Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Специальные трансформаторы




Трансформаторы напряжения.Измерительный трансформатор напряжения (ТН) применяется при измерениях в сетях переменного тока напряжением свыше 220 В. ТН представляет собой понижающий трансформатор с таким соотношением витков в первичной и вторичной обмотках, чтобы при номинальном первичном напряжении вторичное напряжение составляло 100 В. ТН работает в режиме, близком к режиму “холостого хода”, т.е. I2 = 0. Класс точности измерительной схемы зависит от выбора рабочей точки на петле гистерезиса (Bm=0,1….0,2 Тл , I1=0). Для его повышения увеличивают количество витков первичной цепи. Для обеспечения надежной работы ТН обязательно заземляется вторичная цепь и корпус трансформатора.

 


Рисунок 2.8 Схема измерительного трансформатора

Напряжения

Система уравнений для трансформатора следующая.Так как U1 =-E1 , U2 = E2НОМ, то напряжение в первичной обмотке определяется выражением:

 

 


(2.4)

 

Трансформатор тока. Измерительный трансформатор тока (ТТ) применяется для включения амперметров и обмоток тока ваттметров, счетчиков энергии и фазометров в цепях переменного тока, чаще всего в сильноточных (с большим значением тока).ТТ работает в режиме, близком к “короткому замыканию”. Первичная обмотка ТТ выполняется из провода большого сечения и включается в сеть последовательно (количество витков первичной цепи равно1). Вторичная обмотка - многовитковая.


Уравнение МДС имеет вид:

I1W1 + I2W2 = I0W1; (2.5)

Точность измерения тока определяется выбором точки на петле гистерезиса (Bm=0,1…0,2Тл, I0 =0). Количество витков во вторичной цепи подбирается таким , чтобы во вторичной цепи протекал ток 5 А, откуда

 

(2.6)

 

Данный трансформатор является опасным при эксплуатации, так как нельзя размыкать вторичную цепь под нагрузкой. При размыкании цепи произойдет рост потерь в магнитопроводе в квадратичной зависимости (В2), что может привести к пробою изоляции и обслуживающий персонал может попасть под высокое напряжение.

Трансформаторы для автоматических устройствИмпульсные трансформаторы. Применяются в устройствах импульсной техники для изменения амплитуды импульсов, исключения постоянной составляющей, размножения импульсов и т.п. Одно из основных требований, предъявляемых к импульсным трансформаторам, - минимальное искажение формы трансформируемых импульсов.

Для пояснения принципиальной возможности трансформирования коротких однополярных импульсов рассмотрим идеальный трансформатор (без потерь и паразитных емкостей), работающий без нагрузки. Допустим, на вход этого трансформатора подают однополярные импульсы прямоугольной формы длительностью tи с периодом T. Первичный контур трансформатора обладает некоторой постоянной времени τ=L1/r1, обусловленной индуктивностью этого контура.

Рассмотрим случай, когда постоянная времени намного меньше продолжительности импульса: τ<<tи. При этом график первичного тока i1 = f(t) имеет вид кривой, отличающейся от прямоугольника. Кривая же вторичного напряжения u2=f(t) значительно искажена. При этом в интервале времени 1-2 напряжение U2 = О, так как при t1 = const ЭДС е2 = M(di/dt) = 0, где М – взаимная индуктивность между обмотками. Следовательно, при τ<<t трансформирование импульсов невозможно.

Рассмотрим другой случай, когда τ>>tи. Этот случай более реален, так как длительность импульсов обычно не превышает 10-4 с. Теперь, когда импульс u1 прекращается еще до окончания переходного процесса в первичной цепи, импульсы на выходе трансформатора u2 не имеют значительных искажений. При этом отрицательная часть импульса легко устраняется включением диода во вторичную цепь трансформатора.

