8. Специальные виды трансформаторов.

Трансформаторы напряжения

Измерительный трансформатор напряжения (ТН) применяется при измерениях в сетях переменного тока напряжением свыше 220 В. ТН представляет собой понижающий трансформатор с таким соотношением витков в первичной и вторичной обмотках, чтобы при номинальном первичном напряжении вторичное напряжение составляло 100В.

Т Н работает в режиме, близком к режиму “холостого хода”, т.е. I₂ = 0. Класс точности прибора зависит от выбора рабочей точки на петле гистерезиса (Bm=0,1….0,2 Тл , I₁ _). Для этого увеличивают количество витков первичной цепи. Соотношение витков в трансформаторе подбирается таким образом, чтобы получить во вторичной цепи U=100 B. Для обеспечения надежной работы ТН обязательно заземляется вторичная цепь и корпус трансформатора. Система уравнений для трансформатора имеет вид:

Так как U₁ = -E₁ , U₂ = E_2НОМ, то напряжение в первичнолй обмотке определяется выражением:

Трансформатор тока

Измерительный трансформатор тока (ТТ) применяется для включения амперметров и обмоток тока ваттметров, счетчиков энергии и фазометоров в цепях переменного тока, чаще всего в сильно точных (с большим значением тока).

Т Т работает в режиме, близком к “короткому замыканию”. Первичная обмотка ТТ выполняется из провода большого сечения и включается в сеть последовательно (количество витков первичной цепи равно1). Вторичная обмотка - многовитковая.

Уравнение МДС имеет вид: I₁W₁ + I₂W₂ = I₀W₁;

Т очность тока измерительной цепи определяется выбором точки на петле гистерезиса (Bm=0,1…0,2Тл, I₀ =0). Количество витков во вторичной цепи подбирается таким образом, чтобы во вторичной цепи протекал ток 5 А, откуда

Данный трансформатор является опасным при эксплуатации, так как нельзя размыкать вторичную цепь под нагрузкой. При размыкании цепи произойдет рост потерь в магнитопроводе в квадратичной зависимоти (В²), что приведет к пробою изоляции и обслуживающий персонал может попасть под высокое напряжение.

9. Магнитный усилитель. Назначение му. Принцип действия му.

Магнитный усилитель – это устройство, принцип действия которого основан на использовании ферромагнитных свойств сердечника.

Принцип работы магнитного усилителя заключается в том, что в течение части каждого из полупериодов изменения напряжения источника питания, пока ни один из сердечников не насыщен, ток в нагрузке мал (представляет, по существу, ток холостого хода трансформаторов), и практически все напряжение оказывается приложенным к рабочим обмоткам. В течение остальной части каждого из полупериодов, когда сердечники находятся в насыщении, практически вес напряжение источника питания оказывается приложенным к нагрузке.

Благодаря такому периодическому возникновению и исчезновению большого сопротивления последовательно с нагрузкой, магнитный усилитель работает как ключ, между источником питания и нагрузкой. Момент его замыкания может быть изменен выбором величины намагничивающей силы обмоток управления.

За счет подмагничивания цепи переменного тока рабочих обмоток постоянным током обмоток управления, изменяется индуктивность рабочей цепи.

При протекании переменного тока в рабочей цепи в магнитопроводе возникает напряженность магнитного поля.

Так как магнитный усилитель по конструктивному исполнению не отличается от трансформатора, то свойство трансформатора проявляются и в них, а именно – свойство обратимости.

Обмотка управления должна воздействовать на рабочую цепь, где протекает большой рабочий ток. Рабочая цепь в свою очередь может воздействовать на обмотку управления.

Рабочие обмотки должны быть намотаны таким образом, чтобы результирующий поток, создаваемый ими и пронизывающий обмотки управления, был равен нулю.

Для фиксации рабочей точки на перегибе петли гистерезиса используется обмотка смещения, величина тока смещения зависит от тока нагрузки.

Схема с дополнительными обмотками смещения и обратной связью. Основная характеристика – это зависимость тока нагрузки от тока управления.

При токе управления, равным нулю, ток нагрузки имеет значение, равное току холостого хода цепи.

Это статический аппарат, применяемый в схемах автоматического регулирования. Работа магнитного усилителя основана на нелинейности характеристики намагничивания магнитопровода.

Схема магнитного усилителя

На крайних стержнях магнитного усилителя находится рабочая обмотка, которая состоит из двух катушек соединенных последовательно. На среднем стержне размещается обмотка управления из большого количества витков.