Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

V 1831, anglický fyzik Michael Faraday objevil elektromagnetickou indukční událost. To tvořilo základ pro provoz elektrického měniče. Při výzkumu v oblasti elektřiny Faraday ve svých poznámkách popsal zkušenost, při které našrouboval patnáct centimetrů a dva centimetry tlusté na železný prstenec se dvěma měděnými dráty, které patřily patnáct a osmnáct centimetrů.

Historie transformátoru

Obraz budoucího transformátoru na diagramu byl poprvé objeven v roce 1831 v dílech M. Faradaye a D. Henryho. Později G. Rumkorf vynalezl indukční cívku speciálního designu, který byl ve skutečnosti prvním transformátorem.

Hopkinsonovi bratři vytvořili teorii elektromagnetických obvodů. Nejprve se naučili počítat magnetochainy. Ale nechápali jednu věc: toto zařízení má vlastnost měnit napětí a proud, jmenovitě měnit střídavý proud na stejnosměrný proud, což je to, co transformátor dělá. Upton, Edisonův asistent, doporučil, aby jádra byla vyrobena z diamantů, z jednotlivých listů kovu, takže vířivé proudy byly lokalizovány.

Chlazení olejem ovlivnilo spolehlivý provoz měniče k lepšímu. Swinburn spustil transformátor do keramické nádoby naplněné olejem, což výrazně zvýšilo spolehlivost izolačního vinutí.

V roce 1928 byla v Moskvě zahájena výroba výkonových transformátorů v SSSR. Na počátku 20. století zjistil metalurgický vědec R. Hedfield na základě svých experimentů, že různé přísady ovlivňují vlastnosti železa. V průběhu dalších experimentů vyvinul první ocelovou sondu, která obsahovala křemík. Dalším krokem ve výrobě jader bylo zjistit, že s kombinovaným účinkem válcování a ohřevu oceli obsahující křemík se objevují elementární nové magnetické vlastnosti: magnetické obohacení vzrostlo o 50%, výdaje na hysterezi se snížily čtyřikrát a magnetická penetrace vzrostla u 5 krát.

Účel a použití

Transformátor je statický elektromagnetický převodník se dvěma nebo více stacionárními vinutími, který je navržen pro převod elektrických parametrů pomocí elektromagnetické indukce. Transformátory se používají v energetických systémech při přenosu elektřiny z elektrárny ke spotřebiteli a v různých elektrických instalacích k dosažení napětí požadované hodnoty.

Tento článek poskytuje příklad jednoduchého nízkoenergetického transformátoru, který se často používá v automatizačních zařízeních, měřicích a výpočetních zařízeních a různých zařízeních.

Transformátorové zařízení

Obr. 1 Elektromagnetický obvod jednofázového transformátoru v provozním režimu .

Primární a sekundární vinutí

Transformátor má dvě vinutí:

  • primární (I) - ke které dodáváme elektrickou energii;
  • sekundární (II) - ke kterému připojujeme napájecí přijímač.

Může být vysoké (vn) a nízké (n.) Napětí

V případě, že sekundární napětí je menší než primární napětí, transformátor s krokovým zesilovačem převádí elektřinu z 380 V na 220 V, pokud dojde k opačnému napětí, pak se použije transformátor.

Podívejme se blíže na to, co transformátor dělá a jak je uspořádán, jak je znázorněno na obrázku 1.

Princip činnosti

Aplikujeme střídavé napětí U1 na vinutí pole, protože vinutí vinutí má odpor a generuje se elektrický proud. Proud procházející cívkami indukuje magnetomotorickou sílu a magnetomotorická síla indukuje magnetický tok. Magnetický tok prochází jádrem, prochází všemi otáčkami primárního a sekundárního vinutí. V tomto případě je hlavní magnetický tok (FT), to je pracovní. Druhá (menší) část průtoku je uzavřena vzduchem, který prochází pouze otáčkami primárního vinutí a je to rozptyl toku Фs1.

Pokud je sekundární okruh (přiváděný ze sekundárního vinutí) otevřený, pak samozřejmě neexistuje žádný proud, není zde možnost tvorby magnetického pole. Ale tady jsme uzavřeli (II) okruh, proud prošel. To znamená, že se vytvoří magnetické pole, které zase vytváří dva magnetické toky:

  • 1 proud - do jádra;
  • 2 stream - zavře vzduch.

To znamená, že kolem vinutí (II) je také indukován disperzní tok. Rozptylové toky jsou podobné magnetickému toku samovolné indukce, který vytváří proud v jedné nebo druhé indukční cívce a v jiném vodiči. Proudy jsou škodlivé. Při použití pravidel elektromagnetické indukce, když se změní hlavní magnetický tok, je emf indukován (I) E1 a ve vinutí (II) E2.

Vzhledem k tomu, že podél spirály (I) s počtem závitů w1 a přes (II) spirály s počtem závitů w2, prochází stejný hlavní průtok, pak se v každém otočení obou spirál indukuje EMF stejná hodnota. Es1 = ew1 a Еs2 = ew2, z toho vyplývá, že K je koeficient změny transformátoru.

Průtok rozptylu indukuje elektromotorickou rozptýlenou sílu v primárním vinutí Es 1. Tudíž napětí aplikované na (I) vinutí transformátoru U1 musí odpovídat poklesu napětí v proudovém odporu I1 rl (I) vinutí, elektromotorické síle Esl rozptylu a EMF hlavního toku.

U rozpojeného (II) obvodu je Es1 a I1, r1 zanedbatelný, což znamená, že elektromotorická síla E1 indukovaná v vinutí (I) plně odůvodňuje použité napětí U1. Když je obvod EMF E2 otevřen (II), elektrický proud přestane proudit, ale pokud zavřete vinutí (II) připojením elektrických přijímačů, pak pod vlivem (II) EMF (II) obvodu, proud proudící do transformátoru (I) změní výkon v (II) ) a vztahují se na přijímače elektřiny.

Pokud neberete v úvahu ztrátu, můžete předpokládat, že vhodný výkon E1 I1 je téměř roven výkonu (II) výkonu E2 I2 (I1 a I2 - (I) a (II) transformátorových proudů). To znamená, že při změně (I) a (II) jsou proudy přibližně nepřímo úměrné počtu odpovídajících vinutí. (Ii) proud I2, proudící ve spirále, vytváří ampér-spirálu I2 w2, procházející ve stejném obvodu transformátoru jako ampérotáč (I) šroubovice. To znamená, že při zátěži bude hlavní elektromagnetický tok orientován směrem ke společnému působení ampér otáček 11 wl (I) a ampérových otáček I2 w2 (II) vinutí.

Podle Joule-Lenzova zákona je elektrický indukční proud v sekundárním vinutí koncentrován tak, že zpomaluje změnu vazby elektromagnetického toku. Změna elektromagnetického toku se spouští primárními ampérovými otáčkami ll wl. Je nutné, aby proud II proudil v takovém směru, aby vytvořené ampér spirály fungovaly v opačném směru než I vinutí. Pokles hlavního magnetického toku způsobený ztrátou magnetického působení II ampér spirál způsobí pokles indukční a elektromotorické síly v prvním vinutí.

V případě, že napětí dodávané ke svorkám I vinutí je konstantní, když klesá, nevyrovnává napětí, proto proud stoupá na parametry, při kterých se obnovuje rovnost napětí. V tomto případě musí hlavní magnetický tok udržovat parametry rovnající se velikosti hlavního toku ve volném průběhu. Při jakékoliv zátěži převodníku musí napětí U1 odpovídat elektromotorické síle E1 (pokles napětí v I vinutí je ignorován).

