Лекції - Електроживлення пристроїв та систем телелекоммунікацій

Введеніе.doc (1 стор.)
Інвертори напруги (розділ 9). Doc (1 стор.)
Коректор коефіцієнта потужності (розділ 10). Doc (1 стор.)
Некеровані випрямлячі (розділ 4). Doc (1 стор.)
ПІП (розділ 12). Doc (1 стор.)
Показники якості (доповнення до розділу 1). Doc (1 стор.)
Помехоподавляющие фільтри (розділ 11). Doc (1 стор.)
Промислове устаткування (розділ 13). Doc (1 стор.)
Згладжують фільтри (розділ 6). Doc (1 стор.)
Системи електроживлення (розділ 1). Doc (1 стор.)
Стабілізатори в колі змінного струму (розділ 8). Doc (1 стор.)
Стабілізатори в ланцюзі постійного струму (розділ 7). Doc (1 стор.)
Структури ІВЕП (розділ 2). Doc (1 стор.)
Трансформатори (розділ 3). Doc (1 стор.)
Керовані випрямлячі (розділ 5). Doc (1 стор.)
Оригінал


Розділ 3 - Трансформатори


Однофазні трансформатори


Конструкція і принцип дії трансформатора


Трансформатор - це статичний електромагнітний апарат, що перетворює електричну енергію напруги змінного струму з одними параметрами в електричну енергію з іншими параметрами (частота, напруга, число фаз, форма напруги і т.д.).

Принцип дії трансформатора грунтується на законі електромагнітної індукції. Конструкція однофазного трансформатора зображена на малюнку 3.1.



Малюнок 3.1 - Конструкція однофазного трансформатора


Тут W 1, W 2 - первинна і вторинна обмотки відповідно; основний магнітний потік (магнітопровід трансформатора виконаний з феромагнітного матеріалу і призначений для спрямування і концентрації основного магнітного потоку); потоки розсіяння основного магнітного потоку в обмотках первинної та вторинної ланцюгів. Вони залежать від зчеплення обмоток (віддаленості один від одного), від розташування їх на стержнях, а також від контура проходження основного потоку.

Розглянемо роботу трансформатора на "холостому" ходу. Уявімо принцип дії трансформатора у вигляді логічного ланцюжка:



1. При підключенні трансформатора до мережі змінного струму виникає струм (за законом Ома), обернено пропорційний вхідному опору трансформатора:


2. При протіканні струму по обмотці трансформатора, намотаною на замкнутий магнітопровід, виникає напруженість магнітного поля (H):



де F - магнитодвижущая сила (ампер витки), l ср - середня лінія магнітопровода, W 1 - число витків у первинній обмотці.

3. Під дією напруженості магнітного поля Н в магнітопроводі (сердечнику) трансформатора виникає основний магнітний потік Ф 0, прямо пропорційний індукції (Вх) і перетину магнітопровода (S маг) як показано на малюнку 3.2.



Рисунок 3.2 - Основна крива намагнічування і сердечник трансформатора


Магнітна індукція Вх є робочою точкою на основній кривій намагнічування і вибирається на лінійній ділянці, щоб при асиметричному намагнічуванні сердечника (або постійному підмагнічування) не було заходу робочої точки в область насичення.

4. При проходженні основного магнітного потоку по сердечнику в первинному ланцюзі виникає ЕРС самоіндукції, а у вторинному ланцюзі ЕРС - взаємоіндукції, які визначаються за законом магніторушійних сил - законом Максвелла - Фарадея:



де e - зміна потокозчеплення в часі.


^ Логічний ланцюжок роботи трансформатора під навантаженням


При підключенні навантаження у вторинному ланцюзі починає протікати струм , При цьому в сердечнику виникає розмагнічує магнітний потік Ф р, протилежний за напрямком основному потоку. Це призводить до зменшення ЕРС в первинному ланцюзі. У електромагнітної системі порушується рівновага ( ), Що приводить до зростання споживаного струму з мережі , Тобто до самобалансування системи і потік відновлюється:

.


Звідси випливає рівняння магніторушійних сил (МДС):

,

де - Струм ланцюга намагнічування (струм "холостого" ходу).


Рівняння ЕРС трансформатора


Розглянемо рівняння ЕРС для низькочастотного трансформатора, в якому напруга живлення змінюється за синусоїдальним законом:


(3.1)


З рівняння (3.1) випливає, що ЕРС e 1, e 2 відстають по фазі від потоку Ф на кут π / 2. Максимальне значення ЕРС




Розділивши на і, підставивши , Отримаємо діюче значення первинної ЕРС (В):


(3.2)


У сучасній електротехніці джерелом змінної напруги часто є інвертори напруги (ІН). На малюнку 3.3 показані дві можливі форми напруги в обмотках трансформатора інвертора.




Малюнок 3.3 - Напруга на обмотці трансформатора і магнітний потік

а) нерегульованого інвертора; б) регульованого інвертора


Отримаємо рівняння ЕРС для трансформаторів при прямокутній формі вхідної напруги. Система рівнянь для трансформатора має вигляд:

. (3.3)

Нехтуючи опором первинної ланцюга трансформатора, на підставі системи рівнянь (3.3) можна записати u 1 ≈-e 1.

З рівняння електромагнітної індукції для е = Е (на інтервалі Δt = T і) знаходимо



Так як рівняння Ф (t) описує пряму лінію, то в симетричному режимі перемагнічування можна прийняти



З рівнянь випливає



Ввівши позначення Т і / Т = К зи і 1 / Т = f, отримаємо вираз для рівняння ЕРС обмотки при прямокутній формі напруги:



де К зи = 0 ... 1,0 - коефіцієнт заповнення імпульсу в напівперіоді. Зі зміною цифрового множника в рівнянні ЕРС дещо змінюється і рівняння розрахункової потужності трансформатора.

Наведемо рівняння ЕРС до загального вигляду для будь-якої форми напруги. Для цього введемо значення коефіцієнта форми K Ф. Коефіцієнт форми визначає зв'язок між чинним і середнім значеннями напруг:

К ф = Е / Е ср


Значення коефіцієнтів форми для поширених електричних сигналів наведені в таблиці нижче.


Форма напруги











К ф

1,0

1,11

1,16


Для обліку конструктивних особливостей сердечника трансформатора введемо поняття коефіцієнта заповнення сердечника феромагнітним матеріалом K маг, який враховує процентний вміст магнітного матеріалу в перерізі осердя S маг.ак = S маг.  K маг. Під активною площею сердечника S маг.ак розуміється не геометрична, а чиста площа перерізу магнітного матеріалу. Для боротьби з вихровими струмами сердечник виготовляється з пластин або стрічок з лаковим покриттям, тому коефіцієнт K маг = 0,9 ... 0,98.

