|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Устройство и работа трансформатора — презентация онлайн
Похожие презентации:
Влияния состава и размера зерна аустенита на температуру фазового превращения и физико-механические свойства сплавов
Газовая хроматография
Геофизические исследования скважин
Искусственные алмазы
Трансформаторы тока и напряжения
Транзисторы
Воздушные и кабельные линии электропередач
Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса
Магнитные аномалии
Нанотехнологии
1.
«Устройство и работа Трансформатора»«УСТРОЙСТВОИ РАБОТА
ТРАНСФОРМАТОР
А»
2. Что такое трансформатор?
ЧТО ТАКОЕ ТРАНСФОРМАТОР?• Трансформатор — это очень простое устройство, которое
позволяет как повышать, так и понижать напряжение, и
преобразовывать переменный ток.
• Впервые трансформаторы были использованы в 1878 г.
русским ученым П. Н. Яблочковым для питания
изобретенных им «электрических свечей»
3. Устройство
УСТРОЙСТВО• Трансформатор состоит из замкнутого железного сердечника, на
который надеты две (иногда и более) катушки с проволочными
обмотками. Одна из обмоток, называемая первичной,
подключается к источнику переменного напряжения. Вторая
обмотка, к которой присоединяют «нагрузку», т. е. приборы и
устройства, потребляющие электроэнергию, называется
вторичной. Схема устройства трансформатора с двумя обмотками
приведена на рисунке.
4. Схема И устройствО
СХЕМА И УСТРОЙСТВО5.
Принцип действияПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ• Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной
индукции. При прохождении переменного тока по первичной обмотке
в железном сердечнике появляется переменный магнитный поток,
который возбуждает электродвижущую силу индукции в каждой
обмотке. Это означает, что, повышая с помощью трансформатора
напряжение в несколько раз, мы во столько же раз уменьшаем силу
тока, и наоборот.
6. Виды трансформаторов
ВИДЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ• Силовой трансформатор
— трансформатор,
предназначенный для преобразования электрической
энергии в электрических сетях и в установках,
предназначенных для приёма и использования
электрической энергии.
• Автотрансформатор — вариант
трансформатора, в котором первичная и
вторичная обмотки соединены напрямую, и
имеют за счёт этого не только
электромагнитную связь, но и электрическую.
Обмотка автотрансформатора имеет
несколько выводов (как минимум 3),
подключаясь к которым, можно получать
разные напряжения.
Недостатком являетсяотсутствие электрической изоляции
(гальванической развязки) между первичной
и вторичной цепью. Преимущество
автотрансформатора — более высокий КПД,
меньший расход стали для сердечника, меди
• Трансформатор тока — трансформатор, питающийся
от источника тока. Типичное применение — для
снижения первичного тока до величины,
используемой в цепях измерения, защиты,
управления и сигнализации. Номинальное значение
тока вторичной обмотки 1А , 5А. Первичная обмотка
трансформатора тока включается в цепь с
измеряемым переменным током, а во вторичную
протекающий по вторичной обмотке трансформатора
тока, равен току первичной обмотки, деленному на
коэффициент трансформации.
Трансформатор напряжения — трансформатор,
питающийся от источника напряжения. Типичное
применение — преобразование высокого напряжения
в низкое в цепях. Применение трансформатора
напряжения позволяет изолировать логические
цепи защиты и цепи измерения от цепи высокого
напряжения.
• Импульсный трансформатор — это трансформатор,
предназначенный для преобразования импульсных
сигналов с длительностью импульса до десятков
микросекунд с минимальным искажением формы
импульса. Основное применение — передача
прямоугольного электрического импульса. Он служит
для трансформации кратковременных
видеоимпульсов напряжения, обычно периодически
повторяющихся с высокой скважностью.
• Разделительный трансформатор — это
трансформатор, первичная обмотка которого
электрически не связана со вторичными
обмотками.
Силовые
разделительные
трансформаторы
предназначены
для
повышения безопасности электросетей, при
случайных одновременных прикасаний к земле
и токоведущим частям или нетоковедущим
частям,
которые
могут
оказаться
под
напряжением в случае повреждения изоляции.
Сигнальные разделительные трансформаторы
обеспечивают
гальваническую
развязку
электрических цепей.
English Русский Правила
Электрический трансформатор — Знайте все о трансформаторах
Электрический трансформатор — это устройство, используемое для повышения и понижения напряжения переменного тока. Эта статья поможет вам понять их основные концепции, конструкцию, принцип работы, проведенные с ними испытания и их классификацию.
