Однофазный трансформатор
Однофазный трансформатор – специальное электротехническое оборудование, которое обеспечивает преобразование переменного напряжения одной величины в переменное напряжение другой величины с одно и той же частотой. Конструкция активной части однофазного трансформатора состоит из замкнутого стального магнитопровода и двух связанных магнитной связью обмоток. Через обмотку высокого напряжения проходит переменный ток, который создает переменное магнитное поле и магнитный поток в магнитопроводе. При пересечении магнитным потоком проводников обмотки низкого напряжения в ней наводится ЭДС, которая при наличии нагрузки обеспечивает прохождение переменного тока. Напряжение на обмотке низкого напряжения будет зависеть от соотношения количества витков на обмотках ВН и НН. Однофазный трансформатор широко используют для столбовых подстанций, которые обеспечивают питание объектов с напряжением 0,4 кВ (0,23 кВ).
Новости
- 18.11.2021 — CITIUS, ALTIUS, FORTIUS: Эволюция силового масляного трансформатора
- 02.04.2021 — Лицензии на конструирование и изготовление оборудования для атомной энергетики. Истинные ценности и преимущества для компании ООО «Трансформер».
- 01.03.2021 — Стратегия цифровой трансформации электросетей и технологии цифровых двойников силовых трансформаторов
© 2024 Все права защищены.
Политика конфиденциальности
Информация, размещенная на сайте не является офертой.
Однофазные трансформаторы. Назначение, устройстово, область применения
Однофазный трансформатор напряжения – устройство, предназначенное для создания переменного напряжения требуемой величины для нагрузки, которая не нуждается в трехфазном электропитании. На основании закона электромагнитной индукции поток должен изменяться не только по величине, но и по направлению. Область применения однофазных трансформаторов обширна, они могут быть использованы:
- Питание оборудования железных дорог.
- Питание однофазных потребителей электроэнергии.
Масляный трансформатор представляет собой устройство, в составе которого в качестве главной изолирующей среды и теплоносителя выступает трансформаторное масло. Они могут быть использованы с целью преобразования электроэнергии в сетях энергосистем, питания аппаратуры сигнализации и ряда иных однофазных потребителей электроэнергии. Данные установки способны эксплуатироваться при умеренном (температурный режим от +40°С до -40°С) и холодном (от плюс 40°С до минус 60°С) климате.
Принцип работы однофазных трансформаторов
Однофазные трансформаторы состоят из двух главных узлов: сердечника и катушек. Принцип работы устройства прост. На фоне поступления электрического тока через проводник в первичной обмотке, на вторичную обмотку приходится электродвижущая сила. В состав сердечника входят пластины ферромагнетика. Ферромагнетики представляют собой вещества (в твердом агрегатном состоянии), магнитная восприимчивость которых положительна (характеризуются самопроизвольной намагниченностью).
Величина электродвижущей силы рассчитывается исходя из стандартной формулы: Е = 4,44 х Ф х f х ω. В ней Ф является амплитудой магнитного потока, f – частотой тока, а ω – количеством витков в обмотке. Магнитная проницаемость ферромагнетика и сечение провода (намотанного на катушку) напрямую влияют на значение мощности нагрузки, которую способен осилить однофазный трансформатор. Размеры и мощность оборудования напрямую связаны между собой: чем мощнее агрегат, тем больше он весит. В большинстве случаев на передней части (корпусе) присутствует ярлык с информацией об основных параметрах.
Стоит отметить, что на практике при этом многие сотрудники сталкиваются с необходимостью сделать замену сгоревшего однофазного трансформаторного напряжения. Чтобы убедиться годности прибора, важно внимательно изучить характеристики устройства, который будет использован для замены. Для этого требуется определить входную обмотку. В случае с понижающими трансформаторами входная обмотка отличается наибольшим сопротивлением. После этого следует в режиме холостого хода измерить входное напряжение (при включении прибора в сеть). Отношение входной и выходной электродвижущей силы составляет коэффициент трансформации K. По окончании данных мероприятий переходят к подсоединению переменного сопротивления достаточной мощности и снимают вольт-амперную характеристику, с установлением значения номинального тока. С увеличением нагрузки выходное напряжение будет потихоньку уменьшаться.
Трансформаторы способны работать в трех режимах: холостого хода, короткого замыкания и нагрузки. В режиме холостого хода устройство эксплуатируется при разомкнутой вторичной обмотке. Мощность холостого хода устанавливается потерями в стали сердечника. Опыт холостого хода трансформатора требуется с целью установления коэффициента трансформации К.
Ассортимент и специфика продукции компании «ЭЛТКОМ»
Наша компания осуществляет реализацию масляных трансформаторов производства ОАО МЭТЗ им. В.И. Козлова. Данное оборудование характеризуется безопасностью, высоким качеством и надежностью, за счет чего пользуется особым спросом. В ассортименте нашей фирмы «Элтком» можно приобрести различные модели: ОМ, ОМП, ОМГ. Все они используются с целью преобразования электрической энергии в сетях переменного тока, в условиях, как умеренного, так и холодного климата. Минимальная мощность агрегатов составляет 0,25 кВА, а максимальная –10 кВА. Полная масса самого компактного аппарата – 14 кг, а самого габаритного – 260 кг.
Однофазные трансформаторы ОМ, ОМП и ОМГ производят в герметичном исполнении, внутренний объем агрегатов не имеет связи с внешней окружающей средой. Приборы заполнены трансформаторным маслом, при этом отсутствует расширитель и газовая подушка. Благодаря данным факторам создаются благоприятные условия для работы масла, исключено его окисление или увлажнение. Перед заливкой масло проходит процесс глубокой дегазации, а сам процесс заливки происходит в условиях вакуума. Это позволяет сохранять свои первоначальные свойства на протяжении всего срока эксплуатации агрегата.
Чтобы проконсультироваться и уточнить стоимость интересующего Вас масляного однофазного трансформатора достаточно связаться с менеджером нашей фирмы по указанным на официальном сайте номерам. Мы являемся официальным дилером ОАО МЭТЗ им. В.И. Козлова, поэтому ценовая политика нашей компании лояльная, все модели данных устройств отличаются доступной стоимостью. По желанию клиенты мы можем заключать типовые договора на обслуживание оборудования.
Чтобы заказать однофазные трансформаторы в нашей фирме, необходимо заполнить стандартную форму заявки в режиме онлайн на сайте. Для этого требуется указать ФИО, номер телефона и E-mail, после чего наш сотрудник в ближайшее время сам с Вами свяжется для уточнения всех деталей по заказу. На все оборудование предоставляется гарантия от производителя.
Назначение и принцип действия однофазного трансформатора
В энергетической сфере деятельности используются первичные источники высокого переменного напряжения, однако в быту или на предприятиях необходимо значительно его снизить. Для этой цели применяются трансформаторы. Для полного понимания и грамотного применения напряжения в быту необходимо знать принцип действия однофазного трансформатора.
Общие сведения о трансформаторах
Значительно легче передавать переменный ток на большие расстояния, так как достигаются минимальные потери, связанные с величинами напряжения (U) и тока (I). Кроме того, для передачи не переменного, а постоянного I необходимо применять сложную электронику, которая основана на усилении параметров электричества. Основной частью этой технологии являются мощные транзисторы, которые требуют специального охлаждения, и главным критерием является цена. Использование трансформаторов, которые работают только от переменной величины тока, является оптимальным решением.
Назначение и устройство
Трансформатор (Т) — это специализированное электрическое устройство, которое работает только от переменного I и используется для преобразования значений входного U и I в необходимые значения этих величин, предусмотренных потребителем.
Т является довольно примитивным устройством, однако в его конструкции есть некоторые особенности. Для понимания принципа действия однофазного трансформатора следует изучить его назначение и устройство. Устроен однофазный трансформатор следующим образом — он состоит из магнитопровода и обмоток.
Магнитопровод, или сердечник трансформатора, выполнен из ферромагнитного материала.
Ферромагнетики — это вещества, обладающие самопроизвольной намагниченностью. Это обусловлено тем, что атомы вещества обладают очень важными свойствами: постоянные спиновые и орбитальные моменты. Свойства ферромагнетиков зависят от температуры и действия магнитного поля. Для изготовления магнитопровода Т используются такие материалы: электротехническая сталь или пермаллой.
Электротехническая сталь содержит в своем составе большую массовую долю кремния (Si), которая под действием высокой температуры соединяется с атомами углерода ©. Этот тип используется во всех типах Т, независимо от мощности.
Пермаллой является сплавом, состоящим из никеля (Ni) и железа (Fe), и применяется только в маломощных трансформаторах.
Тип Т представляет собой катушки, состоящие из каркаса и провода, покрытого изоляционным материалом. Этот провод намотан на основание катушек, и количество витков зависит от параметров Т. Количество катушек может быть 2 и более, оно зависит от конструктивной особенности электрического устройства и определяется сферой применения.
Принцип действия
Принцип работы однофазного трансформатора довольно простой и основан на генерации электродвижущей силы (ЭДС) в обмотках проводника, который находится в движущемся магнитном поле и сгенерирован при помощи переменного I. При прохождении электричества по обмоткам первичной катушки создается магнитный поток (Ф), который пронизывает и вторичную катушку. Силовые линии Ф благодаря замкнутой конструкции магнитопровода имеют замкнутую структуру. Для получения оптимальной мощности Т необходимо располагать катушки обмоток на близком расстоянии относительно друг друга.
Исходя из закона электромагнитной индукции происходит изменение Ф и индуцируется в первичной обмотке ЭДС. Эта величина называется ЭДС самоиндукции, а во вторичной — ЭДС взаимоиндукции.
При подключении потребителя к первичной обмотке Т в цепи появится электрическая энергия, которая передается из первичной обмотки через магнитопровод (катушки не связаны гальванически). В этом случае средством передачи электроэнергии служит только Ф. Трансформаторы по конструктивной особенности бывают различные. По достижению максимальной магнитной связи (МС) Т делятся на следующие типы:
При слабой МС происходит значительная потеря энергии и Т такого типа практически не применяются. Основной особенностью таких Т являются незамкнутые сердечники.
Уровень средней МС достигается только при полностью замкнутом магнитопроводе. Одним из примеров такого Т является стержневой тип, у которого обмотки расположены на железных стержнях и соединены между собой накладками или ярмами. В результате такой конструкции получается полностью замкнутый сердечник.
Примером сильной МС является Т броневого типа, обмотки которого располагаются на одной или нескольких катушках. Эти обмотки расположены очень близко, благодаря чему и обеспечивается минимальная потеря электрической энергии. Магнитопровод полностью покрывает катушки, создавая более сильный Ф, который разбивается на 2 части. У трансформаторов такого типа потоки сцепления между обмотками практически равны.
Режимы работы
Т, как и любой вторичный источник питания, имеет определенные режимы работы. Режимы отличаются потреблением I. Существует 2 режима: холостого хода и нагрузки. При холостом ходе Т потребляет минимальное количество I, которое используется только на намагничивание и потери в обмотках на нагревание. Кроме того, происходит рассеивание магнитного поля. Ф создается I магнитодвижущей силы, которую генерирует первичная обмотка. В этом случае I холостого хода составляет 3−10% от номинального показателя (Iн).
При нагрузке во II обмотке появляется I, а значит — и магнитодвижущая сила (МДС). По закону Ленца: МДС II обмотки действует против МДС первичной обмотки. При этом ЭДС в первичной обмотке во время нагрузки Т равна U и прямо пропорциональна Ф. В этом случае получение k можно записать в виде: I1 / I2 = w2/w1 = 1/k.
Исходя из формул для расчета k, можно получить еще одно соотношение Т: e1 * I1 = e2 * I2 = 1.
Это соотношение показывает, что мощность, потребляемая первичной обмоткой, равна мощности, которую потребляет II обмотка при нагрузке. Мощность Т измеряется в вольт-амперах (ВА).
Основные параметры
Кроме того, следует отметить, что любой Т обладает некоторыми параметрами, которые и отличаются от других трансформаторов. К тому же, если понимать эти зависимости, то можно рассчитать и изготовить Т своими руками.
