Вопросы по электротехнике.
Контрольные вопросы
1. Что изменяет трансформатор?
2. Назначение силового трансформатора.
3. Назначение измерительного трансформатора
4. Сколько катушек у трехфазного трехобмоточного трансформатора?
5. Можно ли понижающий трансформатор подключить как повышающий?
6. Природа наведения ЭДС во вторичной обмотке трансформатора.
7. Может ли ток первичной или вторичной обмотки протекать по магнитопроводу?
8. Какой характер носят потери энергии в магнитопроводе?
9. Что произойдет при нарушении изоляции между листами шихтованного магнитопровода?
- Напряжение 2. Эффективная передача мощности с изменением уровня напряжения 3. Расширение пределов измерения изм.приборов (вольтметр, амперметр, счётчик) 4. Может быть и одна, и две, и три 5. Да, можно 6. Надоело отвечать за тебя
1. Трансформатор изменяет напряжение и ток переменного тока.
2. Силовой трансформатор используется для преобразования высокого напряжения и тока в низкий уровень напряжения и тока, который используется для силовых приложений.
3. Измерительный трансформатор используется для измерения высоких токов и напряжений, преобразуя их в меньший уровень, который может быть измерен стандартными приборами для измерения.
4. У трехфазного трехобмоточного трансформатора 3 первичные и 3 вторичные катушки.
5. Понижающий трансформатор нельзя подключить как повышающий.
6. Наведение ЭДС во вторичной обмотке трансформатора происходит благодаря изменению магнитного потока в сердечнике трансформатора.
7. Ток первичной или вторичной обмотки не может протекать по магнитопроводу трансформатора.
8. Потери энергии в магнитопроводе трансформатора имеют магнитную природу и возникают из-за изменения магнитного поля в сердечнике трансформатора.
9. При нарушении изоляции между листами шихтованного магнитопровода может произойти короткое замыкание, что может привести к повреждению трансформатора и возможному возгоранию.
Источник
4.3. Физические процессы в трансформаторе. Уравнение эдс
Как видно из рис. 4.2.1, основной магнитный поток Ф, действующий в магнито-проводе трансформатора, сцепляется с витками обмоток и наводит в них ЭДС:
Предположим, что магнитный поток Ф является синусоидальной функцией, т.е.
Подставим это значение в выражения для ЭДС и, произведя дифференцирование, получим:
где
Из последних формул видно, что ЭДС е1и е2отстают по фазе от потока Ф на угол/2.
Максимальное значение ЭДС:
Переходя к действующим значениям, имеем
Если Фmахвыражено в максвеллах, а Е в вольтах, то
Отношение ЭДС обмотки высшего напряжения к ЭДС обмотки низшего напряжения называется коэффициентом трансформации.
Подставив вместо ЭДС Е1и Е2их значения, получим:
Токи I1и I2, протекающие по обмоткам трансформатора, помимо основного потока Ф создают магнитные потоки рассеяния ФР1и ФР2(рис. 4.2.1). Каждый из этих потоков сцепляется только с витками собственной обмотки и индуктирует в них реактивные ЭДС рассеяния ЕР1и ЕР2. Величины этих ЭДС прямо пропорциональны возбуждающим их токам:
где x1и x2— индуктивные сопротивления рассеяния обмоток. Кроме этого, в каждой обмотке трансформатора имеет место активное падение напряжения, которое компенсируется своей ЭДС:
Рассмотрим действие изученных выше ЭДС в обмотках трансформатора. В первичной обмотке Е1представляет собой ЭДС самоиндукции, а поэтому она направлена против первичного напряжения u1. В связи с этим уравнение ЭДС для первичной обмотки имеет вид:
Величины j I1x1и I1r1представляют собой падение напряжений в первичной обмотке трансформатора. Обычно j I1x1и I1r1невелики, а поэтому, с некоторым приближением, можно считать, что подведенное к трансформатору напряжение u1уравновешивается ЭДС Е1:
Во вторичной обмоткеЕ2выполняет роль источника тока, поэтому уравнение ЭДС для вторичной обмотки имеет вид:
где j I2x2и I2r2— падение напряжения во вторичной обмотке. При холостом ходе трансформатора первичная обмотка включена на напряжение u1, а вторичная разомкнута (I2= 0). При этих условиях в трансформаторе действует только одна намагничивающая сила первичной обмотки I10w1, созданная током I10, которая наводит в магнитопроводе трансформатора основной магнитный поток:
где Rм — магнитное сопротивление магнитопровода потоку. При подключении к вторичной обмотке нагрузки ZН в ней возникает ток I2. При этом ток в первичной обмотке увеличивается до значения I1. Теперь поток Ф создается действием двух намагничивающих сил I1w1и I2w2.
видно, что основной поток Ф0 не зависит от нагрузки трансформатора, при неизменом напряжении u1. Этот вывод дает право приравнять:
Разделим обе части уравнения на w1, получим:
где — вторичный ток, приведенный к числу витков первичной обмотки. Перепишем уравнение
из которого следует, что ток I1имеет две составляющие: одна из них (I10) затрачивается на создание основного потока в магнитопроводе, а другая (- I2‘) компенсирует размагничивающее действие вторичного тока. Любое изменение тока во вторичной цепи трансформатора всегда сопровождается соответствующим изменением первичного тока. В итоге величина потока Ф (а, следовательно, и ЭДС Е1) остаются практически неизменными. Вследствие перемагничивания стали в магнитопроводе трансформатора возникают потери энергии отгистерезисаи вихревых токов. Мощность этих потерь эквивалентна активной составляющей тока I10. Следовательно, ток I10наряду с реактивной составляющей Iоp, идущей на создание основного потока Ф, имеет еще и активную составляющую Iоа. В итоге:
На рис. 4.4.1 приведена векторная диаграмма трансформатора в режиме холостого хода. Обычно ток Iоа не превышает 10% от тока Io, поэтому незначительно влияет на величину I10. Обычно он равен (0,02 0,1) I1, поэтому при нагрузке I10принимаем равным нулю, и тогда:
т. е. отношение токов обратно пропорционально числам витков обмоток.
Заключая разделы 4.3 и 4.4, перепишем вместе уравнения ЭДС и токов трансформатора:
Эти уравнения получили название основных уравнений, на которых базируетсятеория трансформатораиобщая теория электрических машин переменного тока.
Источник