Je nezbytné, aby hlavní elektromagnetický tok Ft zůstal konstantní při různých zatížení transformátoru. Proud Il v (I) vinutí by měl kompenzovat dopad ampérových otáček, ke kterým dochází, když je proud I2 v (II) vinutí. Napětí na svorkách (I) vinutí je vždy menší než EMF E2 v důsledku snížení napětí v aktivním a reaktivním působení sekundárního vinutí.

Klasifikace a odrůdy 1. \ T

Transformátory jsou bez oleje a bez oleje . V zařízeních obsahujících olej je pracovní část (vinutí a magnetický systém) v nádrži naplněné transformátorovou kapalinou. Pracovní část suchých transformátorů ochlazuje pomocí okolního vzduchu. Výkonová stupnice výkonového oleje je od 10 kVA do 630 tisíc kVA a suché měřítko je od jednotek VA do 1600 kVA.

Výkonové jednofázové transformátory o výkonu 4 kVA a méně a třífázové - 5 kVA a méně se týkají nízkonapěťových zařízení. Často se používají v transformačních, domácích spotřebičích, elektronických zařízeních.

Olejové značení

  • TM - olej, třífázový;
  • O - má jednu fázi;
  • H - je schopnost řídit napětí během provozu;
  • P - přítomnost samostatného vinutí;
  • D - chlazení s vyfukováním oleje (výměníky tepla s ventilátory);
  • C - rotující chlazení oleje jeho odebráním z nádrže a chlazení vzduchem nebo vodou.

Dále napište čísla označující výkon a první napětí.

Předpokládejme, že TM - 1000/10 je transformátor, který běží na olej, s kapacitou (P) 1 tisíc kVA, 10 kV. Suché transformátory jsou určeny:

  • TSZ - transformátor má tři fáze, suché, chráněné. Jsou k dispozici v kapacitách od 10 do 1600 kVA;
  • HV (vysoké napětí) - 380, 500, 660, 10 tisíc V;
  • NN (nízké napětí) - 230 a 400 V.

Zařízení s malým výkonem jsou v prodeji, mají velký počet řad, typů a velikostí. Transformátory, které měří proud a napětí, jsou často součástí výkonu. Pomocí proudových transformátorů je možné zajistit bezpečný provoz obvodů ochrany relé a určit libovolné množství proudu se speciálními zařízeními. Sekundární proud pasu je 1 a 5 A.

Primární proud je v rozsahu od 5 A do 24000 A s tvrdou prací této sítě od 0, 4 do 24 kV. Transformátory proudu a napětí jsou vyráběny v sériích 35, 110, 220, 330, 500, 750 kV.

Základní zápis:

  • T - transformátor proudu;
  • P - průchod;
  • L - jednodílná izolace na bázi pryskyřice;
  • M - zabírá málo místa;
  • O - jednovláknové;
  • H - namontované;
  • W - použití pneumatik;
  • Y je mocný;
  • K - vložené do komplexních transformačních stanic.

TN se používají v konstantních proudových obvodech s napětím od 0, 4 do 1150 kV pro napájení definujících zařízení a obvodů ochrany relé. HP do 35 kV jsou aplikovány v sítích s chráněným neutrálem. Třída spolehlivosti 0, 5; 1 a 3 odpovídá největší chybě v% měřeného pasového napětí 0, 5%; 1%; 3%.

TN se dělí na suché a olejové . Legenda TN:

  • H - transformátor napětí;
  • O - jednofázová;
  • C - suché provedení;
  • M - ochlazený olej;
  • З - uzemnění výstupem primárního vinutí;
  • K - kompenzace úhlové chyby transformátoru;
  • L - provedení s litou izolací;
  • E - pro instalaci na rypadlech.

Transformátory NOS, NOL, ZNOL - suché, NOM, NOME, NTMK, NTMI, ZNOM - olejově chlazené přirozeným chlazením.

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Kategorie:

Nástroje