3. (7) Трансформаторы и автотрансформаторы

Трансформатор – электромагнитный аппарат содержащий несколько индуктивно связанных эл. контуров и служащий для электромагнитного преобразования эл. энергии переменного тока одного напряжения в эл. энергию другого напряжения той же частоты.

Первичная обмотка 1, вторичная обмотка 2. Передача энергии из одной обмотки в другую производится посредством электромагнитной индукции. Для усиления электромагнитной связи между обмотками их располагают на ферромагнитном сердечнике 3, который изготовляют из листов эл. технической стали толщиной 0,35 –0,50 мм.

Возникающий под действием ток создает МДС , который возбуждает в сердечнике магнитный поток взаимоиндукции , который магнитно связывает первичную и вторичную обмотки трансформатора. Этот периодически изменяющийся поток индуцирует в обеих обмотках трансформатора ЭДС и . В результате на зажимах вторичной обмотки возникает , а если вторичная обмотка замкнута на сопротивление нагрузки, то и ток . Протекая по вторичной обмотки этот ток создает МДС , при включении нагрузки ( поток в сердечнике будет возбуждаться под действием двух МДС .

Виды трансформаторов:

а) двухобмоточные – тр-р с 1 первичной и с 1 вторичной обмотками;

б) многообмоточный – тр-р с 1 первичной и несколько вторичных обмоток;

• однофазные;

• трехфазные;

1. силовые – служат для преобразования энергии переменного тока в эл. сетях и энергетических системах;

2. выпрямительные;

3. сварочные;

4. измерительные и прочие специальные трансформаторы;

• масляные;

• сухие;

• элегазовые;

• азотные.

Схема замещения трансформатора:

1. Опыт ХХ: Первичная обмотка подключается к синусоидальному напряжению, а вторичная разомкнута. Измеряется первичное , а также вторичное , сопротивление:

2.Опыт КЗ: Вторичная обмотка замкнута накоротко, а к первичной обмотке во избежание перегрева подводится пониженное напряжение с таким расчетом, чтобы

Упрощенная векторная диаграмма трансформатора:

Условия параллельной работы трансформатора:

• одна и та же группа соединения обмоток;

• одинаковый коэффициент трансформации;

• одинаковый

Системы охлаждения:

а) естественная воздушная;

б) естественная масляная;

в) масляное охлаждение с дутьем и естественной циркуляцией масла;

г) масляное охлаждение с дутьем и принудительной циркуляцией масла;

д) масловодяное охлаждение с принудительной циркуляцией масла;

е) масловодяное охлаждение с направленным потоком масла.

Автотрансформатор – трансформатор в котором первичная и вторичная обмотки помимо электрической связи, имеют также эл. связь.

Однофазный АТ имеет эл. связь обмоток ОВ и ОС. Часть обмотки между выводами В и С – последовательная, между С и О – общая обмотка. В конструктивном отношении практически не отличается от трансформаторов. При работе АТ в режиме пониженного напряжения в последовательной обмотке проходит ток , который создает начальный поток, наводится в общей обмотки. Ток нагрузки вторичной обмотки складывается из тока .

Полная мощность, передаваемая АТ из первичной сети во вторичную называется проходной.

Достоинства АТ:

• меньший расход меди, стали, изоляционного материала;

• меньшая масса и габариты;

• меньшие потери и больше КПД;

• более легкие условия охлаждения.

Недостатки АТ:

• необходима глухозаземленная нейтраль;

• сложное регулирование напряжения;

• опасность перехода атмосферных перенапряжений из – за эл. связи обмоток ВН и СН.