Раньше электроэнергия постоянного тока генерировалась и распределялась вблизи станций нагрузки. Изобретение трансформатора привело к недавним достижениям в области производства, передачи и распределения электроэнергии. Они сделали возможным массовое производство электроэнергии и передачу электроэнергии переменного тока на большие расстояния. Сегодня мощность передается до 765 кВ с минимальными потерями мощности и более высоким КПД.
Содержание
Что такое электрический трансформатор?
Электрический трансформатор — это часть оборудования, предназначенная для изменения величины переменного напряжения в цепи без изменения частоты и с минимальными потерями мощности.
Мощность передается от входной стороны к выходной в процессе электромагнитной индукции.
Они используются для эффективной передачи электроэнергии, выработанной в удаленном месте, потребителю с требуемым напряжением. Они доступны в различных размерах и номиналах: от огромных на подстанции до крошечных на электронной плате.
Принцип работыТрансформаторы работают по принципу взаимной индуктивности и закону Фарадея электромагнитной индукции . Поток переменного тока через катушку создает переменное магнитное поле. Когда другая катушка приводится в контакт с переменным магнитным полем, в этой катушке индуцируется напряжение. По закону Фарадея величина индуцированного напряжения зависит от скорости изменения магнитного потока, связывающего вторую катушку, и числа витков.
ε =-N dΦ/dt
В трансформаторах скорость изменения магнитного потока между катушками почти одинакова. Следовательно, индуцированное напряжение зависит от числа витков катушек.
Следовательно, чем больше число витков катушки, тем больше будет индуцированное напряжение.
Типовой трансформатор состоит из набора первичных и вторичных катушек, намотанных на многослойный сердечник из мягкого железа. Железный сердечник действует как путь с низким магнитным сопротивлением для потока магнитного потока.
При подаче переменного напряжения на первичную обмотку трансформатора создается переменный поток, который связывает вторичную обмотку через многослойный железный сердечник и индуцирует в ней переменное напряжение. Величина индуцированного напряжения зависит от соотношения между числом витков первичной катушки и числом витков вторичной катушки.
Кто изобрел электрические трансформаторы?Самые ранние образцы высокоэффективных трансформаторов постоянного напряжения ZBD, изготовленные на заводе Ганца в 1885 году. Источник: Википедия Компоненты трансформатора . Узнайте больше о различных частях в деталях.Самый примитивный вариант придумал Фарадей. В 1884 году три венгерских инженера, Карой Циперновски, Отто Блати и Микша Дери, разработали первый высокоэффективный трансформатор ZND. Это привело к разработке новой и высокоэффективной современной конструкции.
Первый трехфазный трансформатор сконструировал Михаил Доливо-Добровольский.
Первый трехфазный трансформатор сконструировал Михаил Доливо-Добровольский.- Сердечник
- Обмотка
- Изоляция
- Расширитель
- Трансформаторное масло
- Реле Бухгольца
Сердечник представляет собой структуру, на которую намотаны первичная и вторичная обмотки. Он поддерживает обмотки, а также обеспечивает путь с низким магнитным сопротивлением для магнитного потока, соединяющего первичную и вторичную обмотки. Он состоит из ламинирования из кремнистой стали с высокой проницаемостью для снижения потерь в сердечнике. Сердечник должен быть спроектирован таким образом, чтобы минимизировать потери на вихревые токи и гистерезис.
Обмотка Электрические трансформаторы имеют два набора обмоток: обмотку низкого напряжения и обмотку высокого напряжения.
Несколько витков медных проводников, соединенных вместе, образуют обмотку. Размер медных проводников зависит от тока нагрузки. Чаще всего обмотки называют первичной обмоткой и вторичной обмоткой.
Обычно обмотка, к которой подключено входное напряжение, называется первичной обмоткой, а обмотка, к которой подключена нагрузка, называется вторичной обмоткой. Иногда, исходя из уровня приложенного к ним напряжения, их называют обмотками высокого напряжения и обмотками низкого напряжения.
ИзоляцияОбмотки изолированы друг от друга и от сердечника. Нарушение изоляции может привести к короткому замыканию и серьезному повреждению. Следовательно, на этапе проектирования уделяют больше внимания изоляции. Лак, крафт-бумага, хлопковая целлюлоза и прессованный картон являются наиболее широко используемыми материалами для изоляции обмоток.
Трансформатор масло В масляных трансформаторах масло выполняет двойную функцию изоляции и охлаждения.
Реле Бухгольца
Реле Бухгольца — это защитное устройство, используемое для защиты трансформатора от внутренних неисправностей, таких как короткое замыкание, перегрев и утечка масла. Это реле с масляным приводом, используемое для обнаружения неисправностей, возникающих в обмотках и сердечнике, и запускает цепь сигнализации, отключает автоматический выключатель и прерывает подачу питания. Подробнее о реле Бухгольца подробнее: Реле Бухгольца – Принцип действия
Идеальный трансформатор Идеальный трансформатор — это воображаемое устройство с нулевыми потерями, бесконечной магнитной проницаемостью и 100% эффективностью. Поскольку одно и то же количество потока связывает первичную и вторичную обмотки, отношение приложенного напряжения (V первичная ) и наведенного напряжения (V вторичная ) должно быть пропорционально отношению числа витков в первичной обмотке к число витков (N первичная ) во вторичной обмотке (N вторичный ).
В первичный / V вторичный = N первичный / N вторичный
In Идеальный трансформатор, входная мощность которого равна выходной мощности.
В первичный / V вторичный = I вторичный / I первичный
где K — константа, Φm — максимальное значение полного потока в Вебере, связывающего виток, а f — частота питания в герцах.
Идеальный трансформатор Повышающий и Понижающий ТрансформаторВ повышающих трансформаторах вторичная обмотка имеет больше витков, чем первичная. Кроме того, напряжение на вторичной обмотке должно быть выше, чем на первичной (в зависимости от соотношения витков). Они используются для увеличения напряжения передачи, чтобы уменьшить потери при передаче. Их можно найти на электростанциях, и они широко известны как силовые трансформаторы.
В понижающем трансформаторе число витков катушки во вторичной обмотке меньше, чем в первичной, а значит и напряжение.
Они используются для снижения напряжения на стороне распределения энергосистемы.
Коэффициент витков «n» — это число, обозначающее отношение числа витков проводника в первичной обмотке к числу витков во вторичной обмотке. Коэффициент трансформации также известен как коэффициент трансформации напряжения. Это говорит о напряжении, доступном на вторичных клеммах для приложенного первичного напряжения.
N P – Количество витков проводника в первичной обмотке.
В P – Приложенное первичное напряжение.
N S – Количество витков проводника во вторичной обмотке.
В S – преобразованное напряжение, измеренное на вторичной обмотке.
Потери в трансформаторе Потери в трансформаторе подразделяются на потери в обмотке и потери в сердечнике.
Потери в обмотке происходят из-за сопротивления, оказываемого проводником. Он пропорционален квадрату тока, протекающего через него. Использование толстых медных проводников сводит к минимуму сопротивление току и снижает потери в обмотке. Потери в сердечнике обусловлены вихревыми токами, образующимися в сердечнике, и эффектом гистерезиса. Потери в сердечнике, также известные как потери в стали, всегда постоянны и не зависят от нагрузки. Использование многослойного сердечника из мягкого железа и толстых проводников может помочь снизить потери в сердечнике и повысить их эффективность.
Это теоретическая схема, представляющая трансформатор и его физическое поведение. Эта схема, показанная ниже, представляет ее электрические параметры, по которым можно легко рассчитать потери и падения напряжения.
