Слайд 2
Назначение и области применения
Трансформатором называют статическое электромагнитное устройство,
имеющее две или большее число индуктивно-связанных обмоток и предназначенное
для преобразования посредством электромагнитной индукции одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную) систему переменного тока.
Трансформаторы широко используются в промышленности и быту для различных целей:
1. Для передачи и распределения электрической энергии.
Слайд 3
2. Для обеспечения нужной схемы включения вентилей в преобразовательных
устройствах и согласования напряжения на выходе и входе преобразователя.
Трансформаторы, применяемые для этих целей, называются преобразовательными.
3. Для различных технологических целей: сварки (сварочные трансформаторы), питания электротермических установок (электропечные трансформаторы) и др.
4. Для питания различных цепей радиоаппаратуры, электронной аппаратуры, устройств связи и автоматики, электробытовых приборов, для разделения электрических цепей различных элементов указанных устройств, для согласования напряжения и пр.
5. Для включения электроизмерительных приборов и некоторых аппаратов (реле и др.) в электрические цепи высокого напряжения или же в цепи, по которым проходят большие токи, с целью расширения пределов измерения и обеспечения электробезопасности. Трансформаторы, применяемые для этих целей, называются измерительными.
Слайд 4
Классификацию трансформаторов можно произвести по нескольким признакам:
1. По назначению
трансформаторы разделяют на силовые общего и специального применения.
Силовые трансформаторы
общего применения используются в линиях передачи и распределения электроэнергии.
Для режима их работы характерна частота переменного тока 50 Гц и очень малые отклонения первичного и вторичного напряжений от номинальных значений.
Слайд 6
К трансформаторам специального назначения относятся силовые специальные (печные,
выпрямительные, сварочные, радиотрансформаторы), измерительные и испытательные трансформаторы, трансформаторы для
преобразования числа фаз, формы кривой ЭДС, частоты и т.д.
НТ-12 трансформатор силовой сухой для испытаний токовых расцепителей автоматических выключателей
ОМ трансформатор силовой масляный для питания аппаратуры железнодорожной блокировки
Слайд 7
2. По виду охлаждения – с воздушным (сухие трансформаторы)
и масляным (масляные трансформаторы) охлаждением.
Слайд 8
3. По числу фаз на первичной стороне – однофазные
и трёхфазные.
Слайд 9
4. По форме магнитопровода – стержневые, броневые, тороидальные.
Слайд 10
5. По числу обмоток на фазу – двухобмоточные, трёхобмоточные,
многообмоточные (более трёх обмоток).
6. По конструкции обмоток – с концентрическими
и чередующимися (дисковыми) обмотками.
Слайд 11
Устройство трансформаторов
Магнитная система. В зависимости от конфигурации магнитной
системы, трансформаторы подразделяют на стержневые (а), броневые (б) и
тороидальные (в).
Стержнем называют часть магнитопровода, на которой размещают обмотки (2). Часть магнитопровода, на которой обмотки отсутствуют, называют ярмом (1). Трансформаторы большой и средней мощности обычно выполняют стержневыми. Они имеют лучшие условия охлаждения и меньшую массу, чем броневые.
Слайд 12
Для уменьшения потерь от вихревых токов, магнитопроводы трансформаторов
собирают из изолированных листов электротехнической стали толщиной 0,28-0,5 мм
при частоте 50 Гц.
Трансформаторы малой мощности и микротрансформаторы часто выполняют броневыми, так как они имеют более низкую стоимость по сравнению со стержневыми трансформаторами из-за меньшего числа катушек и упрощения сборки и изготовления.
Применяют также и маломощные трансформаторы стержневого типа с одной или двумя катушками (3). Преимущество тороидальных трансформаторов – отсутствие в магнитной системе (4) воздушных зазоров, что значительно уменьшает магнитное сопротивление магнитопровода.
Слайд 13
В трансформаторах малой мощности магнитопровод собирают из штамповых
пластин П-, Ш- и О- образной формы (а, б,
в).
Широкое применение получили магнитопроводы, навитые из узкой ленты электротехнической стали или из специальных железоникелевых сплавов типа пермаллой. Их можно использовать для стержневых, броневых, тороидальных и трёхфазных трансформаторов (г, д, е, ж).
Монолитность конструкции ленточного магнитопровода обеспечивается путём применения клеящих лаков и эмалей.
Слайд 14
Для трансформаторов, работающих при частоте 400 и 500
Гц, магнитопроводы выполняют из специальных сортов электротехнической стали с
малыми удельными потерями при повышенной частоте, а также из железоникелевых сплавов типа пермаллой, которые имеют большие начальную и максимальную магнитные проницаемости и позволяют получить магнитные поля с большой индукцией при сравнительно слабой напряжённости. Толщина листов составляет 0.2; 0,15; 0.1 и 0.08 мм. При частотах более 10-20 кГц магнитопроводы прессуют из порошковых материалов (магнитодиэлектриков и ферритов).
Слайд 15
Обмотки. В современных трансформаторах первичную (1) и вторичную
(3, 4, 5) обмотки стремятся расположить для лучшей магнитной
связи как можно ближе одну к другой. При этом на каждом стержне магнитопровода (2) размещают обе обмотки либо концентрически – одну поверх другой (а), либо в виде нескольких дисковых катушек, чередующиеся по высоте стержня (б).
Слайд 16
В первом случае обмотки называют концентрическими, во втором
– чередующимися.
В силовых трансформаторах обычно применяют концентрические обмотки, причём
ближе к стержням располагают обмотку НН, требующей меньшей изоляции относительно остова трансформатора, а снаружи – обмотку ВН.
Слайд 17
В трансформаторах малой мощности и микротрансформаторах используют однослойные
и многослойные обмотки из круглого провода с эмалевой или
хлопчатобумажной изоляцией, которые наматывают на гильзу или на каркас из электрокартона; между слоями проводов прокладывают изоляцию из кабельной бумаги или ткани.
В микротрансформаторах часто выполняют из алюминиевой фольги толщиной 30-20 мкм. Изоляцией здесь служит окисная плёнка фольги, которая обладает достаточной теплоёмкостью, теплопроводностью и может выдерживать рабочее напряжение до 100 В.
Слайд 18
Работа трансформатора в режиме холостого хода
Слайд 24
Работа трансформатора под нагрузкой