2020-09-28
62
Тема 1.16 Принцип работы и область применения трансформаторов
Трансформатор - электромагнитное устройство, преобразующее переменные напряжения одной частоты.
Назначение трансформаторов разнообразно.
1. Передача и распределение электрической энергии.
Электростанции вырабатывают электрическую энергию напряжением 6-24 кВ, что недостаточно для передачи энергопотока на большие расстояния. Повышающие силовые трансформаторы поднимают уровень напряжения в высоковольтных линиях передач до 110-500 кВ. Потребление электроэнергии осуществляется напряжением 10-0,4 кВ после преобразования в понижающих силовых трансформаторах.
2. Технологические цели - сварочные или электропечные трансформаторы.
3. Питание электронной аппаратурыи электробытовых приборов.
4. Э лектроизмерительные трансформаторы тока и напряжения.
Трансформаторы различают по числу фаз (однофазные, трехфазные), числу обмоток (двухобмоточные, многообмоточные), по способу охлаждения (масляные, сухие).
Однофазный трансформатор состоит из двух обмоток, размещенных на ферромагнитном замкнутом сердечнике.
Первичная обмотка подключается к электрической сети с напряжением 
, вторичная обмотка - к нагрузке с сопротивлением 
.
Переменный ток 
первичной обмотки создает переменный магнитный поток 
, замыкающийся по магнитопроводу. Поток индуцирует в обеих обмотках переменные ЭДС – 
и 
, пропорциональные числу витков обмоток 
и 
и скорости изменения потока 
.
; 
.
.
Если пренебречь сопротивлением обмоток трансформатора, то получим
,
где 
- коэффициент трансформации.
У повышающего трансформатора 
, у понижающего 
.
В трансформаторе преобразуются напряжения и токи, мощность остаётся приблизительно постоянной (она несколько уменьшается из-за внутренних потерь энергии в трансформаторе).
, отсюда
.
В зависимости от конфигурации магнитной системы, трансформаторы подразделяют на стержневые (а), броневые (б) и тороидальные (в).
Часть магнитопровода, на которой размещены обмотки, называют стрежнем, а свободную часть - ярмом.
Трансформаторы большой и средней мощности обычно выполняют стержневыми. Они имеют лучшие условия охлаждения и меньшую массу по сравнению с броневыми.
Трансформаторы малой мощности выполняют броневыми, более дешевыми из-за меньшего числа катушек, упрощения сборки и изготовления.
