Лекція 9

Тема: «Призначення, типи, будова, принцип дії трансформатора. Структурно-логічна схема роботи трансформатора».

Мета: «Розглянути будову, типи, принцип дії та призначення трансформаторів, структурно - логічну схему трансформатора; навчитися розрізняти режими роботи трансформатора».

Література: Л1, ст.234..237; Л2, ст. 117..119, ст. 126.

Основні питання:

1. Однофазний трансформатор: призначення, типи, область застосування

2. Будова трансформатора

3. Принцип дії, структурно-логічна схема роботи трансформатора

4. Режим холостого ходу трансформатора.

1. Однофазний трансформатор: призначення, типи, область застосування.

Трансформатор являє собою статичний електромагнітний апарат із двома (або більше) обмотками, що мають між собою магнітний зв'язок, здійснюваний змінним магнітним полем, і слугуують для перетворення змінного струму однієї напруги в змінний струм іншої напруги при збереженні частоти струму незмінною.

Трансформатори застосовуються в основному для перетворення однофазного і трифазного струмів. Відповідно до цього розрізняють однофазні й трифазні трансформатори.

Вперше трансформатори набули технічного застосування в схемах зі свічами Яблочкова. П. Н. Яблочков розробив конструкцію однофазного трансформатора з розімкнутим сердечником і, проводячи досліди, виявив основні його властивості.

В системі електропередачі трансформатори являються необхідними елементами. Передача великої потужності на далекі відстані практично може бути здійснена тільки при відносно невеликому значенні струму а, отже, при високій напрузі.

На початку лінії електропередачі встановлюються трансформатори, що підвищують напругу змінного струму, який виробляється на електричних станціях.

Вкінці лінії електропередачі, встановлюють понижуючі трансформатори, тому що для розподілу енергії по заводах, фабриках, житлових будинках і колгоспах необхідні порівняно низькі напруги.

Вперше трифазна лінія електропередачі високої напруги (15000 В; з Лауфена на Неккарі до Франкфурта-на-Майне, довжина близько 175 км), що поклала початок широким роботам по електрифікації, була побудована за участю російського інженера М.О. Доливо-Добровольского. Ним же були розроблені конструкції трифазних трансформаторів, основні риси яких збереглися дотепер.

Насьогодні трансформатори досить широко застосовуються. Існує досить багато різноманітних типів трансформаторів, що розрізняються як по призначенню, так і по виконанню.

Основні типи трансформаторів:

• По кількості фаз: однофазні, трифазні;

• По значенню U₂: знижувальні, підвищувальні;

• По кількості обмоток: одно-, двох-, трьох- та багатообмоточні.

По призначенню:

• Силові або розподілю вальні (ЛЕП, енергосистеми);

• Силові спеціальні (зварювальні, пічні для плавки металів);

• Автотрансформатори (для зміни U₂ в незначних межах k≤1.5 в електромережах, лабораторіях, для пуску та керування АД);

• Вимірювальні (трансформатори струму Т.С. та трансформатори напруги Т.Н. для розширення меж вимірювальних приладів);

• Випрямлювальні (для тяглових підстанцій електротранспорту);

• Випробувальні (для випробування якості ізоляції);

• Радіо трансформатори (до 5 квт, радіотехнічні пристрої).

Змінний струм на шляху від електричної станції, де він створюється, до споживача звичайно доводиться трансформувати 3-4 рази. Звідси слідує, що потужність силових трансформаторів, необхідних для передачі і розподілу електроенергії, в 3-4 рази більше потужності встановлених на електричних станціях генераторів.

Кожен трансформатор забезпечується щитком, прикріпленим на видному місці, із зазначеними на ньому номінальними величинами. Останні характеризують режим роботи, для якого трансформатор призначений.