Принцип действия авиационных однофазных трансформаторов
Трансформатор – это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока другого напряжения при неизменной частоте.
В зависимости от назначения трансформаторы принято делить на силовые и трансформаторы специального назначения (рис. 1.1).
Простейший силовой трансформатор состоит из замкнутого магнитопровода, выполненного из ферромагнитного материала (обычно листовая электротехническая сталь), и двух обмоток ω1,ω2, расположенных на стержнях магнитопровода (рис. 1.2, а).
|
|
![Принцип действия авиационных однофазных трансформаторов Принцип действия авиационных однофазных трансформаторов - student2.ru](/images/yelektrotekhnika/princip-deystviya-aviacionnykh-odnofaznykh-transformatorov-1038905-2.jpg)
Рис. 1.2. Конструкция (а) и условное обозначение трансформатора (б)
Одна из обмоток, называемая первичной ω1, присоединяется к источнику переменного тока с напряжением U1. К другой обмотке, вторичной ω2, подключается нагрузка ZH. Первичная и вторичная обмотки трансформатора не имеют электрической связи друг с другом, и мощность из одной обмотки в другую передается электромагнитным путем. Магнитопровод, на котором расположены эти обмотки, служит для усиления индуктивной связи между обмотками.
Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. При подключении первичной обмотки к источнику переменного тока по ней протекает переменный ток i1, который создает в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф. Замыкаясь в магнитопроводе, этот поток сцепляется с обеими обмотками и индуцирует в них электродвижущие силы (ЭДС):
в первичной обмотке – ЭДС самоиндукции:
e1= -ω1(dФ/dt), (1.1)
во вторичной обмотке – ЭДС взаимоиндукции:
e2= -ω2(dФ/dt), (1.2)
где ω1 и ω2 – числа витков в первичной и вторичной обмотках трансформатора.
При подключении нагрузки ZH к выводам вторичной обмотки трансформатора под действием ЭДС e2 в цепи этой обмотки создается ток i2, а на выводах вторичной обмотки устанавливается напряжение U2. Если напряжение, снимаемое с трансформатора, больше подводимого U2>U1, то он называется повышающим. В понижающем трансформаторе U2<U1.
Из формул (1.1) и (1.2) видно, что ЭДС e1иe2, наводимые в обмотках трансформатора, отличаются друг от друга только за счет разного числа витков ω1 и ω2 обмоток, поэтому, применяя обмотки с требуемым соотношением витков, можно изготовить трансформатор практически на любое отношение напряжений.
Обмотку трансформатора, подключенную к сети с более высоким напряжением, называют обмоткой высшего напряжения (ВН), а обмотку, присоединенную к сети меньшего напряжения, – обмоткой низшего напряжения (НН).
При наличии одной первичной и одной вторичной обмоток трансформатор называют двухобмоточным (см. рис. 1.2). Вторичных обмоток может быть две и более, рассчитанных часто на различные напряжения. В этом случае трансформатор называют многообмоточным.
На рис. 1.2, б показано условное изображение однофазного двухобмоточного трансформатора, применяемое на принципиальных электрических схемах.
В основном трансформаторы используются для преобразования электрической энергии однофазного или трехфазного переменного тока. На основании этого их классифицируют по числу фаз: однофазные и трехфазные.
Примечание. Трансформаторы обладают свойством обратимости: один и тот же трансформатор можно использовать в качестве повышающего и понижающего. Но обычно трансформатор имеет определенное назначение: либо он повышающий, либо – понижающий.
Элементы конструкции