электрические приборы и машины
 
 
   
 
   
 
 
     
 

Силовой трансформатор

Силовой трансформатор, являющийся неотъемлемой составной частью большинства выпрямительных установок, представляет собой устройство, предназначенное для преобразования и передачи энергии переменного тока из одной цепи в другую. При преобразовании энергии могут изменяться величины напряжений и токов, число фаз, частота и форма напряжения. Основным назначением силового трансформатора является преобразование напряжения.

 

На рис. 110, а показана схема простейшего трансформатора Тр, состоящего из замкнутого сердечника магнито-провода и двух обмоток: первичной, подсоединяемой к питающей сети, и вторичной, к которой подсоединяется нагрузка Rн. Различают два  вида режима работы трансформатора: режим холостого хода и режим под нагрузкой. Режим холостого хода имеет место при разомкнутой вторичной цепи.

Рис. 110. К анализу работы силового трансформатора: а — схематическое изображение силового трансформатора; б — приведенная схема трансформатора.

Коэффициент трансформации n силового трансформатора определяет отношение э. д. с, наводимой во вторичной обмотке, к э. д. с, наводимой в первичной обмотке:

                         (182)

С достаточной для практики точностью можно считать, что

                           (183)

При n > 1 трансформатор называют повышающим, если n < 1 трансформатор называют понижающим.

При работе трансформатора под нагрузкой появляется ток в цепи вторичной обмотки. С увеличением этого тока возрастает и мощность, выделяемая в нагрузке, а стало быть и мощность, потребляемая от сети. Так как силовые трансформаторы, как правило, имеют очень высокий коэффициент полезного действия (к. п. д. доходит почти до 98—99%), то можно написать равенство

UIII = UII III

откуда, с учетом равенства (183),

                                                  (184)

т. е. ток во вторичной обмотке III в n раз меньше тока первичной обмотки II. При n<1 (в понижающем трансформаторе) ток III, протекающий через нагрузку, больше тока II. C увеличением тока нагрузки напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора UII падает.

Зависимость напряжения UII от тока нагрузки III называется нагрузочной характеристикой трансформатора. У хорошо выполненных трансформаторов изменение напряжения на вторичной обмотке трансформатора при увеличении тока нагрузки не превышает нескольких процентов от напряжения UIIx. x в режиме холостого хода:

                                  (185)

Силовой трансформатор по отношению к питающей сети является индуктивной нагрузкой. Токи II и III, а также напряжения UI и UII сдвинуты по фазе друг относительно друга почти на 180°.

При анализе работы трансформатора пользуются приведенной схемой трансформатора, с помощью которой производится замена реальной обмотки эквивалентной. Например, если «приводится» вторичная обмотка к первичной, то эквивалентная обмотка имеет такое же число витков, как и первичная. Электромагнитная связь при этом может быть заменена электрической связью.

На рис. 110, б изображена схема трансформатора, приведенная к первичной обмотке. Для расчета таких эквивалентных схем пользуются формулами приведения:

а) вторичной цепи к первичной

                               (186)
                               (187)

где I'II, U'II — соответственно ток вторичной обмотки III и напряжение на вторичной обмотке UII пересчитанные в первичную цепь; r'II, L'pII, C'II — соответственно сопротивление вторичной обмотки rII, индуктивность рассеяния вторичной обмотки LpII и емкость вторичной цепи СII, пересчитанные в первичную цепь;

б) первичной цепи ко вторичной

                               (188)
                               (189)

где смысл величин со штрихами аналогичен, но соответствует вторичной цепи.

Большое распространение имеют однофазные многообмоточные трансформаторы, позволяющие получить на выходе несколько разных по величине переменных напряжений, и трехфазные трансформаторы, преобразующие напряжение трехфазной сети в трехфазное напряжение требуемой величины. Практическое применение находят также и однообмоточные трансформаторы — автотрансформаторы. Однако с их помощью можно получать выходное напряжение, превышающее напряжение сети не более чем в 2—2,5 раза.

 
 
     
 
Copyright © 2012 Электродвигатели и трансформаторы
электрические приборы и машины
Rambler's Top100
Создание сайта Вебцентр