Prinsip operasi pengubah adalah berdasarkan undang-undang induksi bersama yang terkenal. Jika anda menghidupkan belitan utama yang satu ini, maka arus ulang alik akan mula mengalir melalui belitan ini. Arus ini akan mencipta fluks magnet berselang-seli dalam teras. Fluks magnet ini akan mula menembusi lilitan belitan sekunder pengubah. EMF (daya gerak elektrik) berselang-seli akan teraruh pada belitan ini. Jika anda menyambungkan (litar pintas) belitan sekunder ke beberapa jenis penerima tenaga elektrik (contohnya, ke lampu pijar konvensional), maka di bawah pengaruh daya gerak elektrik teraruh, arus elektrik berselang-seli akan mengalir melalui belitan sekunder ke penerima.

Pada masa yang sama, arus beban akan mengalir melalui belitan primer. Ini bermakna elektrik akan diubah dan dihantar dari belitan sekunder ke belitan primer pada voltan yang mana beban direka bentuk (iaitu, penerima elektrik yang disambungkan ke rangkaian sekunder). Prinsip operasi pengubah adalah berdasarkan interaksi mudah ini.

Untuk meningkatkan penghantaran fluks magnet dan menguatkan gandingan magnet, penggulungan pengubah, kedua-dua primer dan sekunder, diletakkan pada teras magnet keluli khas. Penggulungan diasingkan dari litar magnet dan antara satu sama lain.

Prinsip operasi pengubah berbeza mengikut voltan belitan. Sekiranya voltan belitan sekunder dan primer adalah sama, ia akan sama dengan perpaduan, dan kemudian makna pengubah sebagai penukar voltan dalam rangkaian hilang. Asingkan pengubah injak turun dan injak naik. Sekiranya voltan primer kurang daripada sekunder, maka peranti elektrik sedemikian akan dipanggil pengubah langkah naik. Jika menengah kurang, kemudian ke bawah. Walau bagaimanapun, pengubah yang sama boleh digunakan sebagai pengubah injak dan turun. Transformer injak naik digunakan untuk menghantar tenaga melalui pelbagai jarak, untuk transit dan lain-lain. Langkah turun digunakan terutamanya untuk mengagihkan semula elektrik antara pengguna. Pengiraan biasanya dibuat dengan mengambil kira penggunaan seterusnya sebagai injak turun atau naik voltan.

Seperti yang dinyatakan di atas, prinsip operasi pengubah agak mudah. Walau bagaimanapun, terdapat beberapa butiran menarik dalam reka bentuknya.

Dalam transformer tiga belitan, tiga belitan terlindung diletakkan pada teras magnet. Pengubah sedemikian boleh menerima dua voltan berbeza dan menghantar tenaga kepada dua kumpulan penerima elektrik sekaligus. Dalam kes ini, mereka mengatakan bahawa sebagai tambahan kepada belitan voltan rendah, pengubah tiga belitan juga mempunyai belitan voltan sederhana.

Penggulungan transformer adalah berbentuk silinder dan terlindung sepenuhnya antara satu sama lain. Dengan belitan sedemikian, keratan rentas rod akan mempunyai bentuk bulat untuk mengurangkan jurang yang tidak bermagnet. Semakin sedikit jurang tersebut, semakin kecil jisim kuprum, dan, akibatnya, jisim dan kos pengubah.

Kandungan:

Dalam kejuruteraan elektrik, selalunya terdapat keperluan untuk mengukur kuantiti dengan nilai yang besar. Untuk menyelesaikan masalah ini, pengubah semasa digunakan, tujuan dan prinsip operasi yang memungkinkan untuk melakukan sebarang pengukuran. Untuk tujuan ini, penggulungan utama peranti disambungkan secara bersiri ke litar dengan arus ulang alik, yang nilainya mesti diukur. Penggulungan sekunder disambungkan kepada alat pengukur. Terdapat perkadaran tertentu antara arus dalam belitan primer dan sekunder. Semua transformer jenis ini sangat tepat. Reka bentuk mereka termasuk dua atau lebih belitan sekunder, yang mana peranti pelindung, alat pengukur dan peranti pemeteran disambungkan.

Apakah pengubah arus?

Transformer arus ialah peranti di mana arus sekunder yang digunakan untuk pengukuran adalah berkadaran dengan arus primer yang datang dari rangkaian elektrik.

Penggulungan utama disambungkan ke litar secara bersiri dengan konduktor semasa. Penggulungan sekunder disambungkan kepada sebarang beban dalam bentuk alat pengukur dan. Hubungan berkadar timbul antara arus kedua-dua belitan, sepadan dengan bilangan lilitan. Dalam peranti pengubah voltan tinggi, penebat antara belitan dijalankan berdasarkan voltan operasi penuh. Sebagai peraturan, satu hujung belitan sekunder dibumikan, jadi potensi penggulungan dan tanah akan lebih kurang sama.

Semua transformer semasa direka untuk melaksanakan dua fungsi utama: pengukuran dan perlindungan. Sesetengah peranti mungkin menggabungkan kedua-dua fungsi.

• Transformer instrumen menghantar maklumat yang diterima ke alat pengukur yang disambungkan. Mereka dipasang dalam litar voltan tinggi di mana ia adalah mustahil untuk menyambung terus alat pengukur. Oleh itu, hanya belitan sekunder pengubah disambungkan ke pembilang, belitan semasa wattmeter dan peranti pemeteran lain. Akibatnya, transformer menukarkan arus ulang alik, walaupun nilai yang sangat tinggi, kepada arus ulang alik dengan penunjuk yang paling boleh diterima untuk penggunaan alat pengukur konvensional. Pada masa yang sama, pengasingan alat pengukur dari litar voltan tinggi dipastikan, dan keselamatan elektrik kakitangan operasi meningkat.
• Peranti pengubah pelindung terutamanya menghantar maklumat ukuran yang diterima ke peranti kawalan dan perlindungan. Dengan bantuan transformer pelindung, arus ulang alik apa-apa nilai ditukar kepada arus ulang alik dengan nilai yang paling sesuai, memberikan kuasa untuk menghantar peranti perlindungan. Pada masa yang sama, geganti yang boleh diakses oleh kakitangan diasingkan daripada litar voltan tinggi.

Tujuan transformer

Transformer semasa tergolong dalam kategori peranti tambahan khas yang digunakan bersama dengan pelbagai alat pengukur dan geganti dalam litar arus ulang alik. Fungsi utama transformer tersebut adalah untuk menukar sebarang nilai semasa kepada nilai yang paling mudah untuk pengukuran, memberikan kuasa untuk memutuskan peranti dan belitan geganti. Oleh kerana penebat peranti, kakitangan perkhidmatan dilindungi dengan pasti daripada kejutan elektrik voltan tinggi.

Mengukur transformer semasa direka untuk litar elektrik dengan voltan tinggi, apabila tidak ada kemungkinan sambungan langsung alat pengukur. Tujuan utama mereka adalah untuk menghantar data yang diterima pada arus elektrik ke peranti pengukur yang disambungkan ke belitan sekunder.

Fungsi penting transformer adalah untuk mengawal keadaan arus elektrik dalam litar yang disambungkan. Semasa sambungan ke geganti kuasa, pemeriksaan berterusan rangkaian dilakukan, kehadiran dan keadaan pembumian. Apabila arus mencapai nilai kecemasan, perlindungan diaktifkan, mematikan semua peralatan yang digunakan.

Prinsip operasi

Prinsip operasi transformer semasa adalah berdasarkan. Voltan daripada rangkaian luaran dibekalkan kepada belitan primer kuasa dengan bilangan lilitan tertentu dan mengatasi rintangan keseluruhannya. Ini membawa kepada kemunculan fluks magnet di sekeliling gegelung, ditangkap oleh litar magnetik. Fluks magnet ini terletak berserenjang dengan arah arus. Disebabkan ini, kehilangan arus elektrik semasa proses penukaran akan menjadi minimum.

