Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Трансформаторы. Трансформаторы - это электрические аппараты, предназначенные для преобразования переменного напряжения одной величины в переменное напряжение другой






Трансформаторы - это электрические аппараты, предназначенные для
преобразования переменного напряжения одной величины в переменное напряжение другой величины.

Трансформатор имеет замкнутый магнитопровод из ферромагнитного ма­териала, на котором расположены две или несколько обмоток, Принципиальная схема трансформатора представлена на рис. 2.23. На рисунке: 1 и 2 первичная и вторичная обмотки трансформатора с числом витков w1 и w2; 3 - магнитопровод.

 

 

Рис. 2.23. Принципиальная схема трансформатора

 

При подключении первичной обмотки к сети переменного тока напряжением U1, по ней потечет ток I1, который создает в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф. Этот поток, пронизывая витки вторичной обмотки, инду­цирует в ней ЭДС E2.

Пусть к первичной обмотке с числом витков w1 приложено переменное напряжение:

Ему противодействует ЭДС самоиндукции

Всоответствии с законом электромагнитной индукции величина e1также
равна:

После совместного решения двух предыдущих уравнений для действующего значения ЭДС первичной обмотки получаем

Данное выражение называют формулой грансформагорной ЭДС, которая устанавливает связь амплитуды магнитного потока Фm, частоты его изменения в магнитопроводе и числа витков обмотки с величиной индуцированной в ней ЭДС.

Так как первичная и вторичная обмотки трансформатора (рис. 2.23) про­низываются одним и тем же потоком Ф, то по аналогии можем записать:

Отношение Е1 к Е2 называется коэффициентом трансформации

Это один из основных параметров трансформатора.

Потери энергии в трансформаторе.

 

 

Рис. 2.24. Кривая перемагничивания ферромагнетика

 

Другим важным параметром трансформатора является мощность Р2, которую он способен передать потреби­телям, подключенным к его вторичной обмотке. Очевидно, что мощность Р1, потребляемая из сети первичной обмоткой трансформатора, будет больше Р2 на величину потерь в самом трансформаторе Δ Р.

где Δ Рст - мощность потерь в стали (магнитопроводе) трансформатора;
Δ Рм - мощность потерь в меди (проводах обмоток).
В свою очередь потери в стали разделяют на два вида:

где Δ Рг - потери на гистерезис;

Δ Рв - потери на вихревые токи.

Потери на гистерезис пропорциональны площади (заштрихована) петли гистерезиса (см. рис. 2.24) и частоте перемагничивапия магнитонровола. На рис. 2.24: Вm - амплитуда магнитной индукции; Нm - амплитуда напряженности магнитного поля (); - магнитная проницаемость вакуума; - от­носительная магнитная проницаемость; Вг - остаточная индукция.

Для снижения потерь на гистерезис магнитопроводы трансформаторов выполняют из магнитомягких материалов, имеющих узкую петлю гистерезиса и малые значения остаточной индукции Вг при максимальной величине относи­тельной магнитной проницаемости (электротехнические стали, железоникелевые сплавы, ферриты и др.).

Вихревые токи появляются в электропроводящих материалах (металлах, сплавах, электролитах и т.п.), помещенных в изменяющееся магнитное поле. Они индуцируются в контурах, плоскости которых перпендикулярны силовым линиям магнитного поля (см. рис. 2.25, а).

а) б)

 

Рис. 2.25. Вихревые токи в магнитопроводе трансформатора

 

Величина наведенных вихревых токов, замыкающихся по периметру сече­ния магнитопровода, прямо пропорциональна величине наведенной в контуре ЭДС и обратно пропорциональна удельному электрическому сопротивлению материала магнитопровода.

Вихревые токи, во-первых, создают свое магнитное поле, ослабляющее основное поле; во-вторых, нагревая сердечник, бесполезно расходуют энергию, снижая КПД трансформатора.

Для уменьшения вихревых токов применяют.

- магнитопроводы из электротехнической стали и примесью кремния с увеличенным удельным электрическим сопротивлением;

- магнитопроводы выполняют шихтованными, т.е. из отдельных изолированных друг от друга листов стали толщиной 0, 5 мм и менее (рис. 2.25, б).


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.006 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал