentul I2, care curge într-o spirală, creează o amperi-helix I2 w2, trecând în același circuit al transformatorului cu amperi (I) ai spiralei. Prin urmare, sub sarcină, fluxul electromagnetic principal va fi ghidat de acțiunea articulară a spirelor de amperi l1 w1 (I) și a amperilor de întoarcere I2 w2 (II) ale înfășurărilor.

Conform legii lui Joule-Lenz Electroinductivul în curentul secundar de înfășurare este concentrat astfel încât să inhibe schimbarea legăturii fluxului electromagnetic. Schimbarea fluxului electromagnetic este provocată de transformările primare de amperi l1 w1. Este necesar să se curgă curentul II într-o astfel de direcție încât helicile de amperi formate să funcționeze în direcția opusă față de înfășurarea I. Căderea fluxului magnetic principal datorată pierderii acțiunii magnetice a helivelor II amperi va provoca degradarea forței de inducție și electromotoare în înfășurarea I.

În cazul în care tensiunea care ajunge la bornele înfășurării I este constantă, atunci când cade, nu echilibrează tensiunea, din acest motiv crește curentul la parametrii la care se reia egalitatea de tensiuni. În acest caz, fluxul magnetic principal este necesar pentru a menține parametrii egali cu mărimea fluxului principal la cursa liberă. La orice sarcini ale convertizorului, tensiunea U1 trebuie să corespundă forței electromotoare E1 (căderea de tensiune în bobina I este ignorată).

Este necesar ca fluxul electromagnetic principal FT să rămână constant pentru sarcini diferite ale transformatorului. Curentul I1 din (I) al înfășurării trebuie să compenseze efectul transformărilor de amperi care apar la curentul I2 din (II) înfășurarea. Tensiunea pe bornele de înfășurare (I) este întotdeauna mai mică decât EMF E2 ca rezultat al scăderii tensiunii în contramăsurile active și reactive ale înfășurării secundare.

Clasificare și soiuri

Transformatoarele se întâmplă cu întreținerea uleiului și fără ulei - Uscat. În instrumentele cu conținut de ulei, partea de lucru (sistemul de înfășurare și sistemul magnetic) se află într-un rezervor plin cu lichid de transformare. Partea de lucru a transformatoarelor uscate se răcește cu ajutorul aerului înconjurător. Gama de instalații de alimentare cu energie electrică variază de la 10 kVA la 630.000 kVA, cele uscate de la unitățile VA până la 1600 kVA.

Transformatoarele monofazate cu o putere de 4 kVA sau mai puțin și transformatoarele trifazate de 5 kVA și mai puțin sunt legate de dispozitive cu putere redusă. Ele sunt adesea folosite în transformatoare, aparate de uz casnic, echipamente radio electronice.

Etichetarea dispozitivelor cu ulei

• TM - ulei, trifazat;
• O - are o fază;
• Н - este posibilă controlul tensiunii în timpul funcționării;
• P - prezența unei înfășurări separate;
• D - răcire cu suflare cu ulei (schimbatoare de căldură suflante ale transformatorului cu ventilatoare);
• C - răcirea rotativă a uleiului prin retragerea acestuia din rezervor și răcirea cu aer sau apă.

Apoi scrieți cifrele care indică puterea și prima tensiune.

Recunoaștem: ТМ - 1000/10 - transformatorul care lucrează la ulei, capacitate (P) 1 mii kVA, 10 кВ. Transformatoarele uscate sunt desemnate:

• ТСЗ - transformatorul are trei faze, uscat, protejat. Sunt produse în scara capacităților de la 10 la 1600 kVA;
• VN (înaltă tensiune) - 380, 500, 660, 10 mii V;
• LV (joasă tensiune) - 230 și 400 V.

Instrumentele de putere mică merg în vânzare, având un număr mare de serii, tipuri și dimensiuni. Cu energie, foarte des se folosesc transformatoare pentru a măsura curentul și tensiunea. Cu ajutorul transformatoarelor de curent este posibil să se asigure funcționarea în siguranță a circuitelor de protecție a releelor ​​și să se determine orice volum de curent prin dispozitive speciale. Curentul secundar al pașaportului este 1 și 5 A.

Curentul primar este cuprins între 5 A și 24 000 A, iar rețeaua funcționează între 0,4 și 24 kV. Transformatoarele care funcționează pe curent și tensiune sunt produse în serie 35, 110, 220, 330, 500 și 750 kV.

Denumiri de bază:

• T - transformator de curent;
• П - trecerea prin;
• L - izolație solidă pe bază de rășini;
• M - ocupă puțin spațiu;
• O - față-verso;
• H - cu balamale;
• Ш - cu utilizarea unei anvelope;
• U - puternic;
• K - integrate în stațiile de transformare complexe.

ТН sunt utilizate în circuite neconstante cu tensiune de la 0,4 la 1150 kV pentru alimentarea cu energie a dispozitivelor de detectare și a circuitelor de protecție a releelor. TN-urile de până la 35 kV sunt utilizate exclusiv în rețele cu neutru protejat. Clasa de fiabilitate de 0,5-1 și 3 corespunde celei mai mari erori în% a tensiunii măsurate de 0,5% - 1% - 3%.

ТН sunt împărțite în ulei uscat și uscat. Denumiri TH:

• H - transformator de tensiune;
• O - monofazat;
• C - executarea uscată;
• M - răcirea cu ulei;
• З - fundamentarea prin încheierea unei înfășurări primare;
• K - compensarea erorii unghiulare a transformatorului;
• L - versiune cu izolație fontă;
• E - pentru instalarea pe excavatoare.

Transformatoare cum ar fi NOC, NOL, ZNOL - uscat, NOM, NOME, NTMK, NTMI, ZNOM - răcirea cu ulei natural.