5.1 Трансформаторы. Применение. Виды трансформаторов. Схемы соединения обмоток

Трансформатор – статический электромагнитный аппарат переменного тока, предназначенный для преобразования электрической энергии одного напряжения в электрическую энергию другого напряжения.

Трансформаторы применяются в энергосистемах при передаче электроэнергии на большие расстояния, в системах электроснабжения городов и различных селений, промышленных и сельскохозяйственных предприятиях.

По назначению трансформаторы могут быть общего и специального назначения.

Трансформаторы, применяемые для электроснабжения, называются силовыми.

Трансформаторы, применяемые для электроснабжения отдельных устройств и присоединяемые непосредственно к сети внешнего электроснабжения, называются сетевыми.

По конструкции трансформаторы бывают одно- и много- фазные, стержневые и броневые, двух- и многообмоточные, сухие и масляные, с естественным и принудительным охлаждением.

Первичная обмотка трансформатора – обмотка, включенная в сеть источника энергии, вторичная обмотка – обмотка, от которой получают энергию электроприемники, присоединенные к трансформатору.

Обмотка высшего напряжения (ВН) – обмотка, к которой подводится или от которой отводится высокое напряжение, обмотка низшего напряжения (НН) – обмотка более низкого напряжения.

Повышающий трансформатор – трансформатор, у которого первичное напряжения меньше вторичного, понижающий трансформатор – трансформатор, у которого первичное напряжение больше вторичного.

Силовые трансформаторы обычно выполняются трехфазными, стержневыми.

Стержни – части магнитопровода трансформатора, на которые наматывается обмотка. Стержни могут располагаться как в одной плоскости, так и пространственно в вершинах равностороннего треугольника. Они соединяются магнитопроводом сверху и снизу. Стержни набираются из листов электротехнической стали или наматываются из стальных лент. На каждый стержень наматываются обмотки высокого и низкого напряжения одной фазы.

Схемы соединения обмоток трансформаторов

Обмотки трехфазных трансформаторов, как и обмотки трехфазных электрических машин переменного тока, могут быть соединены в звезду или треугольник. Начала фаз обмоток высшего напряжения обозначаются буквами А,Б,С, их концы – буквами X,Y,Z. Начала фаз обмоток низшего напряжения обозначаются буквами a,b,c, их концы – буквами x,y,z, вывод нулевой точки – буквой 0.

5.2 Принцип действия трехфазной асинхронной машины

Если к статору трехфазной маш. подвести трехфазный ток, то в машине возникает магн.поле, вращающееся скоростью n1=60f/p, где f—частота сети; р—число пар полюсов.

Если в расточку ста гора мы поместим ротор, выполненный, например, в виде беличьего колеса то между статором и ротором возникнет электромагнитное взаимодействие, которое по своей физической сущности во всем подобно взаимодействию между первичной и вторичной обмотками трансформатора. Но в трансформаторе вторичная обмотка неподвижна в пространстве, тогда как в асинхронной машине она в общем случае вращается со скоростью п. Если бы эта скорость была равна скорости п1 вращающегося магнитного потока и направлена в ту же сторону, то электромагнитного взаимодействия между статором и ротором не было бы, так как поток статора был бы неподвижен относительно ротора. Поэтому непременным условием взаимодействия обеих частей бесколлекторной асинхронной машины и, следовательно, ее работы является разность скоростей п1 и п. Отношение S=(n1-n)/n1 или

S=((n1-n)/n1)100% называется скольжением асинхронной машины. В зависимости от того, в каком соотношении находятся между собою скорости п1 и n, мы различаем три режима работы асинхронной

машины: а) работу в режиме двигателя', б) работу в режиме генератора и в) работу в режиме электромагнитного тормоза.