V P — Первичное напряжение или приложенное напряжение
I P — Первичный ток
R P — сопротивление, предлагаемое первичной вешн 0003 X P –
Реактивное сопротивление первичной обмотки I R C –
Резистивный компонент, способствующий потери ядра I M — Ток намагничивания x M — Реактивное сопротивление намагничиваемости V S — Вторичное напряжение или приложенное напряжение I S — Вторичный ток R S — Сопротивление, обеспечиваемое второстепенным намотчиком x S –Actance. Приведенная выше эквивалентная схема является обобщенной формой эквивалентной схемы для идеального трансформатора с соотношением витков 1:1 и без учета первичной или вторичной обмотки. Узнать больше: Эквивалентная схема и векторная диаграмма трансформатора Насколько точно происходит преобразование напряжения в трансформаторе при изменении нагрузки от холостого хода до полной нагрузки, определяется их регулировкой напряжения. Он рассчитывается по следующей формуле: Где, E сек-без нагрузки – Напряжение
измеряется на вторичной обмотке без нагрузки. E с-полная загрузка –
Напряжение, измеренное на вторичной обмотке при полной нагрузке. Подробнее о регулировании напряжения Трансформаторы доступны в различных типах, формах и формах. Классификация по типу источника питания: Трехфазное и однофазное устройство. Классификация по типу конструкции: Трансформатор с сердечником и кожухом. Классификация на основе метода охлаждения: Сухое или естественное воздушное охлаждение, маслоохлаждаемое — масло естественное воздушное естественное (ONAN), масло естественное воздушное принудительное (ONAF), масло принудительное воздушное естественное (OFAN), масло принудительное воздушное принудительное (OFAF), с масляным и водяным охлаждением – масло с естественным водяным охлаждением (ONWF), с принудительным водяным охлаждением (OFWF) Классификация по назначению : Распределение, Инструмент (потенциал и ток), изоляция, заземление, радиочастота, фазосдвигающие и автотрансформаторы, а также катушка Тесла. Узнать больше: Типы электрических трансформаторов. Для обеспечения надлежащего функционирования устройства проводятся следующие испытания: Узнайте больше о: тесте на обрыв цепи и тест на короткое замыкание Электрический трансформатор можно считать наиболее важным компонентом в сети передачи и распределения электроэнергии. При повышении напряжения ток нагрузки, протекающий по линиям передачи, уменьшается. Снижение тока нагрузки приводит к уменьшению потерь в меди (потери I2R) и размера проводника, используемого для передачи энергии. Следовательно, стоимость передачи энергии, а также ее эффективность улучшаются. Следовательно, они повышают эффективность и надежность системы, а также снижают затраты на передачу электроэнергии. Определение трансформатора Электрический силовой трансформатор представляет собой статическое устройство, которое преобразует электрическую энергию из одной цепи в другую без прямого электрического соединения. Он также выполняет это с помощью взаимной индукции между двумя обмотками. Он может преобразовывать мощность из одной цепи в другую без изменения частоты, но может иметь разные уровни напряжения в зависимости от необходимости. Три основные части трансформатора: Принцип работы однофазного трансформатора основан на законе электромагнитной индукции Фарадея. По сути, взаимная индукция между двумя или более обмотками отвечает за действие преобразования в электрическом трансформаторе. Согласно закону Фарадея, «Скорость изменения потокосцепления во времени прямо пропорциональна индуцированной ЭДС в проводнике или катушке». Первичная обмотка питается от источника переменного тока. Принцип работы трансформатора объясняется следующими простыми шагами:
Примечание:
Регулировка напряжения
трансформатор
Классификация трансформатора 
В зависимости от того, где они используются, и различных других параметров, таких как тип питания, их применение, тип конструкции, метод охлаждения, рабочее напряжение, режим работы, форма сердечника и т. д.
Испытания трансформатора
Почему они используются в энергосистеме? 
Он выполняет задачу повышения эффективности передачи и снижения потерь и затрат на передачу за счет понижения напряжения. Электростанция вырабатывает электроэнергию напряжением от 11 кВ до 28 кВ при частоте 50 Гц. Чтобы уменьшить потери при передаче, напряжение повышается до 220 кВ и более и передается. На распределительной подстанции оно снова понижается до 33 кВ или 11 кВ по требованию и подается на предприятия. Оно снова понижается со стороны бытового потребителя до низковольтных нагрузок потребителя. Каталожные номера:
Мощность увеличилась втрое. Теория работы однофазных трансформаторов
Схема однофазного трансформатора
Символ трансформатора Конструкция трансформатора
Принцип работы трансформаторов
Законы электромагнитной индукции Фарадея
Базовая теория трансформаторов
Переменный ток через первичную обмотку создает переменный поток, который окружает обмотку. Другая обмотка, также известная как вторичная обмотка, подведена к первичной обмотке. В конце концов, некоторая часть потока в первичной обмотке будет связана со вторичной обмоткой. Поскольку этот поток постоянно меняется по амплитуде и направлению, во второй обмотке также происходит изменение потокосцепления. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, во вторичной обмотке индуцируется электродвижущая сила (ЭДС), которая называется ЭДС индукции. Если цепь вторичной обмотки замкнута, по ней потечет индуцированный ток. Это простейшая форма преобразования электроэнергии; это самый основной принцип работы трансформатора.
