 |
Принцип действия трансформатора
|
|
|
|
Принцип действия трансформа тора основан на явлении электромагнитной индукции. Это явление возникновения ЭДС в проводнике или контуре под действием магнитного поля.
При включении первичной обмотки в цепь с переменным напряжением по ней начнет протекать переменный ток, который создаст вокруг обмотки переменное магнитное поле. Это поле пронизывает витки первичной обмотки и наводит в ней ЭДС самоиндукции
Основная часть созданного магнитного потока будет замыкаться по сердечнику, пронизывать витки вторичной обмотки и создавать в ней ЭДС взаимоиндукции 
При подключении нагрузки к вторичной обмотке в ней будет протекать переменный ток.
Действующие значения ЭДС в первичной и вторичной обмотках соответственно будут равны:
46 Режимы работы трансформатора. Параметры, определяемые в режимах холостого хода и короткого замыкания.
Существуют такие три режима работы трансформатора: холостой ход, режим короткого замыкания, рабочий режим. Трансформатор «на холостом ходу», когда выводы от вторичных обмоток никуда не подключены. Если сердечник трансформатора изготовлен из магнитомягкого материала, тогда ток холостого хода показывает, какие в трансформаторе происходят потери на перемагничивание сердечника и вихревые токи.
В режиме короткого замыкания выводы вторичной обмотки соединены между собой накоротко, а на первичную обмотку подают небольшое напряжение, с таким расчетом, чтобы ток короткого замыкания был равен номинальному току трансформатора. Величину потерь (мощность) можно посчитать, если напряжение во вторичной обмотке умножить на ток короткого замыкания. Такой режим трансформатора находит свое техническое применение в измерительных трансформаторах.
|
|
|
Если подключить нагрузку к вторичной обмотке, то в ней возникает ток, индуцирующий магнитный поток, направленный противоположно магнитному потоку в первичной обмотке. Теперь в первичной обмотке ЭДС источника питания и ЭДС индукции питания не равны, поэтому ток в первичной обмотке увеличивается до тех пор, пока магнитный поток не достигнет прежнего значения.
Для трансформатора в режиме активной нагрузки справедливо равенство:
U_2/U_1 =N_2/N_1, где U2, U1 – мгновенные напряжения на концах вторичной и первичной обмоток, а N1, N2 – количество витков в первичной и вторичной обмотке. Если U2 > U1, трансформатор называется повышающим, в противном случае перед нами понижающий трансформатор. Любой трансформатор принято характеризовать числом k, где k – коэффициент трансформации.
Параметры смотрите на сайте http://edu.dvgups.ru/METDOC/GDTRAN/DEPEN/ELMASH/EMASH/METOD/YUSHENKO/L14.htm
47 Рабочий режим однофазного трансформатора. Внешняя характеристика трансформатора, коэффициент нагрузки, коэффициент полезного действия.
Под внешней характеристикой понимается зависимость выходного напряжения от тока нагрузки с учетом его характера (активная - R, активно- емкостная - RC, активно - индуктивная - RL). Схема замещения трансформатора принимает вид:
По второму закону Кирхгофа запишем уравнение для схемы замещения трансформатора: U2 = U1 - IZk = U1 - I (jXk + Rk).
К энергетическим показателям трансформатора относятся: КПД трансформатора и коэффициент мощности.
КПД трансформатора - это отношение активной (полезной) мощности в нагрузке к потребляемой (активной) мощности трансформатора, т.е.
где, Pмаг=Pгист+Рвих.токи - потери в магнитопроводе трансформатора. Они являются постоянными потерями, не зависящими от тока нагрузки, и включают в себя два вида потерь: потери на "гистерезис" (перемагничивание сердечника трансформатора) и потери на "вихревые" токи (круговые токи Фуко, перпендикулярные направлению основного магнитного потока).
Потери в магнитопроводе зависят от следующих параметров:
|
|
|
Pмаг=s1 Bx2 f2 G,
где s1 - коэффициент, зависящий от типа ферромагнитного материала;
G - вес магнитопровода (в кг);
Bx - величина магнитной индукция (определяемая положением рабочей точки на кривой намагничивания трансформатора).
С увеличением частоты преобразования возрастают магнитные потери, поэтому используют материалы с малыми удельными потерями и понижают рабочее значение магнитной индукции Вх.
Потери на гистерезис определяются площадью петли гистерезиса:
Учитывая, что РОБ=I2Rоб - потери в обмотках.Получим соотношение для КПД в зависимости от коэффициента нагрузки b=I2/I2ном.
Потери в магнитопроводе определяются из опыта "холостого хода" и равны Pмаг=P10. Мощность в нагрузке P2 можно представить в виде
Потери в обмотках трансформатора равны:
где P1К - потери определяемые из опыта "короткого замыкания".
Таким образом выражение для КПД принимает вид:
48 Трансформаторы тока и напряжения
49 Автотрансформатор
60 Понятие об электроприводе. Режимы работы электропривода.
Электрический привод представляет собой электромеханичёское устройство, предназначенное для приведения в движение рабочего органа машины и управления ее технологическим процессом. Он состоит из трех частей: электрического двигателя, осуществляющего электромеханическое преобразование энергии, механической части, передающей механическую энергию рабочему органу машины, и системы управления, обеспечивающей оптимальное по тем или иным критериям управление технологическим процессом. Характеристики двигателя и возможности системы управления определяют производительность механизма, точность выполнения технологических операций, динамические нагрузки механического оборудования и ряд других факторов. С другой стороны, нагрузка механической части привода, условия движения ее связанных масс, точность передач и т. п. оказывают влияние на условия работы двигателя и системы управления, поэтому электрические и механические элементы электропривода образуют единую электромеханическую систему, составные части которой находятся в тесном взаимодействии.
|
|
|
|
|
|
