Справка о истории и принципе действия трансформаторов

В основе действия трансформатора лежит явление электромагнитной индукции. Трансформатор состоит из одной первичной обмотки (ПО), одной или нескольких вторичных обмоток (ВО) и ферромагнитного сердечника (магнитопровода), обычно замкнутой формы. Все обмотки расположены на магнитопроводе и индуктивно связаны между собой. Иногда вторичной обмоткой служит часть ПО (или наоборот), такие называются автотрансформаторами. Концы ПО (вход трансформатора) подключают к источнику переменного напряжения, а концы ВО (его выход) - к потребителям. Переменный ток в ПО приводит к появлению в магнитопроводе переменного магнитного потока. В реальных трансформаторах часть магнитного потока замыкается вне магнитопровода, образуя так называемые потоки рассеяния, однако в высококачественных трансформаторах потоки рассеяния малы по сравнению с основным потоком (потоком в магнитопроводе). Трансформатор был впервые использован в 1876 П.Н. Яблочковым в цепях электрического освещения. В 1890 М.О. Доливо-Добровольский разработал трёхфазный электрический трансформатор. Дальнейшее развитие трансформаторов заключалось в совершенствовании их конструкции, увеличении мощности и кпд, улучшении изоляции обмоток. Основной вид - силовые трансформаторы, среди которых наиболее представительную группу составляют двухобмоточные силовые, устанавливаемые на линиях электропередачи (ЛЭП). Такие трансформаторы повышают напряжение тока, вырабатываемого генераторами электростанций, с 10÷15 кВ до 220÷750 кВ, что позволяет передавать электроэнергию по воздушным ЛЭП на несколько тыс. км. В местах потребления электроэнергии при помощи силовых трансформаторов высокое напряжение преобразуют в низкое (220 В, 380 В и др.). Многократное преобразование электроэнергии требует большого количества силовых трансформаторов, поэтому их суммарная мощность в энергосистеме в несколько раз превышает мощность источников и потребителей энергии. Мощные силовые трансформаторы имеют кпд 98÷99%. Их обмотки изготовляют, как правило, из меди, магнитопроводы — из листов холоднокатаной электротехнической стали толщиной 0,5÷0,35 мм, имеющей высокую магнитную проницаемость и малые потери на гистерезис и вихревые токи. Магнитопровод и обмотки силового трансформатора обычно помещают в бак, заполненный минеральным маслом, которое используется для изоляции и охлаждения обмоток. Такие масляные трансформаторы обычно устанавливают на открытом воздухе, что требует улучшенной изоляции выводов и герметичности бака. Трансформаторы без масляного охлаждения называются сухими. Для лучшего отвода тепла трансформаторы снабжают трубчатым радиатором, омываемым воздухом (в ряде случаев - водой). В грозоупорных трансформаторах применяют обмотки, конструкция которых устраняет появление опасных напряжений на изоляции. Иногда два или более трансформатора включают последовательно (каскадный трансформатор). В ряде случаев используют трансформаторы с регулированием под нагрузкой. Среди сухих силовых трансформаторов обширный класс составляют трансформаторы малой мощности с большим числом вторичных обмоток (многообмоточные), их часто применяют в радиотехнических устройствах и системах автоматики. Помимо силовых, существуют трансформаторы различных типов, предназначенные для измерения больших напряжений и токов (измерительный трансформатор, трансформатор напряжения, трансформатор тока), снижения уровня помех проводной связи (отсасывающий трансформатор), преобразования напряжения синусоидальной формы в импульсное (пик-трансформатор), преобразования импульсов тока и напряжения (импульсный трансформатор), выделения переменной составляющей тока, разделения электрических цепей на гальванически не связанные между собой части, их согласования и т.д. Радиочастотные трансформаторы служат для преобразования напряжения ВЧ, их изготовляют с магнитопроводом из магнитодиэлектрика либо без магнитопровода. В радиопередатчиках мощность таких трансформаторов достигает нескольких сотен кВт.

ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ, ОФОРМЛЕНИЮ И ЗАЩИТЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ (ПРОЕКТА)

Общие указания

Курсовая работа - это самостоятельная работа, выполняемая студентом по индивидуальному заданию в пределах одной дисциплины (на базе предыдущих знаний), с целью практического закрепления основных её теоретических положений, методов решения и анализа инженерных задач. Она содержит пояснительную записку на 25 - 35 страницах рукописного (15 – 25 машинописного) текста и графическую часть не менее чем на 1 листе формата A1 или равноценного количества листов другого формата, содержание которых определяется заданием кафедры. Курсовые работы представляются к защите в виде расчетно-пояснительной записки, сопровождаемой иллюстрациями, схемами, эскизами, диаграммами, графиками и графической частью.

Расчетно-пояснительная записка должна в краткой форме раскрывать сущность технологических и технических решений и разработок, принимаемых и выполняемых автором на основе последних достижений науки и техники, передового производственного опыта, рекомендаций НИИ согласно заданию на проектирование.

В расчетно-пояснительной записке следует избегать излишнего текста, пояснения должны быть емкими, краткими и ясными. Не допускается плагиат.

Расчетно-пояснительная записка курсовой работы должна содержать четкие цели и задачи проектирования, убедительные обоснования принимаемых инженерных решений, сделанные на основе выбора из нескольких вариантов выбора (оборудования, методик расчетов…), необходимые и достаточные расчеты, описания разработанных схем, конструкций, узлов и т.п.

Студент может по рекомендации кафедры представить дополнительно краткое содержание проекта (работы) на одном из иностранных языков, которое оглашается на защите и может сопровождаться вопросами к студенту на этом языке. Допускается выполнение работ на двух языках, одним из которых обязательно должен быть русский. Аннотация выполняется на двух языках, русском и иностранном, изучаемом студентом.

Все листы расчетно-пояснительной записки проектов (работ) должны быть оформлены с рамками. Пример выполнения первого листа раздела смотри на рисунке 1.1. Пример выполнения последующих листов раздела смотри на рисунке 1.2.

Рисунок 1.1 – Первый лист текстовых документов

Рисунок 1.2 – Последующие листы текстовых документов

В графах основной надписи и дополнительных графах к ней (номера граф указаны в скобках) приводят:

- в графе 1 – обозначение документа, в том числе раздела, подраздела проектной документации, основного комплекта рабочих чертежей, чертежа изделия, тестового документа и др.;

- в графе 5 – наименование изделия и/или наименование документа;

- в графе 6 – условное обозначение вида документации: П – для проектной документации, Р – для рабочей документации. Для других видов документации графу не заполняют.

- в графе 7 – порядковый номер листа. На документах, состоящих из одного листа, графу не заполняют. Все листы нумеруются по порядку, начиная с единицы;

- в графе 8 – общее количество листов документа. Графу заполняют только на первом листе;

- в графе 9 – наименование или различный индекс организации, разработавшей документ;

- в графе 10 – характер работы, выполняемой лицом, подписывающим документ, в соответствии с формами 3-5. В свободных строках по усмотрению кафедры приводят руководителей, ответственных за разработку и проверку документа, и запись «Проверил».

Подписи лиц, разработавшего и утвердившего данный документ, и нормоконтролера являются обязательным, и записываются снизу вверх, начиная с разработчика.

- в графах 11-13 – фамилии и подписи лиц, указанных в графе 10, и дату подписания;

- в графах 14-19 – сведения об изменениях.

В состав расчетно-пояснительной записки входят:

- титульный лист;

- спецификация;

- задание;

- аннотация (реферат);

- лист "Оглавление";

- перечень условных обозначений, терминов и сокращений (при необходимости);

- введение;

- основная часть (структурированная по разделам и подразделам);

- заключение;

- список использованных источников (литература);

- приложения (при необходимости).

Последовательность расположения материала расчетно-пояснительной записки должна соответствовать порядку разработки вопросов проекта. Все разделы записки следует излагать грамотно, по возможности кратко (но не в ущерб ее содержанию).

В состав графической части входят чертежи, плакаты, поясняющие принятые в квалификационной работе (проекте) решения (схемы, планы, таблицы, конструкторские чертежи и т.д.) в соответствии с утвержденным заданием на проектирование. Графическая часть выполняется в соответствии с требованиями СПДС, ЕСКД, ГОСТ и других нормативных документов.

Во введении должны быть отражены следующие моменты:

- происхождение темы, ее актуальность;

- идея, составляющая суть проекта.

В заключении работы следует привести:

- анализ соответствия материалов проекта требованиям задания;

- наличие или перспективы реализации проекта или его частей;

- целесообразность и возможность продолжения работы по тематике работы.

Список использованных источников должен включать не менее 5 наименований. Желательно иметь ссылки на публикации на иностранном языке. Основная используемая литература не должна быть старше 10 лет за исключением случаев, когда требуемая для выполнения курсовой работы информация содержится только в литературе старше 10 лет (статистические сборники и т.п.).

Перечень вопросов, отражаемых в расчетно-пояснительной записке к курсовому проекту (работе), определяется руководителем и утверждается кафедрой. Графическая часть выполняется с применением графических редакторов «Компас», «Autocad». Отдельные разделы курсовой работы рекомендуется выполнять с применением специализированных программ: «Mathcad», «Mathlab» и др.

Задание на проектирование

Задание на курсовую работу выдается преподавателем в зависимости от темы курсовой работы студента и варианта. Пример оформления задания на курсовое проектирование выглядит следующим образом: