Трансформатори

План

1. Схеми заміщення трансформатора

2. Втрата напруг. Зовнішня характеристика трансформатора

3. Коротке замикання трансформатора

1. Схеми заміщення трансформатора

Відповідно до закону електромагнітної індукції напруга, що виникає на кінцях витка, пропорційна швидкості зміни магнітного потоку, який пронизує цей виток. Якщо прикласти змінну напругу U1 до кінців первинної обмотки, то по обмотці буде протікати змінний струм, що створює магнітний потік. В вторинній викає змінна ЕРС (Е2), яка пропорційна числу витків і швидкості зміни магнітного потоку. Переміний магнітний потік створить індуковану в первинній обмотці ЕРС (Е1), що трохи менше прикладеної напруги і протилежна йому по напрямку. Це забезпечує протікання струму, що намагнічує.

Роль магнітопроводів (сердечників) у трансформаторах. Особливістю трансформаторів є використання в них магнітопроводів зі сталі, пермалоя чи феритів. Вони застосовуються для забезпечення можливо більш повного зв'язку між первинним і вторинним ланцюгами і збільшення магнітного потоку. Магнітний - потік повинен замикатися усередині магнітопровода, не розсіюючи в навколишній простір, що представляє великий магнітний опір. Однак у реальному трансформаторі не весь магнітний потік, яки збуджується первинною обмоткою, пронизує витки вторинної обмотки, і це приводить до зменшення Е2. Аналогічно магнітний потік вторинної обмотки пронизує не всі витки первинної обмотки.

Незважаючи на високі магнітні властивості матеріалів, застосовуваних у магнітопроводах, вони створюють опір для змінного магнітного потоку. Як вже відзначалося, виникнення - магнітного потоку зв'язано зі струмом підмагнічування Іµ. Він тим менше, чим вище якість матеріалу магнітопровода.

Перемагнічування магнітопровода супроводжується втратами. При дії змінного полю в матеріалі магнітопровода спостерігається магнітний поверхневий ефект, що приведе до додаткових втрат і зменшення корисного перетину магнітопровода. Втрати енергії в магнітопроводі на перемагнічування і на вихрові струми приводять до збільшення струму, що протікає по первинній обмотці, на значення, необхідне для компенсації цих втрат

Магнітопровода для трансформаторів узгодження й імпульсних повинні виготовлятися з матеріалів з високою магнітною проникністю, а для живлення - з високою індукцією насичення.

Схема заміщення. На підставі викладеного можна представити схему заміщення найпростішого трансформатора, що складає з двох обмоток (рисунок 1). В режимі холостого ходу по первинній обмотці протікає струм холостого ходу Іх. х, обумовлений струмом намагнічування чи індуктивним опором первинної обмотки і втратами в магнітопроводі:

 де Іµх. х=Нх. х lсил. /ω1 – реактивна складаюча струму (струм намагнічування ) холостого ходу; Іа. х. х=Рст. х. х. /U1 – активна складова струму холостого ходу; lсил. - середня довжина магнітної силової лінії магнітопровода; ω1 – кількість витків в первинній обмотці; Рст. х. х – потужність втрат в сталі магнітопровода в режимі холостого ходу; Нх. х – напруженість магнітного поля в режимі холостого ходу; U1 – напруга на первинній обмотці.

Струм намагнічування в навантаженому режимі Іµ мало відрізняється від Іµх. х. Складову струму Іµ можна виразити через індуктивність первинної обмотки L1:

Мoжна показати, що індуктивність первинної обмотки (мкГн) визначається виразом

де ?C— магнітна проникність сердечника; Sст — переріз сталі магнітопровода, см2.

В трансформаторах узгодження L1 визначає індуктивне навантаження, що впливає на частотну характеристику трансформатора. Як уже відзначалося, основна частина магнітного потоку первинної обмотки замикається через

1 2 3 4 5

Схожі роботи