Главная страница
Навигация по странице:

Трансформаторы. Лекция 1 Элементы теории трансформаторов
Скачать 13.56 Mb.
Название Лекция 1 Элементы теории трансформаторов
Анкор Трансформаторы.doc
Дата 30.04.2017
Размер 13.56 Mb.
Формат файла doc
Имя файла Трансформаторы.doc
Тип Лекция
#5059
страница 1 из 7
  1   2   3   4   5   6   7

Раздел 1. Трансформаторы

Лекция №1

  1. Элементы теории трансформаторов

    1. Трансформатор – это статический электромагнитный аппарат преобразования электроэнергии переменного тока одного напряжения в электроэнергию переменного тока другого напряжения.

Трансформаторы применяются:

      1. Для передачи и распределения электрической энергии.

      2. Для регулирования напряжения в силовых трансформаторных подстанциях.

      3. Для обеспечения нужной схемы включения силовых полупроводниковых приборов в преобразовательных устройствах и согласовании напряжений на входе и выходе преобразователя.

      4. Для различных технологических целей: сварки, электропечи и др..

      5. Для питания различных цепей радиоаппаратуры.

      6. Для включения электроизмерительных приборов.

      7. Для гальванической развязки электрических цепей в системах управления и регулирования

    1. Классификация трансформаторов

Различают трансформаторы:

По схемам включения:

  • Однофазные, трёхфазные, многофазные.

По назначению:

  • Силовые, систем управления, измерительные.

По специализации:

  • Сварочные, многообмоточные, автотрансформаторы, высокочастотные, импульсные и др..

По конструкции:

  • Воздушные, масляные, броневые, групповые, трёхстержневые и др..

    1. Принцип действия трансформаторов

Рассмотрим на примере однофазного двухобмоточного трансформатора.


Рисунок 1.1


Принцип действия трансформатора можно описать с помощью следующего графа (рисунок 1.2)

e1

I0 Ф0 e2 I2 Ф2

U1 Ik Фк



Рисунок 1.2


где: e1=-W1(dФ0/dt), (1.1)
e2=-W2(dФ0/dt), (1.2)
Отношения:
e1/ e2 = W1/W2 = K - коэффициент трансформации
при условии: U2 ≈ e2, U1 ≈ e1, U1=KU2
При К>1 – получаем понижающий трансформатор

При К<1 – получаем повышающий трансформатор


Трансформатор может работать только в цепях переменного тока, поскольку

e2=-W2(dФ0/dt)

Из закона сохранения энергии: полная мощность в первичной обмотке трансформатора равна полной мощности на его вторичной обмотке:S1=S2;

При этом:

U1I1=U2I2;

I1 = I2(U2/ U1) = (1/K)I2, (1.3)


    1. Анализ работы трансформатора

Рассмотрим вначале идеализированный трансформатор.

Примем следующие допущения:

      1. Активные сопротивления первичной и вторичной обмотки трансформатора: r1 = r2 = 0.

      2. Потоки рассеяние отсутствуют: Фσ1 = Фσ2

Рассмотрим трансформатор, работающий в режиме холостого хода (без нагрузки) (рисунок 1.3).


Рисунок 1.3



Мгновенное значение подводимого напряжения:

U1= UmSinωt, (1.4)

а ЭДС:

e1=-W1(dФ0/dt), (1.5)
У идеализированного трансформатора:

U1+е1=0, (1.6)

Поскольку dФ0=-(1/W1) e1dt, то
Ф0 =-(1/W1)∫е1dt =(1/W1)∫UmSinωtdt=(Um/ W1)∫Sinωtdt=-(Um/W1ω)Cosωt=ФmSin(ωt-π/2), (1.7)
Вывод: Вектор магнитного потока Ф0 отстаёт от вектора напряжения U1 на угол (рисунок 1.4).


Рисунок 1.4



Продифференцируем:

e1= -W1(dФ0/dt)=-W1d((ФmSin(ωt-π/2))/dt= W1ФmωCos(ωt-π/2), (1.8)
где E1=2πfW1Фm - амплитудное значение ЭДС первичной обмотки трансформа- тора

Действующее значение ЭДС:

E1 = 4,44 fW1Фm

E2 = 4,44 fW2Фm, (1.9)
Уравнение напряжений идеализированного трансформатора в комплексной форме:

, (1.10)

Векторная диаграмма идеализированного трансформатора в режиме холостого хода.


</1>
  1   2   3   4   5   6   7
написать администратору сайта