Рассмотренные явления выявляют лишь принципиальную возможность трансформирования коротких однополярных импульсов без особых искажений их формы. При более подробном рассмотрении работы импульсного трансформатора электромагнитные процессы в нем оказываются намного сложнее, так как на них значительное влияние оказывают явление гистерезиса, вихревые токи, паразитные емкостные связи (между витками и обмотками) и индуктивности рассеянии обмоток. Для ослабления нежелательного влияния перечисленных факторов импульсные трансформаторы проектируют таким образом, чтобы они работали с линейной магнитной характеристикой, т. е. с таким значением магнитной индукции в сердечнике, при котором рабочая точка расположена ниже зоны магнитного насыщения на кривой намагничивания трансформатора. Кроме того, магнитный материал сердечника должен обладать небольшой остаточной индукцией (малой коэрцитивной силой). Для понижения остаточной индуктивности магнитопровод импульсного трансформатора в некоторых случаях снабжают небольшим воздушным зазором. С этой же целью иногда применяют подмагничивание трансформатора постоянным током, полярность которого противоположна полярности трансформируемых импульсов. Это мероприятие позволяет снизить магнитную индукцию в сердечнике в интервале между импульсами.

Магнитопроводы импульсных трансформаторов изготовляют из магнитных материалов с повышенной магнитной проницаемостью (холоднокатаная сталь, железоникелевые сплавы и др.) при толщине ленты 0,02 – 0,35 мм. Иногда магнитопровод выполняют из феррита.

Чтобы уменьшить паразитные емкости и индуктивности рассеяния обмоток, их стараются делать с небольшим числом витков. При этом малая длительность импульсов позволяет выполнять обмотки импульсных трансформаторов проводом уменьшенного сечения (применять повышенные плотности тока), не вызывая недопустимых перегревов. Последнее способствует уменьшению габаритов импульсных трансформаторов.

Пик-трансформаторы. Предназначены для преобразования напряжения синусоидальной формы в импульсы напряжения пикообразной формы. Такие импульсы напряжения необходимы в цепях управления тиристоров, тиратронов и др. Действие пик-трансформатора основано на явлении магнитного насыщения ферромагнитного материала.

Пик-трансформатор с активным сопротивлением. Первичную обмотку трансформатора подключают к сети синусоидального напряжения U1 через большое активное добавочное сопротивление Uдоб. Магнитную индукцию выбирают такой, чтобы магнитопровод находился в состоянии сильного магнитного насыщения. Однако намагничивающий ток i1 при этом будет иметь синусоидальную форму, так как его значение определяется сопротивлением Rдоб. Магнитный поток Ф в магнитопроводе изменяется по уплощенной кривой, а вторичная ЭДС

 

(2.7)

имеет пикообразную форму (штриховая линия на рисунке), достигая максимальных (пиковых) значений в моменты времени, когда магнитный поток Ф и ток i1 проходят нулевые значения.

Пик-трансформаторы с магнитным шунтом. Вторичная обмотка расположена на стержне уменьшенного сечения, находящемся в состоянии сильного магнитного насыщения (кривая потока Ф2 имеет уплощенную форму). Остальные участки магнитопровода магнитно не насыщены, а поэтому кривая потока Ф = Фш + Ф2 имеет синусоидальную форму. Уплощенная, форма кривой Ф2 =f(t) обеспечивает получение пикообразной формы вторичной ЭДС – штриховая кривая.

Магнитопроводы пик-трансформаторов изготовляют обычно из железоникелевого сплава (пермаллоя).

 

Контрольные вопросы и задания

1.Каковы основные параметры промышленной трех фазной сети? . 2. Какие существуют способы соединения обмоток трехфазного трансформатора?

3. Каково назначение линейного провода?

4. Каково назначение рабочего ноля?

5. Каково назначение защитного заземления?

6. Какие явления относятся к сбоям напряжения?

7.Как подразделяются трансформаторы по форме сердечника и способу расположения на нём обмоток?

8. Уравнения ЭДС трансформатора.

9. Как классифицируются магнитопроводы?

10. С какой целью и как проводятопыт холостого хода?

11. Объясните, для чего проводят опыт “короткого” замыкания?

12.Что относится к энергетическим показателям трансформатора?

13.Какие способы соединения обмоток первичной и вторичной цепей бывают? Объясните их.

14.Как подразделяются специальные трансформаторы? Охарактерезуйте их.

15. Чему равен коэффициент трансформации?

 


Поделиться:

Дата добавления: 2014-11-13; просмотров: 121; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.006 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты