Раздел 2 Трансформаторы

Тема 2.1 Устройство и рабочий процесс трансформатора

Содержание программы:

Назначение, область применения, принцип действия, устройство и классификация трансформаторов. Уравнение ЭДС и токов. Приведение параметров вторичной обмотки трансформаторов к параметрам первичной. Уравнение ЭДС, МДС приведенного трансформатора. Схема замещения и векторная диаграмма приведенного трансформатора.

Трансформирование трехфазного тока. Схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов.

Явления, возникающие при намагничивании магнитопроводов трансформаторов. Опытное определение параметров реального трансформатора и схемы замещения по данным опытов холостого хода, короткого замыкания.

Упрощенная векторная диаграмма трансформатора. Изменение вторичного напряжения, внешние характеристики трансформатора при различном характере нагрузки. Потери мощности, коэффициент полезного действия трансформаторов. Способы регулирования напряжения трансформаторов.

Литература

[ 1] c.13; [ 2 ] c.199

Методические указания:

Русский ученый П.П. Яблочков является изобретателем важнейшего в электротехнике аппарата - трансформатора. Он первым применил его в промышленных условиях.

Перед изучением трансформатора необходимо четко восстановить в памяти все вопросы, которые были изучены в разделе "Нелинейные электрические цели переменного тока" предмета "Теоретические основы электротехники". Некоторые трудности всегда встречаются у учащихся при рассмотрении вопроса о приведении вторичной обмотки к первичной. В этом случае можно представить, что действительной трансформатор заменен другим, у которого число витков вторичной обмотки равно числу витков первичной. Это дает в дальнейшем громадное преимущество, позволяя магнитную связь обмоток заменить электрической и собрать электрическую схему, состоящую из цепи последовательно соединенных активных и реактивных сопротивлений. Все векторные диаграммы обычно бывают начерчены не для трансформатора, а для его схемы замещения, чем упрощаются расчеты. Чтобы трансформатор с приведенными обмотками вполне заменял действительный, надо у него сделать пересчеты вторичной Э.Д.С., тока и сопротивления. Формулы пересчета даны во всех учебниках.

Вопросы для самопроверки:

1 Какой электрический закон положен в основу работы трансформатора?

2 У трансформатора, с каким магнитопроводом (стыковым или шихтованным) меньше намагничивающий ток?

3 Для чего служит расширитель в трансформаторе?

4 Что называется номинальным вторичным напряжением?

5 Какая мощность трансформатора считается номинальной?

6 Что называется коэффициентом трансформации трансформатора?

7 Почему магнитный поток трансформатора не зависит от нагрузки?

8 Почему при увеличении нагрузки трансформатора увеличивается ток в первичной обмотке?

9 Какие потери определяют активную составляющую тока холостого хода? 10.Что такое приведённый трансформатор?

11.Какую форму имеет магнитный поток, если намагничивающий ток несинусоидален и содержит третью гармоническую?

12.Какие потери в трансформаторе постоянны и какие - зависят от нагрузки? С помощью каких опытов их определяют?

13.Почему напряжение короткого замыкания очень мало по сравнению с номинальным?

14.Как называется стороны треугольника короткого замыкания?

15.Почему в опыте к.з. можно пренебречь величиной магнитных потерь, а в опыте х.х. - величиной электрических потерь?

16.Что называется изменением напряжения трансформатора?

17.Как зависит изменение напряжения от характера и величины нагрузки трансформатора?

18.Как зависит величина КПД трансформатора от величины нагрузки и её характера?

19.Чему равен коэффициент нагрузки, соответствующий максимальному КПД?