Тоді вираз для ЕРС трансформатора приймає вигляд:





З рівняння випливає, що при неправильному проектуванні трансформатора (виборі робочої точки Вх на ділянці близькому до області насичення), наприклад при зниженні частоти напруги живлення або підвищенні рівня напруги живлення. відбувається перегрів сердечника магнітопроводу.

^
Конструктивні особливості трансформатора

Однофазні силові трансформатори класифікуються за типом магнітопроводу. Вони діляться на броньові, стрижневі й тороїдальні.

Броньові сердечники використовуються при потужності менш 150В  А і частоті до 8 кГц, стрижневі - при потужності від 150 до 800 [В  А] і частоті до 8 кГц, тороїдальні - при потужності до 250 [В  А] і частоті понад 8 кГц .

У броньовому осерді трансформатора основний магнітний потік роздвоюється, що призводить до збільшення потоку розсіювання. Розташування обмоток на одному (середньому) стержні трансформатора захищає обмотки від механічних впливів і електромагнітних перешкод. Така конструкція володіє найбільшим розсіюванням основного потоку ( ), Тому використовується при малих потужностях.

У стержневом осерді трансформатора для поліпшення зчеплення обмоток первинну і вторинну обмотки розводять по двох стрижнях і при намотуванні чергують пошарово. У такій конструкції потік розсіювання менше, ніж у броньовому трансформаторі.

Тороїдальна конструкція сердечника трансформатора володіє найменшим потоком розсіювання, завдяки кругового руху силової лінії основного магнітного потоку Ф 0 і хорошому зчепленню обмоток (з-за намотування по всьому тороїда). Обмеження по потужності пов'язане з поганим охолодженням сердечника і технологічними труднощами виготовлення. Поперечний переріз тороїда і стрижнів наближають до округлій формі, що дозволяє економити матеріал сердечника.

Сердечники магнітопроводів виготовляються у вигляді стрічок, пластин або пресують з феромагнітного порошку з додаванням кремнію. Низькочастотні трансформатори виконуються з холоднокатанной (анізотропної або ізотропної) стали, а також гарячекатаної сталі.


Основні види магнітопроводів представлені в таблиці.


Зовнішній вигляд магнітопроводу

Назва

Шифр вироби

Основні розміри



Кільцевій сердечник

До

D * d * h




Стрижень прямокутного перерізу

З

b * s * L



Стрижень круглого перетину

З

D * L



Ш-подібний сердечник

Ш

0 * S



Чашка броньового сердечника

Б

D

Для поліпшення магнітної зв'язку між обмотками служить сталевий магнітопровід. зібраний із пластин спеціальної електротехнічної сталі марок 1511, 1512, 3411, 3412, 3413 і ін У цьому позначенні перша цифра показує клас стали по структурному станом і виду прокату: 1 - гарячекатана, ізотропна, 2 - холоднокатана ізотропна, 3 - холоднокатанчая анізотропна. Друга цифра показує процентний вміст кремнію, присадка якого робить сталь більш крихкою і збільшує електричний опір. Третя цифра вказує питомі втрати (Вт / кг). Четверта цифра - порядковий номер розробки. Холоднокатана сталь володіє високою магнітною проникністю і малими питомими втратами, але є дорогим матеріалом. В анізотропному холоднокатаної сталі напрямок прокату диктує напрямок силової лінії магнітного потоку ( ) Тому, що в перпендикулярному напрямку погіршуються магнітні властивості стали. Гарячекатана сталь економічніша, але має більш високі питомі втрати і низьку магнітну проникність ( д).

У високочастотних трансформаторах в якості матеріалу сердечників використовують: ферит, пермалой і альсифера. Альсифера (магнітодіелектрики) використовується для дроселів згладжуючих фільтрів, тому є запас по намагніченості, пермаллой механічно неміцний і доріг у виготовленні. Ферит володіє широким діапазоном робочих частот, тому широко використовується в імпульсних трансформаторах.

Ферити - е то полікристалічні багатокомпонентні сполуки, ізготавліваемиe за особливою технологією, загальна хімічна формула яких MeFe 2 О 3 (де Me - небудь феромагнетик, наприклад, Мn, Zn, Ni). Ферити володіють високими значеннями власного омічного опору, що перевищує опір сталей в 50 і більше разів. Саме ця обставина дозволяє застосовувати ферити в індуктивних елементах, що працюють на високих частотах, без побоювання, що можуть підвищитися втрати на вихрові струми. Найбільшого поширення в силовий техніці отримали марганець-цинкові ферити марок НМ і нікель-цинкові ферити марок ПН. При виборі між ними перевагу, звичайно, слід віддати фериту марок НМ, оскільки вони мають більш високу температуру, при якій ферромагнетики утрачають свої феромагнітні властивості (температуру Кюрі). Ця обставина дозволяє експлуатувати їх при більш високих температурах перегріву. Втрати на гістерезис у марганець-цинкових феритів на порядок менше, ніж у нікель-цинкових. Ферити марок НМ володіють високою стабільністю до впливу механічних навантажень. Однак, омічний опір феритів марок НМ менше, ніж феритів марок ПН, тому останні можуть застосовуватися для роботи на більш високих частотах.

Відзначимо з найбільш часто зустрічаються нікель-цинкові ферити марок 2000НН, 1000НН, 600НН, 200НН, 100НН. Верхньою межею робочої області частот для них є 5-7 МГц. Марганцево-цинкові високопроніцаемого ферити марок 6000НМ, 4000НМ, З000НМ, 2000НМ, I500HM, 1000НМ використовуються в частотному діапазоні до декількох сотів кілогерц в інтервалі температур -60 ... +100 ° С, коли термостабільність не є визначальним параметром. В іншому випадку слід використовувати термостабільні ферити 2000НМ3, 2000НМ1, 1500НМ3, 1500НМ1, 1000HM3, 700нм. Вони мають меншими втратами на вихрові струми і великим діапазоном частот (0,3 ... 1,5 МГц). Для імпульсних джерел термостабільність, звичайно, важлива, але не є визначальним фактором. На малюнку нижче показана залежність В (Н) для фериту 1500НМ3 при різних температурах і частотах: 1 - 20 кГц; 2 - 50 кГц; 3 - 100 кГц.



У середніх і, особливо, сильних полях добре застосовувати ферити марок 4000НMC, 3000HMC, 2500НМС1, 2500НМС2. Результати досліджень показують, що кращими представниками в цій групі є ферити 2500НМС1 і 2500НМС2. Залежність В (Н) для фериту 2500НМС1 при частоті 20 кГц показана нижче.





Параметри феритів марок 2500НМС1 і 2500НМС2 зведені в таблицю.

Параметр

Обозн

Од.

змін.

2500НМС1

2500НМС2

Початкова магнітна проникність при В = 0,2 Тл, f = 16 кГц

μ н

-

4500 (при 20 0 С)

4100 (при 120 0 С)

4500 (при 20 0 С)

4100 (при 120 0 С)

Критична частота

F 0

МГц

0,4

0,4

Питомі об'ємні магнітні втрати при В = 0,2 Тл, f = 16 кГц

Psp

мкВт см 3 Гц

10,5 (при 25 0 С)

8,7 (при 100 0 С)

8,5 (при 25 0 С)

6,0 (при 100 0 С)

Магнітна індукція при H = 240 А / м

В

мТл

290

330

Індукція насичення

У m

мТл

450

470

Залишкова магнітна індукція

У r

мТл

100

90

Температура Кюрі

Т з

0 С

> 200

> 200

Щільність




г / см 3

1

1

Питомий електричний опір

ρ

Ом * м

4,9

4,9

Коерцитивної сила

Н з

А / м

16

16


Наведемо параметри найбільш часто зустрічаються феритів марок НМ і НН.

Марка

μ н

μ max

B м, Тл

f c, МГц

Т с, 0 С

B r, Тл

Н с, А / м

2000НМ3

1700-2500

3500

0,35-0,4

0,5

200

0,12

-

2000НМ1

1700-2500

3500

0,38-0,4

0,5

200

0,12

25

1500НМ3

1200-1800

3000

0,35-0,4

1,5

200

0,08

16

1500НМ1

1200-1800

3000

0,35-0,4

0,7

200

-

16

2000НМ

2000

3500

0,38-0,4

0,45

200

0,12

24

100НН

80-120

850

-

7,0

120

-

-

400НН

350-500

1100

0,25

3,5

110

0,12

64

600НН

500-800

1600

0,31

1,5

110

0,14

32

1000НН

800-1200

3000

0,27

0,4

110

0,15

20

Магнітодіелектрики складаються з дрібнозернистого феромагнітного порошку і сполучного діелектричного матеріалу на основі полістиролу. Частинки феромагнетика ізольовані один від одного діелектричної середовищем, що є одночасно і механічною зв'язкою всієї системи. Магнітна проникність магнітодіелектриків невелика (від декількох одиниць до сотень) тому параметри магнітодіелектриків мало залежать від зовнішніх полів.

Поширені три основні групи магнітодіелектриків: альсифера, карбонильное залізо і прессперми.

Карбонильное залізо застосовують в основному для індуктивних котушок малій енергоємності, тому ми не будемо розглядати цей вид феромагнітного матеріалу.

Основу магнітного наповнювача альсифера становить потрійний сплав Al-Si-Fe. Випускається кілька марок альсифера з проникністю від 22 до 90, призначених для роботи в інтервалі температур від -60 до +120 ° С. Букви в назві марок означають:


Параметри альсифера

Марка

μ

δ п * 10 3

f, МГц

Маркування

ТЧ-90

79-91

3,0

0,02

Синій

ТЧ-60

56-63

2,0

0,07

Чорний

КРП-55

48-58

2,0

0,07

Червоний

ВЧ-32

28-33

1,2

0,20

Білий

ВЧ-22

19-24

2,0

0,70

Зелений

ВЧК-22

19-24

2,0

0,70

Жовтий

δ п - коефіцієнт втрат на гістерезис.


Криві намагнічення альсифера: 1 - ТЧ-60; 2 - ТЧ-32; 3 - ВЧ-22:



Коефіцієнт втрат на гістерезис залишається постійним лише при слабких полях. При підвищенні напруженості поля він зменшується і в полях порядку 1500 - 2000 А / м знижується до 0,1 свого початкового значення. Така залежність пояснюється тим, що в слабких полях площа петлі гістерезису альсифера зростає пропорційно Н 3, а в сильних - повільніше.

Пресспер ми - магнітодіелектрики на основі Mo-пермалою. Виготовляються з дрібного порошку високо пермалою, легованого молібденом. Прессперми володіють повишенноной магнітною проникністю і низьким рівнем втрат на гістерезис. У позначенні термокомпенсірованних пресспермов додається літера «К». Цифра в маркуванні означає номінальну магнітну проникність. Криві намагнічування пресспермов: 1 - МП-250; 2 - МП-140; 3 - МП-100; 4 - МП-60:




Параметри деяких пресспермов


Марка

f с, кГц

0 С

μ

δ п * 10 3

МП-60

100

-60 ... +85

55

1,5

МП-100

100

-60 ... +85

100

2,0

МП-140

100

-60 ... +85

140

2,0

МП-250

100

-60 ... +85

250

3,0


Обмотки трансформатора ізолюються одна від одної. Зазвичай обмотки розміщаються на каркасі з використанням міжвіткової і міжшарової ізоляції (лак, волокно, х / б нитки і.т.д.). Тип ізоляції залежить від робочої температури. Провід для обмоток мають прямокутний або круглий перетин. Прямокутні дроти використовуються для підвищених струмів навантаження. При проектуванні трансформаторів вводитися поняття густини струму.




Вибір щільності струму залежать від розташування обмотки на магнітопроводі, потужності і типу сердечника.


^ Схема заміщення трансформатора


Для проведення аналізу електромагнітних процесів в трансформаторі використовується схема заміщення, в якій магнітна зв'язок замінюється електричної, а коефіцієнт трансформації - n визначається так:



Коефіцієнт трансформації є і коефіцієнтом приведення вторинної ланцюга до первинної (або навпаки). На малюнку показана Т-подібна схема заміщення трансформатора:



тут позначено:

R 0 - враховує втрати в магнітопроводі (на вихрові струми і на гистерезис);

X 0 - враховує намагніченість матеріалу сердечника і залежить від марки матеріалу (в ідеальному трансформаторі Z 0  );

R 1, R 2 - враховують омічні втрати в первинній та вторинній обмотках;

X S 1, X S 2 - індуктивності розсіювання основного потоку в обмотках первинної та вторинної ланцюгів;

Для отримання співвідношення між реальними і приведеними параметрами, скористаємося рівністю повних потужностей, активних потужностей і кутів втрат: , , .

1 .

2



3




Запишемо систему рівнянь для схеми заміщення:





Досвід холостого ходу


Умови проведення досвіду: на вхід подається номінальна напруга U 1ном, вторинна ланцюг розмикається.