Связь между ЭДС, возникающей в обмотках Т, зависит от количества витков каждой из них. Исходя из того, что I и II обмотки пронизываются одним и тем же Ф, возможно вычислить следующее соотношение на основании общего закона индукции для мгновенных значений ЭДС:
- Для первичной с количеством витков w1: e1 = — w1 * dФ/dt * E-8.
- Для вторичной с количеством витков w2: e2 = — w2 * dФ/dt * E-8.
Соотношение dФ/dt показывает величину изменения Ф за единицу времени. Значение потока Ф зависит от закона изменения переменного тока за единицу времени. Исходя из этих выражений получается следующая формула соотношения числа витков к ЭДС каждой обмотки:
Следовательно, можно сделать следующий вывод: индуцируемые в обмотках значения ЭДС также относятся к друг другу, как и число витков обмоток. Для более простой записи можно сопоставить значения e и U: e = U. Из этого следует, что e1 = U1 e2 = U2 и возможно получить еще одну величину, называемую коэффициентом трансформации (к): e1/e2 = U1/U2 = w1 / w2 = k. По коэффициенту трансформации Т делятся на понижающие и повышающие.
Понижающим является Т, k которого меньше 1, и, соответственно, если к > 1, то он является повышающим. При отсутствии потерь в проводах обмоток и рассеивания Ф (они незначительны и ими можно пренебречь) вычислить основной параметр Т (k) достаточно просто. Для этого необходимо воспользоваться следующим простым алгоритмом нахождения k: найти соотношения U обмоток (если обмоток более 2, то соотношение нужно искать для всех обмоток).
Однако расчет k является только первым шагом для дальнейшего расчета или выявления неисправности на наличие короткозамкнутых витков.
Чтобы определить значения U, необходимо использовать 2 вольтметра, точность которых составляет около 0,2−0,5. Кроме того, для определения k существуют такие способы:
- По паспорту.
- Практически.
- Использование определенного моста (мост Шеринга).
- Прибором, предназначенным для этой цели (УИКТ).
Таким образом, принцип работы однофазного трансформатора основан на простом законе физики, а именно: если проводник с n количеством витков поместить в магнитное поле, причем это поле должно постоянно меняться с течением времени, то в витках будет генерироваться ЭДС. В этом случае справедливо и обратное утверждение: если в постоянное магнитное поле поместить проводник и осуществлять им движения, то в его обмотках начинает появляться ЭДС.
как устроен однофазный трансформатор?
Однофазный трансформатор применяется в однофазной цепи переменного тока. Трансформатор состоит: из замкнутого сердечника, собранного из листовой трансформаторной стали, на котором располагаются две или несколько обмоток — изолированного провода. Обмотки, подключаемые к источнику тока, называется первичной, а обмотка, с которой снимается напряжение — вторичной. У трехобмоточного трансформатора имеются две вторичные обмотки, что дает возможность получить два различных напряжения. Сердечник делается из листов электротехнической стали толщиной 0,35 мм — 0,5 мм и служит магнитопроводом трансформатора. Для уменьшения вихревых токов, а следовательно, и потерь в стали листы сердечника изолируются лаком.
В зависимости от формы сердечника однофазные трансформаторы бывают стержневые и броневые. В стержневом трансформаторе магнитопровод имеет форму замкнутого прямоугольника (рис. 3.1), а первичная и вторичная обмотка надеты на оба стержня; причем одна половина обмотки — на одном стержне, а другая половина — на другом. Обмотка с меньшим числом витков толстого провода размещается ближе к сердечнику и обозначается на схемах НН (низшее напряжение) , поверх нее наматывается обмотка с большим числом витков толстого провода и обозначается на схемах ВН (высшее напряжение) . Намотка обмоток на обоих стержнях проводиться так, чтобы их магнитные потоки складывались, т. е. если в обмотке на первом стержне намотка идет по часовой стрелке, то на второй против.
http://anti-pozhar.ru/transformatory-naznachenie-vidy-i-oblast-primeneniya/106-odnofaznyi-transformator-ustroistvo-i-princip-deistviya.html
Остальные ответы
Похожие вопросы