Трансформаторы для выпрямительных устройств
Тр |
VD |
u, |
u2 |
|
I1 |
I2 |
i |
i2 |
I |
|
||||
Rн |
|
d |
||
U1 |
U2 |
|
t |
|
|
|
|
|
Пульсирующий ток вторичной обмотки трансформатора имеет постоянную составляющую
I |
d |
|
2 |
U2 |
0,45 |
U2 |
|
||
|
R |
||||||||
|
|
R |
|
||||||
и переменную составляющую |
|
iпер |
i2н Id |
|
н |
||||
Пренебрегая током холостого хода |
|
i1w1 i2w2 |
0 |
||||||
или |
|
i1w1 iперw2 Idw2 0 |
|||||||
МДС Idw2 создает постоянный магнитный поток Фd – поток
вынужденного подмагничивания
Т.к. dФd 
dt 0, то Фd приводит к дополнительному магнитному насыщению магнитопровода трансформатора
Трансформаторы для выпрямительных устройств
3-х фазная однополупериодная схема Y
Y0
|
|
- поток вынужденного подмагничивания Фd значительно |
|
A U1 B |
C |
||
снижается, т.к. действуя одновременно во всех стержнях, |
|||
|
|
||
|
|
замыкается через медь обмоток, воздух, стенки бака |
|
|
|
- применяется в выпрямителях небольшой мощности |
Тр
Равноплечий зигзаг
I2 |
|
a |
|
b |
|
c |
|
Rн |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
VD1 |
|
VD2 |
|
VD3 |
Id |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
токи |
|
Id /3 проходя одновременно по |
всем |
Rн |
||||||||||||||||
|
|
|
фазам, создают на каждом стержне два потока |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
Фd/2, направленные встречно. |
|
|
|
Id |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
Фd=0 |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Id |
Id |
Id |
Фd/2 |
|
3 |
3 |
3 |
||
Id |
Id |
Id |
Фd/2 |
|
3 |
3 |
3 |
||
|
||||
|
VD1 |
VD2 VD3 |
||
Трансформаторы для выпрямительных устройств
Однофазная двухполупериодная |
Трехфазная двухполупериодная |
|||||
мостовая схема |
|
мостовая схема |
|
|
||
|
Тр |
VD3 |
|
|
A U1 B |
C |
|
VD1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U1 |
VD2 |
|
|
|
|
|
|
VD4 |
|
Тр |
|
|
|
|
Id |
|
|
|
|
|
|
Rн |
|
|
a |
b |
c |
|
|
|
|
|||
Типовая мощность Sт |
|
|
VD1 |
|
VD4 |
|
Sт= 0,5(S1ном+ S2ном) = 0,5 (I1ном U1ном + I2ном U2ном ) |
VD2 |
|
VD5 |
|||
Коэффициент типовой мощности kт |
|
VD3 |
|
VD6 |
||
|
kт= Sт/Рd ном |
|
|
|
|
|
|
где Рd ном= Id ном Ud ном. |
|
|
Rн |
Id |
|
|
|
|
|
|
||
Трансформаторы для выпрямительных устройств
Коэффициент напряжения kU
kU= U2 ном/Ud ном
Схема выпрямления
Однофазная однополупериодная
Однофазная двухполупериодная с нулевым выводом
Однофазная двухполупериодная мостовая
Трехфазная с нулевым выводом
Трехфазная двухполупериодная мостовая
kU kт
2,22 3,09
1,11 1,48
1,11 1,23
0,855 1,345
0,427 1,05
|
|
|
|
Автотрансформаторы |
|
|
|
|
|||||
Однофазный понижающий автотрансформатор |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
А |
Первичная и вторичная обмотки автотрансформатора |
||||||||||
|
|
|
имеют электрическое соединение, причем обмотка НН aX |
||||||||||
|
I1 |
|
является частью обмотки ВН АX. |
|
|
|
|
|
|||||
U1 |
|
|
|
Пренебрегая током холостого хода, |
|||||||||
a |
|
|
|
запишем уравнение МДС: |
|||||||||
|
|
I |
|
|
|
I w |
|
I |
|
w |
|
0 |
|
|
|
|
|
zн |
|
AX |
2 |
aX |
|||||
|
I12 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||
|
|
U2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
2 |
Уравнение токов автотрансформатора: |
||||||||||
|
X |
|
|
|
|
I1 I2 (waX / wAX ) 0 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
или |
I1 |
I2 / kA |
, где kA wAX / waX |
- коэффициент |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
трансформации |
||||
В понижающем автотрансформаторе ток |
в общей части витков aX равен |
||||||||||||
разности вторичного и первичного тока |
I12 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
I12 |
I2 |
I1 |
|
|
|
|
|
Если kА немногим больше единицы, то токи |
I2 и |
I1 |
незначительно отли- |
||||||||||
чаются друг от друга. Это позволяет выполнить часть aX обмотки автотранс- |
|||||||||||||
форматора, по которой протекает ток I12, из провода меньшего сечения. |
|||||||||||||
Автотрансформаторы
Проходная мощность автотрансформатора Sпр U2 I2 - вся мощность, передаваемая из первичной цепи во вторичную.
Расчетная мощность автотрансформатора Sрасч U2 I12 - мощность, передаваемая из первичной во вторичную цепь магнитным полем.
По величине Sрасч определяются размеры и вес автотрансформатора.
В автотрансформаторе помимо магнитной связи между обмотками существует и электрическая связь:
Sпр U2 I2 U2(I1 I12 ) U2 I1 U2 I12 Sэ Sрасч
где - Sэ U2 I1 - мощность, передаваемая из первичной цепи во вторичную благодаря электрической связи между этими цепями.
Т. о., расчетная мощность Sрасч в автотрансформаторе составляет лишь часть проходной мощности Sпр .
Это позволяет использовать магнитопровод меньшего сечения, чем в трансформаторе той же мощности.
Уменьшаются магнитные и электрические потери повышается КПД.
Недостаток автотрансформаторов: наличие электрической связи стороны ВН со стороной НН, что требует усиленной электрической изоляции всей
обмотки и приводит к снижению электробезопасности обслуживающего персонала.
Импульсные трансформаторы
Применяются в устройствах импульсной техники для изменения амплитуды им- пульсов, исключения постоянной составляющей, размножения импульсов и т.д.
График напряжения в импульсном трансформаторе
U1 |
tи |
|
|
|
|
|
U1 |
|
|
T |
t |
|
|
|
i1 |
τ |
|
|
|
|
|
|
t |
U2 |
|
|
|
|
t |
L1 / r1
- постоянная времени первичного контура транс- форматора, обусловленная индуктивностью этого контура
Трансформирование импульсов возможно только при τ >> tи.
Отрицательная часть импульса устраняется включением диода во вторичную цепь трансформатора
Пик - трансформаторы |
|
|||
Предназначены для преобразования напряжения синусоидальной формы в |
||||
импульсы напряжения пикообразной формы. |
|
|
|
|
Такие импульсы напряжения необходимы в цепях управления тиристоров, |
||||
тиратронов и др. |
|
|
|
|
Принцип работы пик-трансформатора основан на явлении магнитного |
||||
насыщения ферромагнитного материала. |
Пик – трансформатор |
|||
|
|
|||
Rдоб |
Ф |
с активным сопротивлением |
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
I1 |
|
E |
e2 |
|
|
|
|
||
|
|
2 |
|
|
U1 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Ф1 |
Фш |
Ф2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф2 |
Пик – трансформатор |
|
|
|
e2 |
с магнитным шунтом |
U1 |
|
Фш |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|