Специальные трансформаторы автотрансформаторы
Автотрансформатор (рисунок 11) представляет собой трансформатор, у которого вторичная обмотка является частью первичной (понижающий автотрансформатор) или первичная обмотка является частью вторичной (повышающий автотрансформатор). Это значит, что вторичная цепь имеет не только магнитную связь с первичной, но и электрическую. Основные уравнения трансформатора приемлемы и для автотрансформатора.
Рисунок 11 – Принципиальная схема автотрансформатора
Чем
ближе к единице коэффициент трансформации
,
тем ближе значение тока
к нулю. Значит, участок обмотки ax
можно
наматывать проводом меньшего сечения,
чем сечение провода вторичной обмотки
трансформатора. Это приводит к экономии
меди.
Поскольку мощность, передаваемая во вторичную обмотку, состоит из мощности, передаваемой электрическим и электромагнитным путями, то расчетный объем стали автотрансформатора меньше, чем у двухобмоточного трансформатора, так как не вся мощность передается посредством магнитного поля. При сравнении потерь меди во вторичных обмотках автотрансформатора и трансформатора видно, что у автотрансформатора они тем меньше, чем ближе к единице коэффициент трансформации , т.е.
Поэтому
автотрансформаторы применяются при
небольших коэффициентах трансформации:
.
Таким
образом, в автотрансформаторе, по
сравнению с двухобмоточным трансформатором,
расход меди и потери в меди сокращаются
на (
)
%.
В авиационном оборудовании автотрансформаторы используются в системах обогрева стекол кабины и для питания различных блоков систем регулирования
Конструктивно автотрансформаторы похожи на однофазные трансформаторы броневого типа.
Измерительные трансформаторы
Измерительные трансформаторы используются для преобразования тока (трансформаторы тока – ТТ) или напряжения (трансформаторы напряжения – ТН) до величин, удобных для измерения.
Мощности их сравнительно малы, так как ТТ – работают в режиме КЗ, а ТН – в режиме ХХ. Эти режимы работы и требования малых погрешностей определяют особенности расчета и конструирования измерительных трансформаторов.
Трансформаторы тока используются в авиационном оборудовании для измерения токов или получения сигналов, пропорциональных токам в системах регулирования и защиты электроэнергетических систем.
У
трансформаторов тока первичная обмотка
состоит из одного или нескольких витков
(рисунок 12а), включаемых последовательно
в цепь измеряемого тока. Вторичная
обмотка выполняется с большим числом
витков и нагружается небольшим
сопротивлением нагрузки
(обмотка амперметра, устройство автоматики
с относительно малым сопротивлением).
Схема замещения ТТ представлена на рисунке 12б.
Рисунок 12 – Электрическая схема и схема замещения трансформатора тока соответственно
Из рисунка 12б легко определяется зависимость тока от :
где
- сопротивление контура намагничивания;
,
,
- приведенные ток и сопротивления
вторичной цепи.
Из
уравнения видно, что при
(магнитная цепь не насыщена) ток
прямопропорционален току
и чем
,
тем справедливее равенство
,
(
- коэффициент трансформации), и тем
меньше фазовая погрешность между токами
и
,
которая имеет важное значение в системах
регулирования и защиты. Поэтому в
трансформаторах тока, для увеличения
сопротивления контура намагничивания
,
сердечник выполняют из стали с хорошей
проводимостью, а магнитная индукция
при
выбирается в пределах 0,08 – 0,1 Тл.
Вторичная обмотка трансформатора ТТ всегда замкнута, в противном случае индукция в сердечнике увеличится до 1,4 – 1,8 Тл, что вызовет перегрев стали и образуется пикообразное перенапряжение вторичной обмотки.
Трансформаторы напряжения используются в схемах управления и регулирования напряжения источников электроэнергии для получения сигналов, пропорциональных напряжению. ТН работают в режиме близкому к режиму ХХ, так как сопротивление велико.
Погрешность измерения напряжения
в
соответствии с классами точности 0,5;1;3
не должна превышать значения 0,5; 1 и 3 %.
При этом угловая погрешность, выраженная
в минутах, должна быть в пределах
;
и
для класса 3 – не нормируется.