Apabila lilitan belitan sekunder, terletak secara berserenjang, bersilang, daya gerak elektrik diaktifkan oleh fluks magnet. Di bawah pengaruh EMF, arus muncul yang dipaksa untuk mengatasi jumlah rintangan gegelung dan beban keluaran. Pada masa yang sama, penurunan voltan diperhatikan pada output penggulungan sekunder.

Klasifikasi transformer semasa

Semua transformer semasa boleh dikelaskan bergantung pada ciri dan ciri teknikalnya:

1. Dengan temu janji. Peranti boleh menjadi pengukur, pelindung atau perantaraan. Pilihan terakhir digunakan apabila menyambungkan alat pengukur ke litar semasa perlindungan geganti dan litar lain yang serupa. Di samping itu, terdapat pengubah arus makmal yang dicirikan oleh ketepatan yang tinggi dan pelbagai .
2. Mengikut jenis pemasangan. Terdapat peranti pengubah untuk pemasangan luaran dan dalaman, overhed dan mudah alih. Sesetengah jenis peranti boleh dibina ke dalam kereta, peranti elektrik dan peralatan lain.
3. Mengikut reka bentuk penggulungan utama. Peranti dibahagikan kepada satu pusingan atau rod, berbilang pusingan atau gegelung, dan juga bas, sebagai contoh, TSh-0.66.
4. Pemasangan dalaman dan luaran transformer melibatkan laluan lalu dan kaedah sokongan untuk memasang peranti ini.
5. Penebat pengubah boleh kering, menggunakan bakelit, porselin, dan bahan lain. Di samping itu, penebat minyak kertas konvensional dan kapasitor digunakan. Sesetengah reka bentuk menggunakan pengisian kompaun.
6. Bergantung pada bilangan peringkat transformasi, peranti boleh menjadi satu atau dua peringkat, iaitu lata.
7. Voltan operasi terkadar pengubah boleh sehingga 1000 V atau lebih daripada 1000 V.

Semua ciri pengelasan ciri hadir dalam semasa dan terdiri daripada yang tertentu.

Parameter dan ciri

Setiap pengubah semasa mempunyai parameter individu dan ciri teknikal yang menentukan skop penggunaan peranti ini.

Nilai semasa. Membenarkan peranti beroperasi untuk masa yang lama tanpa terlalu panas. Transformer sedemikian mempunyai rizab pemanasan yang ketara, dan operasi normal adalah mungkin dengan beban berlebihan sehingga 20%.

Voltan terkadar. Nilainya harus memastikan operasi normal pengubah. Penunjuk inilah yang mempengaruhi kualiti penebat antara belitan, salah satunya berada pada voltan tinggi dan satu lagi dibumikan.

Nisbah transformasi. Ia adalah nisbah antara arus dalam belitan primer dan sekunder dan ditentukan oleh formula khas. Nilai sebenar akan berbeza daripada nilai nominal disebabkan oleh kerugian tertentu semasa proses transformasi.

Ralat semasa. Berlaku dalam pengubah di bawah pengaruh arus magnetisasi. Nilai mutlak arus primer dan sekunder berbeza dengan tepat jumlah ini. Arus magnetisasi membawa kepada penciptaan fluks magnet dalam teras. Apabila ia meningkat, ralat semasa pengubah juga meningkat.

. Menentukan operasi normal peranti dalam kelas ketepatannya. Ia diukur dalam Ohm dan dalam beberapa kes boleh digantikan dengan konsep seperti kuasa undian. Nilai semasa diseragamkan dengan ketat, jadi nilai kuasa pengubah bergantung sepenuhnya hanya pada beban.

