Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

În 1831, fizicianul englez Michael Faraday a descoperit un eveniment de inducție electromagnetică. Acesta a constituit baza funcționării convertorului electric. Când face cercetări în domeniul energiei electrice, Faraday a descris în notele sale o experiență în care a înșurubat o grosime de cincisprezece centimetri și doi centimetri pe un inel de fier cu două fire de cupru de cincisprezece și lungi de optsprezece centimetri.

Istoria transformatorului

Imaginea transformatorului viitor pe diagrama 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 învățat mai întâi să numere magnetohains. Dar nu au înțeles un lucru: acest dispozitiv are proprietatea de a schimba tensiunea și curentul, și anume, schimbarea curentului alternativ la curentul direct, ceea ce face transformatorul. Upton, asistentul lui Edison, a recomandat ca miezurile să fie făcute în diamante, din foi metalice individuale, astfel încât curenții turbionari să fie localizați.

Răcirea cu ulei a afectat funcționarea fiabilă a convertizorului spre mai bine. Swinburn a coborât transformatorul într-un vas ceramic umplute cu ulei, ceea ce a sporit considerabil fiabilitatea înfășurării izolatoare.

În 1928, producția de transformatoare de putere în URSS a fost inițiată la Uzina de Transformatoare din Moscova. La începutul anilor 1900, cercetătorul metalurgic R. Hedfield, pe baza experimentelor sale, a constatat că diferiți aditivi afectează proprietățile fierului. În cursul unor experimente ulterioare, el a dezvoltat prima sondă de oțel, care a inclus siliciu. Următorul pas în producerea miezurilor a fost acela de a stabili faptul că, datorită efectului combinat al laminării și încălzirii oțelului conținând siliciu, apar proprietăți magnetice elementare noi: îmbogățirea magnetică a crescut cu 50%, cheltuielile pentru histerezis au scăzut de 4 ori și penetrația magnetică a crescut De 5 ori.

Scop și aplicare

Un transformator este un traductor electromagnetic static cu două sau mai multe înfășurări staționare, care este proiectat să transforme parametrii electrici prin inducție electromagnetică. Transformatoarele sunt utilizate în sistemele energetice pentru transmiterea energiei electrice de la o centrală la un consumator și într-o varietate de instalații electrice pentru a obține tensiuni de valoare dorită.

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

Dispozitiv de transformare

Fig. 1 Circuitul electromagnetic al unui transformator monofazat în modul de funcționare .

Înfășurarea primară și secundară

Transformatorul are două înfășurări:

  • primar (I) - căruia îi furnizăm energie electrică;
  • secundar (II) - la care am atașat receptorul de putere.

Poate fi mare (vn) și joasă (n.) Tensiune

În cazul în care tensiunea secundară este mai mică decât tensiunea primară, transformatorul pas cu pas transformă energia electrică de la 380 V la 220 V, dacă se întâmplă contrariul, atunci transformatorul de step-up.

Să aruncăm o privire mai atentă la ceea ce face transformatorul și la modul în care acesta este aranjat, prezentat în figura 1.

Principiul de funcționare

Aplicăm o tensiune alternativă U1 la înfășurarea câmpului, deoarece înfășurarea câmpului are rezistență și este generat un curent electric. Curentul, care trece prin bobine, induce o forță magnetomotivă, iar forța magnetomotivă induce un flux magnetic. Fluxul magnetic trece prin miez, trecând toate răsucirile înfășurărilor primare și secundare. În acest caz, fluxul magnetic (FT) este cel principal, adică cel de lucru. Cea de-a doua parte (mai mică) a fluxului este închisă cu aer, trecând numai prin rotirea înfășurării primare și este debitul de disipare Fs1.

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

  • 1 flux - în miez;
  • Fluxul 2 - închide aerul.

Aceasta înseamnă că un flux de dispersie este, de asemenea, indus în jurul înfășurărilor (II). Fluxurile de disipare sunt similare cu fluxul magnetic de auto-inducție, care creează un curent într-una sau alta bobină de inductanță și un fir diferit. Drumurile sunt dăunătoare. În aplicarea regulilor de inducție electromagnetică atunci când fluxul magnetic principal este schimbat, emf este indus (I) E1 și în (II) E2 înfășurări.

Deoarece de-a lungul spirală (I) cu numărul de spire w1 și prin (II) spirală cu numărul de spire w2, trece același flux principal, atunci, la fiecare întoarcere a ambelor spirale, este indus un EMF egal în valoare. Astfel, Es1 = ew1 și Еs2 = ew2, rezultă din aceasta că K este coeficientul de schimbare al transformatorului.

Fluxul de disipare induce o forță de disipare electromotoare în bobina primară Es 1. Prin urmare, tensiunea aplicată la (I) înfășurarea transformatorului U1 trebuie să corespundă căderii de tensiune a rezistenței curente I1 r1 (I) a înfășurării, disipării forței electromotoare Esl și EMF a fluxului principal.

Cu un circuit deconectat (II), Es1 și I1, r1 este neglijabil, ceea ce înseamnă că forța electromotoare E1 indusă în bobina (I) justifică pe deplin tensiunea aplicată U1. Când circuitul EMF E2 este deschis (II), curentul electric încetează să curgă, dar dacă închideți bobina (II) prin conectarea receptoarelor electrice, atunci sub influența (II) EMF (II) circuitului, curentul către transformator (I) ) și aplicate la receptoarele de electricitate.

Dacă nu țineți seama de pierdere, puteți presupune că o putere adecvată E1 I1 este aproape egală cu curenții de transformare E2 I2 (I1 și I2 - (I) și (II)). Adică, atunci când se schimbă (I) și (II), curenții sunt aproximativ invers proporțional cu numărul de înfășurări corespunzătoare. (Ii) curentul I2, care curge într-o spirală, creează o spirală amperi I2 w2, trecând în același circuit de transformare ca și ampera (I) a helixului. Aceasta înseamnă că, sub sarcină, fluxul electromagnetic principal va fi orientat spre acționarea în comun a racordurilor de amperi l1 w1 (I) și a torsadelor de amperi I2 w2 (II) ale înfășurărilor.

Conform legii Joule-Lenz, curentul de inducție electric în bobina secundară este concentrat în așa fel încât să încetinească modificarea legăturii fluxului electromagnetic. Schimbarea fluxului electromagnetic este declanșată de transformările amperi primare de l1 w1. Este necesar ca curentul II să curgă într-o astfel de direcție încât spiralele amperi formate să funcționeze în direcția opusă celei înfășurate. Căderea fluxului magnetic principal datorată pierderii acțiunii magnetice a spiralelor amperi II va provoca o scădere a forței de inducție și electromotoare în prima înfășurare.

În cazul în care tensiunea furnizată la bornele I a înfășurării este constantă, atunci când cade, nu echilibrează tensiunea, din acest motiv curentul se ridică la parametrii la care se reia egalitatea tensiunilor. În acest caz, fluxul magnetic principal trebuie să mențină parametrii egali cu magnitudinea fluxului principal în cursul liber. Sub orice sarcină a 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 la diferite sarcini ale transformatorului. Curentul I1 din (I) înfășurarea trebuie să compenseze impactul transformărilor de amperi care apar atunci când curentul I2 în (II) este înfășurat. Tensiunea la bornele (I) a înfășurării este întotdeauna mai mică decât EMF E2 ca rezultat al scăderii tensiunii în contracția activă și reactivă a înfășurării secundare.

Clasificarea și soiurile

Transformatoarele sunt fără ulei și fără ulei . În dispozitivele care conțin 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. Scara de putere a motorinei este de la 10 kVA la 630 mii kVA, iar scara uscată este de la unitățile VA la 1600 kVA.

Transformatoarele monofazate de putere cu o capacitate de 4 kVA și mai puțin și cele trifazate - 5 kVA și mai puțin sunt legate de dispozitive cu putere redusă. Ele sunt adesea folosite în transformatoare, electrocasnice, echipamente electronice.

Marcarea uleiului

  • TM - ulei, trifazat;
  • O - are o fază;
  • H - există capacitatea de a controla tensiunea în timpul funcționării;
  • P - prezența unei înfășurări separate;
  • D - răcire prin suflare cu ulei (schimbător de căldură cu ventilatoare);
  • C - răcirea uleiului prin rotirea acestuia din rezervor și răcirea cu aer sau apă.

Apoi scrieți cifrele care indică puterea și prima tensiune.

Să presupunem că: TM - 1000/10 este un transformator care funcționează pe bază de ulei, cu o capacitate (P) de 1 000 kVA, 10 kV. Transformatoarele uscate sunt desemnate:

  • TSZ - transformatorul are trei faze, uscat, protejat. Sunt disponibile în capacități cuprinse între 10 și 1600 kVA;
  • HV (înaltă tensiune) - 380, 500, 660, 10 mii V;
  • LV (joasă tensiune) - 230 și 400 V.

Dispozitivele de putere mică merg în vânzare, având un număr mare de serii, tipuri și dimensiuni. Transformatoarele care măsoară curentul și tensiunea sunt adesea incluse la putere. Cu ajutorul transformatoarelor de curent este posibilă asigurarea funcționării în siguranță a circuitelor de protecție a releelor și determinarea oricărei cantități de curent cu dispozitive speciale. Curentul secundar al pașaportului este de 1 și 5 A.

Curentul primar este în intervalul de la 5 A la 24000 A cu munca grea a acestei rețele de la 0, 4 la 24 kV. Transformatoarele de curent și de tensiune sunt produse în seria 35, 110, 220, 330, 500, 750 kV.

Notă de bază:

  • T - transformator de curent;
  • P - trecere;
  • L - Izolație pe bază de rășină dintr-o singură bucată;
  • M - ocupă puțin spațiu;
  • O - cu un singur fir;
  • H - montat;
  • W - cauciucuri;
  • Y este puternic;
  • K - încorporat în stațiile de transformare complexe.

TN sunt utilizate în circuite neconstante cu tensiune de la 0, 4 la 1150 kV pentru alimentarea dispozitivelor de definire și a circuitelor de protecție a releului. HP până la 35 kV sunt incluse în rețelele cu neutru protejat. Clasa de încredere 0, 5; 1 și 3 corespunde celei mai mari erori în% tensiune pașaport măsurată 0, 5%; 1%; 3%.

TN sunt împărțite în ulei uscat și uscat . Legenda TN:

  • H - transformator de tensiune;
  • O - o singură fază;
  • C - executarea uscată;
  • M - răcit cu ulei;
  • З - legarea la pământ a ieșirii înfășurării primare;
  • K - compensarea erorii unghiulare a transformatorului;
  • L - execuție cu izolație fontă;
  • E - pentru instalarea pe excavatoare.

NOS, NOL, transformatoare de tip ZNOL - uscate, NOM, NOME, NTMK, NTMI, ZNOM - răcite cu ulei prin răcire naturală.

Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Categorie:

Instrumente