^ Вимірюваними параметрами є номінальна напруга вторинної ланцюга (U 02) та первинного ланцюга (U 01) (їх називають напругами холостого ходу), струм первинного ланцюга (I 01 - струм холостого ходу), активна потужність або втрати в магнітопроводі (P 01). Якщо встановлюємо вимірювач коефіцієнта потужності, то активна потужність розраховується зі співвідношення:



У цьому досвіді розраховуються - коефіцієнт трансформації (n) і значення процентного співвідношення струму холостого ходу до номінального струму первинної ланцюга



Це значення нормується у відсотках залежно від галузі використання трансформатора, його потужності і частоти.

Параметри схеми заміщення поперечного плеча розраховуються за співвідношенням:

, , .

Якщо з досвіду значення струму холостого ходу вийшло більше 30%, то значить завищено вхідна напруга, або при проектуванні завищена величина магнітної індукції. Для усунення цього будуть потрібні зміни перетин магнітопровода або перемотати обмотки.

У досвіді холостого ходу схема заміщення трансформатора приймає вигляд:



Так як параметри поздовжнього плеча значно менше, ніж параметри поперечного плеча схеми заміщення і ток "холостого" ходу значно менше номінального струму первинної ланцюга, то в схемі заміщення трансформатора на "холостому" ходу нехтуємо параметрами X S 1 і R 1.

^ Досвід короткого замикання





Досвід "короткого" замикання проводиться при зниженому напруги живлення, так як струм в обмотках трансформатора може перевищити номінальні значення при підвищенні напруги. Необхідно плавно збільшувати напругу на виході ЛАТР до досягнення номінальних струмів у ланцюгах. Вимірюваними параметрами є: струми в ланцюгах I К1, I K 2, напруга короткого замикання первинного кола (U К1) і втрати в обмотках. При вимірюванні коефіцієнта потужності втрати визначаються з виразу:





Розрахунковими параметрами є процентне співвідношення напруги короткого замикання по відношенню до номінального вхідного напруги:



Внутрішній опір трансформатора (опір поздовжнього плеча схема заміщення) визначається з досвіду "короткого" замикання:

, , .

При переході до реальних параметрів трансформатора приймається рівність:

і .


Схема заміщення трансформатора в досвіді "короткого" замикання наводиться до виду:


^

Зовнішня характеристика трансформатора



Під зовнішньою характеристикою трансформатора розуміється залежність вихідної напруги від струму навантаження з урахуванням його характеру (активна - R, активно - місткість - RC, активно - індуктивний - RL). Схема заміщення трансформатора приймає вигляд:



За другим законом Кірхгофа запишемо рівняння для схеми заміщення трансформатора:

U 2 = U 1 - IZ k = U 1 - I (jX k + R k).




Пояснення зовнішніх характеристик для різних видів навантажень зручно вести по векторній діаграмі для фіксованого значення струму навантаження I = const, але різних кутах.


При побудові векторної діаграми приймається така умовність: за годинниковою стрілкою відставання вектора струму від вектора напруги. При індуктивному навантаженні струм відстає від напруги на кут    тому вектор напруги U 1 повернений проти годинникової стрілки по відношенню до вектора струму I;  при ємнісний навантаження напруга U 1 відстає від струму I 1 на кут     тому вектор напруги U 1 повернутий по годинникової стрілки по відношенню до вектора струму I.


При активному навантаженні вектор напруги U 1 повернений проти годинникової стрілки по відношенню до вектора струму I на невеликий кут    з-за малої величини індуктивності навантаження.

Вектор (- R k I) протилежний за напрямком до вектора струму I. Так як X k - індуктивність розсіювання трансформатора, то вектор (-jX k I) перпендикулярний по відношенню до вектора (-R k I) і має поворот проти годинникової стрілки.

Кожен з векторів U 2 (1), U 2 (2), U 2 (3) виходить в результаті підсумовування двох векторів U 1 і (- IZ k). З векторної діаграми видно, що при активній і індуктивної навантаженнях відбувається зменшення напруги у вторинному ланцюзі трансформатора зі збільшенням струму I. Якщо навантаження має ємнісний характер, то напруга збільшується. При проектуванні трансформатора необхідно враховувати характер навантаження. Наприклад, індуктивне навантаження вимагає збільшувати число витків у вторинній ланцюга з урахуванням пониження напруги при роботі під навантаженням. Конденсатори використовуються для компенсації реактивної складової в трансформаторах, вони включаються в трифазних трансформаторах паралельно в кожній фазі або між фазами, як показано на малюнку.





^ Енергетичні показники трансформатора


До енергетичними показниками трансформатора відносяться: ККД і коефіцієнт потужності.

ККД трансформатора - це відношення активної (корисної) потужності в навантаженні до споживаної (активної) потужності трансформатора, тобто



де P маг = P ГИСТ + Р віх.токі - втрати в магнітопроводі трансформатора. Вони є постійними втратами, не залежними від струму навантаження, і включають в себе два види втрат: втрати на "гістерезис" (перемагнічування сердечника трансформатора) і втрати на "вихрові" струми (кругові або струми Фуко, перпендикулярні напрямку основного магнітного потоку).

Втрати в магнітопроводі залежать від багатьох параметрів:

P маг =    B x 2 f 2 G,

де  - Коефіцієнт, що залежить від типу феромагнітного матеріалу;

B x - величина магнітної індукція (обумовлена ​​положенням

робочої точки на кривій намагнічування трансформатора);

f - частота (Гц);

G - вага магнітопровода (кг);

Зі збільшенням частоти перетворення зростають магнітні втрати, тому використовують матеріали з малими питомими втратами і знижують робоче значення магнітної індукції B x.


Втрати на гістерезис визначаються площею петлі гистерезиса:



Враховуючи, що Р ОБ = I 2 R об - втрати в обмотках. Отримаємо співвідношення для ККД залежно від коефіцієнта навантаження   I 2 / I 2ном.

Втрати в магнітопроводі визначаються з досвіду "холостого ходу" і дорівнюють P маг = P 10. Потужність в навантаженні P 2 можна представити у вигляді

Втрати в обмотках трансформатора дорівнюють:



де P - втрати зумовлені з досвіду "короткого замикання".

Таким чином, вираз для ККД приймає вигляд:




Досліджуючи його на екстремум, знаходимо оптимальне значення β. ККД буде мати максимум при


Звідси,



При проектуванні трансформатора необхідно домагатися рівності втрат в магнітопроводі втрат в обмотках для забезпечення ефективної роботи трансформатора. При розрахунку трансформатора за критерії оптимізації вибираються: ККД, габаритні розміри, вартість і температурний режим роботи трансформатора. При Pмаг> Pоб ( < опт) одержимо мінімальну вартість, велика вага і габарити трансформатора. Якщо ж Pмаг <Pоб, то маємо високу вартість, меншу масу і об'єм. Графічно ці залежності можна представити так:





^ Електромагнітна потужність трансформатора


Електромагнітна потужність - це полусумма електромагнітних потужностей всіх обмоток трансформатора. Так як на первинну ланцюг припадає половина потужності, то при розрахунку електромагнітної потужності беруть або суму потужностей всіх вторинних ланцюгів, або потужність первинної ланцюга. При проектуванні трансформатора вводять поняття габаритної потужності трансформатора - це зв'язок електромагнітної потужності з параметрами трансформатора.

Отримаємо вираз для габаритної потужності трансформатора.



Скористаємося такими рівняннями:


рівнянням ЕРС трансформатора -



поняттям щільності струму j -



де S пр - переріз провідника обмотки трансформатора;

визначенням кількості витків через вікно S ОК -



де Kок - коефіцієнт, що враховує заповнення вікна магнітопровода обмотками, його низьке значення гарантує розміщення обмоток у вікні вибраного осердя. Зазвичай він знаходиться в межах Koк = (0,28 .... 0,34);



Площа вікна дорівнює: Sок = c * h [см 2].

Підставимо (1), (2), (3) у вираз для електромагнітної потужності і отримаємо вираз для габаритної потужності:


P габ = 2 К ф До маг До ок B m fj S маг S бл.


При заданій потужності трансформатора визначають типорозміри трансформатора, потім по рівнянню ЕРС розраховується кількість витків первинної і вторинної ланцюгів.


^ Трифазні трансформатори


Трифазні мережі широко поширені в енергетиці і використовуються для виробництва і передачі електричної енергії. Трифазні системи були розроблені російським електриком М.О.Доливо-Добровольським (1862 - 1919 рр..) І являють собою систему з трьох джерел змінного струму, ЕРС яких зрушені один щодо одного на кут 120 °.




Це трьохпровідна і чотирипровідна лінії. Напруга кожного генератора - фазна напруга, а напруга між фазами - лінійна напруга.


На малюнку зображені часові залежності для фазних і лінійних ЕРС трифазної системи напруг.




Трансформування трифазного струму можна здійснити трьома однофазними трансформаторами, з'єднаними в трансформаторну групу (так званий груповий трансформатор) або трифазним трансформатором. Обмотки первинної і вторинної ланцюгів з'єднуються одним із способів: "зірка" - Y, "трикутник" - Δ, "зигзаг" - Z.

Обмотки трифазних трансформаторів прийнято з'єднувати за наступними схемами: зірка; зірка з нульовим виводом; трикутник; зигзаг з нульовим виводом. Схеми з'єднання обмоток трансформатора позначають дробом, в чисельнику якої зазначена схема з'єднання обмоток ВН (вищої напруги), а в знаменнику - обмоток НН (нижчої напруги). Наприклад, Y / Δ означає, що обмотки ВН з'єднані в зірку, а обмотки НН - в трикутник.

З'єднання в зигзаг застосовують тільки в трансформаторах спеціального призначення, наприклад для випрямлячів. При з'єднанні в зигзаг кожну фазу обмотки НН ділять на дві частини, розташовуючи їх на різних стрижнях. Зазначені частини обмоток з'єднують так, щоб кінець однієї частини фазної обмотки був приєднаний до кінця іншій частині цієї ж обмотки, розташованої на іншому стрижні. Зигзаг називають равноплечних, якщо частини обмоток, розташовувані на різних стрижнях і з'єднуються послідовно, однакові, і неравноплечнимі, якщо ці частини неоднакові. При з'єднанні в зигзаг ЕРС окремих частин обмоток геометрично віднімаються.

Висновки обмоток трансформаторів прийнято позначати наступним чином: обмотки ВН - початок обмоток А, В, С, відповідні кінці X, Y, Z; обмотки НН - початку обмоток а, b, с, відповідні кінці х, у, z.

При з'єднанні обмоток зіркою лінійна напруга більше фазної в раз, а при з'єднанні обмоток трикутником лінійна напруга одно фазному (U л = U ф).

Відношення лінійних напруг трифазного трансформатора визначається наступним чином:


Схема з'єднання обмоток

Y / Y

Δ / Y

Δ / Δ

Y / Δ

Відношення лінійних напруг

w1/w2

w1 / ( w2)

w1/w2

w1/w2

Видно, що відношення лінійних напруг у трифазному трансформаторі визначається не тільки ставленням чисел витків фазних обмоток, але і схемою їх з'єднання.


Розглянемо спосіб з'єднання "зірка".

На малюнку зображена векторна діаграма напруг і умовне позначення схеми з'єднання обмоток трансформатора.



Точка на схемі трансформатора позначає кінець вектора ЕРС або початок обмотки.

При з'єднанні зіркою лінійні (I л) і фазні струми (Iф) однакові, тому що для струму, що проходить через фазну обмотку, немає іншого шляху, окрім лінійного провода. Лінійні напруги (U л) більше фазних (Uф) в рази.



З'єднання в зірку виконується з нульовим виводом або без нього, що є гідністю схеми з'єднання


З'єднання в "трикутник":



При з'єднанні трикутником U л = U ф, тому що кожні два лінійних дроти приєднані до початку і кінця однієї з фазних обмоток, а всі фазні обмотки однакові. Лінійні струми I л = I ф.

Потужність трифазної системи не залежить від схеми з'єднання (зіркою або трикутником) і визначається виразами:

Повна

активна [Вт]


реактивна [ВАР]


де j - кут зсуву фаз між напругою та струмом.


^ Групи з'єднання обмоток трифазного трансформатора


При визначенні групи з'єднання обмоток трансформатора користуються циферблатом годинника. Лінійний вектор обмотки вищої напруги (ВН) відповідає хвилинної стрілкою циферблата годин і встановлюється на цифру 12, годинна стрілка відповідає лінійному вектору ЕРС обмотки низької напруги (НН) та її поворот по відношенню до обмотки ВН визначає номер групи і кут повороту   = n * 30 0, де n - група.

Визначимо групу з'єднання обмоток трансформатора з'єднання "зірка-зірка". Для побудови діаграми умовно об'єднують однойменні висновки обмоток первинної (С) і вторинної (с) ланцюгів трансформатора. З побудови видно, що номер групи з'єднання дорівнює

n
= 180 ° / 30 ° = 6.


Визначимо групу з'єднання обмоток трансформатора для з'єднання "зірка-трикутник". Для побудови діаграми умовно об'єднуємо однойменні висновки обмоток первинної (а) і вторинної (А) ланцюгів трансформатора. З побудови видно, що номер групи з'єднання дорівнює n = j/30 ° = 30 ° / 30 ° = 1.



^ З'єднання вторинних обмоток трансформатора в зигзаг


З'єднання зигзагом застосовують для того, щоб навантаження вторинних обмоток розподілити більш рівномірно між фазами первинної мережі, а також для розщеплення фаз при створенні многопульсних випрямлячів і в інших випадках.

Для з'єднання зигзагом вторинна обмотка кожної фази складається з двох половин: одна половина розташована на одному стрижні, інша - на іншому. При такому з'єднанні е.р.с. обмоток, розташованих на різних стрижнях зрушені на кут 120 0 ..






Кут повороту   вектора ЕРС вторинної ланцюга по відношенню до первинної залежить від співвідношення витків W 21 / W 22.


^ Вплив схеми з'єднання обмоток на роботу трифазних трансформаторів в режимі холостого ходу


З рівнянь струмів третьої гармоніки в трифазній системі


i A3 = I 3max sin3ωt

i B3 = I 3max sin (3ωt-120 0)

i C3 = I 3max sin (3ωt +120 0)


видно, що ці струми в будь-який момент часу збігаються по фазі, тобто мають однакове напрямок. Цей же висновок поширюється на всі вищі гармоніки струму, кратні трьом, - 3, 9, 15 і т.д. Ця обставина робить істотний вплив на процеси, що супроводжують намагнічування осердя при трансформуванні трифазного струму.

Розглянемо особливості режиму холостого ходу трифазних трансформаторів для деяких схем з'єднанні обмоток.

З'єднання Y / Yo. Якщо напруга підводиться з боку обмоток, з'єднаних зіркою без нульового виводу, то струми третьої гармоніки (і кратні трьом - 9, 15 і т. д.), співпадаючи по фазі у всіх трьох фазах, будуть дорівнюють нулю. Пояснюється це відсутністю нульового проводу, а отже, відсутністю виходу з нульової точки. У підсумку струми третьої і гармонік кратних трьом будуть взаємно компенсуватися і намагнічується струм трансформатора виявиться синусоїдальним, але магнітний потік в магнітопроводі виявиться несинусоїдальності (сплощеним) з явно вираженим потоком третьої гармоніки Ф 3.

Потоки третьої гармоніки не можуть замкнутися в трехстержневом магнітопроводі, так як вони збігаються по фазі. Ці потоки замикаються через повітря (масло) і металеві стінки бака. Велике магнітне опір потоку Ф 3 послаблює його величину, тому що наводяться потоками Ф 3 в фазних обмотках ЕРС третьої гармоніки невеликі і зазвичай їх амплітуда не перевищує 5 ... 7% від амплітуди основної гармоніки. На практиці потік Ф 3 враховують лише з точки зору втрат від вихрових струмів, індукованих цим потоком в стінках бака. Наприклад, при індукції в стержні магнітопроводу порядку 1,4 Тл втрати від вихрових струмів в баку складають близько 10% від втрат у магнітопроводі, а при індукції 1,6 Тл ці втрати зростають до 50 ... 65%.

У разі трансформаторної групи, що складається з трьох однофазних трансформаторів, магнітопроводи окремих фаз магнітно не пов'язані, тому магнітні потоки третьої гармоніки всіх трьох фаз безперешкодно замикаються (потік кожної фази замикається у своєму магнітопроводі). При цьому значення потоку Ф 3 може досягати 15 ... 20% від Ф 1.

Несинусоїдальний магнітний потік Ф, що містить крім основної гармоніки Ф 1 ще й третю Ф 3, наводить у фазних обмотках несинусоїдальну ЕРС.

Підвищена частота 3ω магнітного потоку Ф 3 призводить до появи значної ЕРС е 3, різко збільшує амплітудне значення фазної ЕРС обмотки при тому ж її чинному значенні, що створює несприятливі умови для електричної ізоляції обмоток.

Амплітуда ЕРС третьої гармоніки в трансформаторній групі може досягати 45-65% від амплітуди основної гармоніки. Однак слід зазначити, що лінійні ЕРС (напруги) залишаються синусоїдальними і не містять третьої гармоніки, так як при з'єднанні обмоток зіркою фазні ЕРС e 3 A, e 3 B і е 3С, співпадаючи по фазі, не створюють лінійної ЕРС. Пояснюється це тим, що лінійна ЕРС при з'єднанні обмоток зіркою визначається різницею фазних ЕРС. Так, для основної гармоніки лінійна ЕРС.

Якщо первинна обмотка трансформатора є обмоткою НН і її нульовий висновок приєднаний до нульового висновку генератора, то намагнічується струми фаз містять третьої гармоніки. Ці струми збігаються по фазі, а тому всі вони спрямовані або від трансформатора до генератора, або навпаки. У нульовому проводі буде протікати струм, рівний 3i 3. При цьому магнітний потік трансформатора, а отже, і ЕРС в фазах будуть синусоїдальної.

^ Сполуки, при яких обмотки небудь сторони трансформатора (НН або ВН) сполучені в трикутник. Ці схеми з'єднання найбільш бажані, оскільки вони позбавлені недоліків, розглянутих раніше схем.

Припустимо, що в трикутник з'єднані первинні обмотки трансформатора. Тоді струм третьої гармоніки безперешкодно замикається в замкнутому контурі фазних обмоток, з'єднаних в трикутник. Але якщо намагнічується ток містить третю гармоніку, то магнітні потоки в стрижнях, а отже, і ЕРС в фазах практично синусоїдальної.

Якщо ж вторинні обмотки трансформатора сполучені в трикутник, а первинні - в зірку, то ЕРС третьої гармоніки, наведені у вторинних обмотках, створюють в замкнутому контурі трикутника струм третьої гармоніки. Цей струм створює в магнітопроводі магнітні потоки третьої гармоніки Ф 23, спрямовані зустрічно потокам третьої гармоніки від намагнічує струму Ф 13 (за правилом Ленца). У підсумку результуючий потік третьої гармоніки Ф рез3 = Ф 13 + Ф 23 значно послаблюється і практично не впливає на властивості трансформаторів.


^ Конструкції трифазних трансформаторів


Трансформування трифазної системи напруг можна здійснити трьома однофазними трансформаторами, з'єднаними в трансформаторну групу. Однак відносна громіздкість, велика вага і підвищена вартість - недолік трансформаторної групи. Тому вона застосовується тільки в установках великої потужності з метою зменшення маси і габаритів одиниці обладнання, що важливо при монтажі й транспортуванні трансформаторів. Такий тип отримав назву - трансформатор з роздільним магнітною системою. Трансформатор, у якого обмотки розташовані на трьох стержнях, називається трансформатором з об'єднаною магнітною системою.

В
установках потужністю приблизно до 60 000 кВА зазвичай застосовують трифазні трансформатори, у яких обмотки розташовані на трьох стержнях, об'єднаних в загальний магнітопровід двома ярмами. Але отриманий таким чином магнітопровід є несиметричним: магнітне опір потоку середньої фази Ф у менше магнітного опору потокам крайніх фаз Ф А і Ф с.

Так як до первинних обмотках трифазного трансформатора підводиться симетрична система напруг U A, U B і U C, то в магнітопроводі трансформатора виникають магнітні потоки Ф A, Ф B і Ф C, створюючі також симетричну систему. Однак внаслідок магнітної несиметрії магнітопровода намагнічується струми окремих фазних обмоток не рівні: струми обмоток крайніх фаз (I ОА і I ОС) більше
струму середньої фази (I ОВ).

Крім того, струми I ОА і I ОС виявляються зсунутими по фазі щодо відповідних потоків Фа і Фс на кут α. Таким чином, при симетричній системі трифазного напруги, підведеного до трансформатора, струми х.х. утворюють несиметричну систему.

Для зменшення магнітної несиметрії трехстержневого магнітопровода, тобто зменшення магнітного опору потокам крайніх фаз, перетин ярем роблять на 10-15% більше перерізу стержнів, що зменшує їх магнітний опір. Несиметрія струмів х.х. трехстержневого трансформатора практично не відбивається на роботі трансформатора, так як навіть при невеликому навантаженні різниця в значеннях струмів I ОА, I ОВ і I ОС стає непомітним.

Таким чином, при симетричному живлячій напрузі і рівномірної трифазної навантаженні всі фази трифазного трансформатора, виконаного на трехстержневом магнітопроводі, практично знаходяться в однакових умовах. Тому розглянуті вище рівняння напруг, МДС та струмів, а також схема заміщення і векторні діаграми можуть бути використані для дослідження роботи кожної фази трифазного трансформатора.

^ Паралельна робота трансформаторів


Для збільшення потужності трансформатори включають паралельно. Існують умови паралельного включення трансформаторів:

1
) Трансформатори повинні мати однакові значення напруги "холостого ходу" або коефіцієнти трансформації. При недотриманні цієї умови виникає зрівняльний струм (I УР), обумовлений різницею вторинних напруг DU,

де R вн1, R вн2 - внутрішні опору трансформаторів. При цьому трансформатор з більш високим вторинною напругою "холостого ходу" виявляється перевантаженим.

2
) Трансформатори повинні належати до однієї групи з'єднань. Якщо ця умова не виконується, то з'являється зрівняльний струм, обумовлений різницевої ЕРС трансформатора:

3) Трансформатори повинні мати однакові значення напруги короткого замикання. Трансформатор з меншою напругою короткого замикання перевантажується.


^ Спеціальні трансформатори


Трансформатори напруги


Вимірювальний трансформатор напруги (ТН) застосовується при вимірюваннях в мережах змінного струму напругою понад 220 В. ТН являє собою понижуючий трансформатор з таким співвідношенням витків в первинній та вторинній обмотках, щоб при номінальній первинній напрузі вторинна напруга становило 100В.

Т

Н працює в режимі, близькому до режиму "холостого ходу", тобто I 2 = 0. Клас точності вимірювальної схеми залежить від вибору робочої точки на петлі гистерезиса (Bm = 0,1 .... 0,2 Тл, I 1    ). Для його підвищення збільшують кількість витків первинної ланцюга. Для забезпечення надійної роботи ТН обов'язково заземляється вторинна ланцюг і корпус трансформатора. Система рівнянь для трансформатора наступна.

Так як U 1 =-E 1, U 2 = E 2НОМ, то напруга в первинній обмотці визначається виразом:



Трансформатор струму


Вимірювальний трансформатор струму (ТС) застосовується для включення амперметрів і обмоток струму ватметрів, лічильників енергії та фазометрів в ланцюгах змінного струму, найчастіше в сільноточних (з великим значенням струму).

Т
Т працює в режимі, близькому до "короткого замикання". Первинна обмотка ТТ виконується з дроту великого перетину і включається в мережу послідовно (кількість витків первинної ланцюга равно1). Вторинна обмотка - багатовитковому.

Рівняння МДС має вигляд: I 1 W 1 + I 2 W 2 = I 0 W 1;

Точність вимірювання струму визначається вибором точки на петлі гистерезиса (Bm = 0,1 ... 0,2 Тл, I 0 = 0). Кількість витків у вторинній ланцюга підбирається таким, щоб у вторинному ланцюзі протікав струм 5 А, звідки



Даний трансформатор є небезпечним при експлуатації, так як не можна розмикати вторинну ланцюг під навантаженням. При розмиканні ланцюга відбудеться зростання втрат в магнітопроводі в квадратичної залежності (В 2), що може привести до пробою ізоляції і обслуговуючий персонал може потрапити під високу напругу.


^ Трансформатори для автоматичних пристроїв

Імпульсні трансформатори. Застосовуються в пристроях імпульсної техніки для зміни амплітуди імпульсів, виключення постійної складової, розмноження імпульсів і т.п. Одна з основних вимог, що пред'являються до імпульсних трансформаторів, - мінімальне спотворення форми трансформованих імпульсів.

Для пояснення принципової можливості трансформування коротких однополярним імпульсів розглянемо ідеальний трансформатор (без втрат і паразитних ємностей), що працює без навантаження. Припустимо, на вхід цього трансформатора подають однополярні імпульси прямокутної форми тривалістю t і з періодом T. Первинний контур трансформатора володіє деякою постійною часу τ = L 1 / r 1, обумовленої індуктивністю цього контуру.

Графіки напруг в імпульсному трансформаторі показані нижче:




Розглянемо випадок, коли постійна часу набагато менше тривалості імпульсу: τ << t і. При цьому графік первинного струму i 1 = f (t) має вигляд кривої, що відрізняється від прямокутника. Крива ж вторинної напруги u 2 = f (t) значно спотворена. При цьому в інтервалі часу 1-2 напруга U 2 = О, так як при t 1 = const ЕРС е 2 = M (di / dt) = 0, де М - взаємна індуктивність між обмотками. Отже, при τ << t трансформування імпульсів неможливо.

Розглянемо інший випадок, коли τ >> t і. Цей випадок більш реальний, так як тривалість імпульсів зазвичай не перевищує 10 -4 с. Тепер, коли імпульс u 1 припиняється ще до закінчення перехідного процесу в первинному ланцюзі, імпульси на виході трансформатора u 2 не мають значних спотворень. При цьому негативна частина імпульсу легко усувається включенням діода у вторинну ланцюг трансформатора.

Розглянуті явища виявляють лише принципову можливість трансформування коротких однополярним імпульсів без особливих спотворень їх форми. При більш детальному розгляді роботи імпульсного трансформатора електромагнітні процеси в ньому виявляються набагато складніше, так як на них значний вплив надають явище гістерезису, вихрові струми, паразитні ємнісні зв'язки (між витками і обмотками) і індуктивності розсіянні обмоток. Для ослаблення небажаного впливу перерахованих факторів імпульсні трансформатори проектують таким чином, щоб вони працювали з лінійною магнітної характеристикою, тобто з таким значенням магнітної індукції в сердечнику, при якому робоча точка розташована нижче зони магнітного насичення на кривій намагнічування трансформатора. Крім того, магнітний матеріал сердечника повинен володіти невеликий залишковою індукцією (малої коерцитивної силою). Для пониження залишкової індуктивності магнітопровід імпульсного трансформатора в деяких випадках постачають невеликим повітряним зазором. З цією ж метою іноді застосовують подмагничивание трансформатора постійним струмом, полярність якого протилежна полярності трансформованих імпульсів. Цей захід дозволяє знизити магнітну індукцію в осерді в інтервалі між імпульсами.

Магнітопроводи імпульсних трансформаторів виготовляють з магнітних матеріалів з підвищеною магнітною проникністю (холоднокатана сталь, железонікелевие сплави та ін) при товщині стрічки 0,02 - 0,35 мм. Іноді магнітопровід виконують з фериту.

Щоб зменшити паразитні ємності й індуктивності розсіювання обмоток, їх намагаються робити з невеликим числом витків. При цьому мала тривалість імпульсів дозволяє виконувати обмотки імпульсних трансформаторів проводом зменшеного перерізу (застосовувати підвищені щільності струму), не викликаючи неприпустимих програвав. Останнє сприяє зменшенню габаритів імпульсних трансформаторів.

Пік-трансформатори. Призначені для перетворення напруги синусоїдальної форми в імпульси напруги шпилястий форми. Такі імпульси напруги необхідні в ланцюгах управління тиристорів, тиратронів та ін Дія пік-трансформатора засновано на явищі магнітного насичення феромагнітного матеріалу.

Пік-трансформатор з активним опором. Первинну обмотку трансформатора підключають до мережі синусоїдальної напруги U 1 через велику активну додатковий опір U доб. Магнітну індукцію вибирають такий, щоб магнітопровід перебував у стані сильного магнітного насичення. Однак намагнічується струм i 1 при цьому буде мати синусоїдальну форму, так як його значення визначається опором R доб. Магнітний потік Ф в магнітопроводі змінюється по сплощеної кривої, а вторинна ЕРС



має шпилястий форму (штрихова лінія на малюнку), досягаючи максимальних (пікових) значень у моменти часу, коли магнітний потік Ф і ток i 1 проходять нульові значення, тобто коли швидкості їх зміни максимальні. На малюнку показані пік-трансформатори з активним опором (а) і магнітним шунтом (б).




Пік-трансформатори з магнітним шунтом. Вторинна обмотка розташована на стрижні зменшеного перерізу, котрий у стані сильного магнітного насичення (крива потоку Ф 2 має форму сплощення). Решта ділянок магнітопроводу магнітно не насичені, а тому крива потоку Ф = Ф ш + Ф 2 має синусоїдальну форму. Уплощенная, форма кривої Ф2 = f (t) забезпечує отримання шпилястий форми вторинної ЕРС - штрихова крива.

Магнітопроводи пік-трансформаторів виготовляють зазвичай з железонікелевого сплаву (пермалою).


Контрольні питання


  1. Які конструкції магнітопроводів для трансформаторів Ви знаєте?

  2. Виведіть рівняння ЕРС трансформатора.

  3. Намалюйте схему заміщення трансформатора.

  4. Як можна експериментально визначити основні параметри трансформатора?.

  5. Намалюйте зовнішню характеристику трансформатора і поясніть її (по векторній діаграмі).

  6. Виведіть співвідношення для ККД трансформатора.

  7. Виведіть співвідношення електромагнітної потужності трансформатора.

  8. Принцип дії трансформатора на холостому ходу (по логічному ланцюжку).

  9. Принцип дії трансформатора під навантаженням (по логічному ланцюжку).

  10. Причини перегрівання трансформатора на холостому ходу.

  11. Досвід холостого ходу (призначення, умови проведення, схема заміщення).

  12. Досвід короткого замикання (призначення, умови проведення, схема заміщення).

  13. Класифікація трансформаторів. Конструктивні особливості трансформаторів.

  14. Втрати в трансформаторі і способи підвищення його ККД.

  15. Чи можна з досвіду короткого замикання знайти коефіцієнт трансформації трансформатора?

  16. Особливості імпульсного (високочастотного) трансформатора.



Питання тестового контролю



  1. У досвіді холостого ходу виміряна: U 1 = 220 В; I 10 = 0,4 А; P 10 = 16 Вт

Чому одно активний опір ланцюга намагнічування в схемі заміщення трансформатора:


а) 550 Ом; б) 0,0018 Ом; в) 100 Ом; г) 150 Ом.


Відповідь: в


  1. З досвіду холостого ходу визначають втрати в ....


Відповідь: сердечнику (магнітопроводі)


  1. З досвіду короткого замикання визначають втрати в ....


Відповідь: обмотках



  1. На векторній діаграмі намагнічується сил двохобмотувальні трансформатора, показаної на малюнку, вектор з яким номером відповідає намагнічує силі I 1 W 1





Відповідь: 4


  1. На векторній діаграмі намагнічується сил двохобмотувальні трансформатора, показаної на малюнку, вектор з яким номером відповідає намагнічує силі I 2 W 2





Відповідь: 1



  1. На векторній діаграмі намагнічується сил двохобмотувальні трансформатора, показаної на малюнку, вектор з яким номером відповідає намагнічує силі I 0 W 0





Відповідь: 2

7. Який феромагнітний матеріал має марку 3414


а) ферит;

б) гарячекатана сталь;

в) холоднокатана сталь;

г) пермаллой.


Відповідь: в


8. Який феромагнітний матеріал має марку 34 НКМП


а) ферит;

б) гарячекатана сталь;

в) холоднокатана сталь;

г) пермаллой.


Відповідь: г



  1. До
    акой з наведених магнітопроводів слід використовувати для виготовлення трифазного трансформатора (А або В)?



Відповідь: А



  1. Який з наведених магнітопроводів слід використовувати для виготовлення однофазного трансформатора (А або В)?





Відповідь: В



Навчальний матеріал
© uadoc.zavantag.com
При копіюванні вкажіть посилання.
звернутися до адміністрації