Faktor pengehad nominal. Ia mewakili gandaan arus primer kepada nilai undiannya. Ralat kepelbagaian ini boleh mencapai sehingga 10%. Semasa pengiraan, beban itu sendiri dan faktor kuasanya mesti dinilai.

Nisbah arus sekunder maksimum. Dibentangkan sebagai nisbah arus sekunder maksimum dan nilai terkadarnya apabila beban sekunder berkesan dinilai. Kepelbagaian maksimum berkaitan dengan tahap ketepuan litar magnetik, di mana arus primer terus meningkat, tetapi nilai arus sekunder tidak berubah.

Kemungkinan kerosakan transformer semasa

Transformer semasa yang disambungkan kepada beban kadangkala mengalami kerosakan dan juga situasi kecemasan. Sebagai peraturan, ini disebabkan oleh pelanggaran rintangan elektrik penebat belitan, penurunan kekonduksian mereka di bawah pengaruh suhu tinggi. Kesan mekanikal yang tidak disengajakan atau pemasangan yang tidak berkualiti mempunyai kesan negatif.

Semasa operasi peralatan, kerosakan penebat paling kerap berlaku, menyebabkan litar pintas belitan belitan, yang mengurangkan kuasa yang dihantar dengan ketara. Arus kebocoran boleh muncul akibat litar yang dibuat secara rawak, sehingga berlakunya litar pintas.

Untuk mengelakkan situasi kecemasan, pakar memeriksa keseluruhan litar operasi secara berkala menggunakan pengimej haba. Ini memungkinkan untuk menghapuskan kecacatan sentuhan dengan segera dan mengurangkan terlalu panas peralatan. Ujian dan pemeriksaan yang paling kompleks dijalankan di makmal khas.

PENGUBAH

TUJUAN TRANSFORMER DAN APLIKASI MEREKA

Sebuah transformer direka bentuk untuk menukar arus ulang alik satu voltan kepada arus ulang alik voltan lain. Voltan dinaikkan menggunakan transformer injak naik, manakala voltan diturunkan menggunakan transformer injak turun.

Transformer digunakan dalam talian kuasa, teknologi komunikasi, automasi, teknologi pengukur dan bidang lain.

Selaras dengan tujuan, mereka dibezakan:

Transformer kuasa untuk menghidupkan motor elektrik dan rangkaian lampu;

Transformer khas untuk menjana kuasa mesin kimpalan, relau elektrik dan pengguna tujuan khas lain;

Alatubah alat untuk menyambungkan alat pengukur.

Berdasarkan bilangan fasa, transformer dibahagikan kepada fasa tunggal dan tiga fasa. Transformer yang digunakan dalam teknologi komunikasi dibahagikan kepada frekuensi rendah dan tinggi.

Kuasa pengubah yang dikira berbeza daripada pecahan volt-ampere hingga berpuluh-puluh ribu kilovolt-ampere; frekuensi operasi daripada unit hertz kepada ratusan kilohertz.

Transformer ialah peranti elektrik yang mudah, boleh dipercayai dan menjimatkan. Ia tidak mempunyai bahagian yang bergerak atau sambungan sentuhan gelongsor, dan kecekapannya mencapai 99%. Kecekapan pengubah η, ditakrifkan sebagai nisbah kuasa keluaran P 2 untuk memasukkan kuasa P 1 , bergantung pada beban.

PERANTI PENGUBAH

Transformer ialah litar magnet tertutup di mana dua atau lebih belitan terletak. Dalam pengubah frekuensi tinggi kuasa rendah yang digunakan dalam litar radio, litar magnet boleh menjadi udara.

Untuk mengurangkan kehilangan histerisis, litar magnet diperbuat daripada bahan magnet lembut - keluli pengubah, yang mempunyai gelung magnetisasi sempit. Untuk mengurangkan kerugian akibat arus pusar, kekotoran silikon dimasukkan ke dalam bahan litar magnetik, yang meningkatkan rintangan elektriknya, dan litar magnet itu sendiri dipasang dari kepingan berasingan keluli elektrik 0.35 x 0.5 mm tebal, terlindung antara satu sama lain dengan varnis tahan haba atau kertas khas.

Terdapat pengubah jenis rod (Rajah 7.1, a) dan berperisai (Rajah 7.1, b).

nasi. 7.1. Reka bentuk pengubah kuasa rendah fasa tunggal jenis rod (a) dan perisai (b).

Yang terakhir melindungi belitan gegelung dengan baik daripada kerosakan mekanikal. Bahagian atas litar magnet, dipanggil kuk, dipasang selepas memasang gegelung (belitan) pada rod. Batang dan kuk disambungkan dengan sangat ketat untuk menghilangkan celah udara pada sambungan. Dalam pengubah kuasa rendah, teras magnet cincin digunakan secara meluas, yang dipasang dari cincin yang dicop atau luka dari pita panjang. Tiada jurang udara dalam teras magnet ini, jadi fluks magnet kebocoran adalah kecil. Dalam transformer yang direka untuk frekuensi yang lebih tinggi, teras magnet cincin sering ditekan daripada serbuk feromagnetik yang dicampur dengan varnis penebat.

Penggulungan transformer diperbuat daripada dawai tembaga dan diletakkan pada batang yang sama atau pada rod yang berbeza, bersebelahan atau satu di bawah yang lain. Dalam kes kedua, belitan voltan rendah bersebelahan terus dengan rod, dan belitan voltan tinggi diletakkan di atasnya.

Penggulungan pengubah yang mana voltan sesalur dibekalkan dipanggil utama , dan belitan yang mana beban disambungkan, menengah . Beberapa belitan sekunder dengan bilangan lilitan yang berbeza boleh diletakkan pada teras, yang memungkinkan untuk mendapatkan voltan sekunder dengan nilai yang berbeza.

Apabila pengubah beroperasi, haba dijana disebabkan oleh arus dalam belitan, serta disebabkan oleh pembalikan magnetisasi teras magnet dan arus pusar. Pengubah kuasa kecil (sehingga 10 kV-A), yang mana penyejukan udara mencukupi, dipanggil kering.

nasi. 7.2. Pengubah kuasa tiga fasa Rajah. 7.3. Pandangan umum autotransformer

saya pemegang sentuhan gelongsor; 2 sentuhan gelongsor; 3 penggulungan

Transformer berkuasa menggunakan penyejukan minyak (Gamb. 7.2). Teras magnet 1 dengan belitan 2, 3 diletakkan di dalam tangki 4 yang diisi dengan minyak mineral (transformer). Minyak bukan sahaja menghilangkan haba melalui perolakan atau peredaran paksa, tetapi juga merupakan dielektrik (penebat) yang baik. Transformer minyak boleh dipercayai dalam operasi dan lebih kecil dalam saiz dan berat berbanding dengan transformer kering dengan kuasa yang sama. Apabila suhu berubah, isipadu minyak berubah. Apabila suhu meningkat, minyak berlebihan diserap oleh pengembang 5, dan apabila suhu berkurangan, minyak dari pengembang dikembalikan ke tangki utama.

Dalam kes di mana perlu untuk menukar voltan sekunder dengan lancar, sesentuh gelongsor digunakan untuk menukar bilangan lilitan belitan (dengan cara yang sama seperti yang dilakukan dalam rheostat gelangsar). Sentuhan gelongsor digunakan secara meluas dalam autotransformer yang direka untuk mengawal voltan dalam had yang kecil (Rajah 7.3).

FORMULA UNTUK TRANSFORMER EMF

Mari kita pertimbangkan gegelung (Rajah 7.4), terminal yang dibekalkan dengan voltan sinusoidal. Kami mengabaikan rintangan dan kerugian gegelung akibat histerisis dan arus pusar. Kemudian voltan dikenakan pada gegelung u = U m sinωt hanya akan diimbangi oleh emf yang disebabkan sendiri e = E m sin ω t .

Ini jelas, kerana hanya kuantiti yang sama yang berubah sama dari masa ke masa boleh mengimbangi satu sama lain sepenuhnya.

Selaras dengan undang-undang aruhan elektromagnet e = w ; oleh itu E m sin ωt= ω.

Persamaan pembezaan ini membolehkan kita mencari hubungan antara EMF penggulungan dan fluks magnet dalam teras magnet:

d Ф= - sin ωt dt

Mari kita sepadukan sisi kiri dan kanan ungkapan ini:

Ф = - ∫ sin ω t dt= cos ωt +A

Di sini pemalar penyepaduan A = 0, kerana EMF sinusoidal tidak boleh mencipta komponen tetap fluks magnet. Oleh itu,

E= cos ω t = Ф m cos ω t,

di mana Ф m = Е m /ω w nilai amplitud fluks magnet berselang-seli dalam litar magnet gegelung. Menggantikan E ke dalam kesamaan terakhir m = √2 E dan ω = 2πf, kita dapat

Ф m =, atau E=

iaitu E = 4.44 fw Ф m . Ungkapan ini, yang menghubungkan nilai berkesan EMF dalam belitan dengan amplitud fluks magnet dalam litar magnet, biasanya dipanggil formula EMF pengubah. Ia memainkan peranan penting dalam teori transformer dan mesin elektrik arus ulang alik.

nasi. 7.4. Gambar rajah gegelung dengan teras feromagnetik dalam litar arus ulang-alik

PRINSIP PENGENDALIAN TRANSFORMER FASA TUNGGAL.

NISBAH TRANSFORMASI.

Operasi pengubah adalah berdasarkan fenomena induksi bersama, yang merupakan akibat daripada undang-undang aruhan elektromagnet.

Mari kita pertimbangkan dengan lebih terperinci intipati proses mengubah arus dan voltan.

Apabila menyambungkan belitan utama pengubah ke rangkaian arus ulang-alik dengan voltan U 1 arus akan mula mengalir melalui belitan saya 1 (Rajah 7.5), yang akan mencipta fluks magnet berselang-seli F dalam litar magnetik. Fluks magnet, menembusi lilitan belitan sekunder, mendorong emf di dalamnya E 2 , yang boleh digunakan untuk kuasa beban.

Oleh kerana belitan primer dan sekunder pengubah ditembusi oleh fluks magnet yang sama Ф, ungkapan untuk EMF teraruh dalam belitan boleh ditulis dalam bentuk

E 1 = 4.44fw 1 Ф m

E 2 = 4.44 fw 2 Ф m

di mana f Kekerapan AC; w 1, w 2 bilangan lilitan belitan.

E 2 / E 1 = w 2 / w 2 = k.

Nisbah bilangan lilitan belitan pengubah dipanggil nisbah transformasi k.

Oleh itu, nisbah transformasi menunjukkan bagaimana nilai berkesan EMF belitan sekunder dan primer berkaitan.

Berdasarkan undang-undang aruhan elektromagnet, kita boleh menulis

e 1 = w 1 , e 2 = w 2

Membahagikan satu kesamaan dengan yang lain, kita dapat e 2 / e 1 = w 2 / w 1 = k

Akibatnya, pada bila-bila masa nisbah nilai serta-merta EMF belitan sekunder dan primer adalah sama dengan nisbah transformasi. Adalah mudah untuk memahami bahawa ini hanya boleh dilakukan dengan kebetulan sepenuhnya dalam fasa EMF e 1 dan e 2.

Sekiranya litar penggulungan sekunder pengubah terbuka (mod tanpa beban), maka voltan pada terminal penggulungan adalah sama dengan EMFnya: U 2 = E 2 , dan voltan sumber kuasa hampir seimbang sepenuhnya oleh EMF belitan primer U ≈ E 1 . Oleh itu, kita boleh menulis itu k = E 2 / E 1 ≈U 2 /U 1 .

nasi. 7.5. Gambarajah skematik pengubah satu fasa

Oleh itu, nisbah penjelmaan boleh ditentukan berdasarkan pengukuran voltan pada input dan output pengubah yang tidak dimuatkan. Nisbah voltan pada belitan pengubah yang tidak dimuatkan ditunjukkan dalam pasportnya.

Memandangkan kecekapan tinggi pengubah, kita boleh menganggapnya S t ≈ S 2, dengan S 1 = U 1 I 1 kuasa yang digunakan daripada rangkaian; S 2 = U 2 I 2 kuasa yang dibekalkan kepada beban.

Oleh itu, U 1 I 1 ≈ U 2 I 2, dari mana I 1 / I 2 ≈ U 2 / U 1 = k.

Nisbah arus belitan primer dan sekunder adalah lebih kurang sama dengan nisbah transformasi, oleh itu arus saya 2 bilangan kali ia bertambah (berkurang) dan bilangan kali ia berkurangan (bertambah) U2.

PENGUBAH TIGA FASA

Transformer kuasa tiga fasa digunakan terutamanya dalam talian penghantaran kuasa. Penampilan, ciri reka bentuk dan susun atur elemen utama pengubah ini dibentangkan dalam Rajah. 7.2. Teras magnet bagi pengubah tiga fasa mempunyai tiga rod, setiap satunya mengandungi dua belitan fasa yang sama (Rajah 7.6).

nasi. 7.6. Peletakan belitan pada teras pengubah tiga fasa

Untuk menyambungkan pengubah ke talian kuasa, terdapat sesendal pada penutup tangki, yang merupakan penebat porselin dengan batang kuprum berjalan di dalamnya. Input voltan tinggi ditetapkan oleh huruf A, B, C, input voltan rendah oleh huruf a, b , Dengan. Input wayar neutral terletak di sebelah kiri input a dan ditetapkan O (Rajah 7.7).

Prinsip operasi dan proses elektromagnet dalam pengubah tiga fasa adalah serupa dengan yang dibincangkan sebelum ini. Ciri pengubah tiga fasa ialah pergantungan nisbah transformasi voltan linear pada kaedah menyambungkan belitan.

Terutamanya tiga kaedah digunakan untuk menyambungkan belitan pengubah tiga fasa: 1) menyambungkan belitan primer dan sekunder dengan bintang (Rajah 7.8, a); 2) sambungan belitan primer dengan bintang, belitan sekunder dengan segitiga (Rajah 7.8, b); 3) sambungan belitan primer dengan segitiga, belitan sekunder dengan bintang (Rajah 7.8, c).

nasi. 7.8. Kaedah untuk menyambungkan belitan pengubah tiga fasa

Mari kita nyatakan nisbah bilangan lilitan belitan satu fasa dengan huruf k , yang sepadan dengan nisbah transformasi pengubah satu fasa dan boleh dinyatakan melalui nisbah voltan fasa: k = w 2 / w 1 ≈ U 2ph / U 1ph

Mari kita nyatakan pekali transformasi voltan linear dengan huruf c.

Apabila menyambung belitan mengikut litar bintang bintang

Apabila menyambung belitan mengikut litar delta bintang

c =.

Apabila menyambung belitan mengikut litar segitiga-bintang

Oleh itu, dengan bilangan lilitan belitan pengubah yang sama, pekali transformasinya boleh ditambah atau dikurangkan sebanyak √3 kali dengan memilih gambarajah sambungan belitan yang sesuai.

AUTOTRANSFORMER DAN INSTRUMENTATION TRANSFORMERS

Gambarajah skematik autotransformer ditunjukkan dalam Rajah. 7.9.

Dalam autotransformer, sebahagian daripada lilitan belitan primer digunakan sebagai belitan sekunder, jadi sebagai tambahan kepada sambungan magnet, terdapat sambungan elektrik antara litar primer dan sekunder. Selaras dengan ini, tenaga dipindahkan dari litar primer ke litar sekunder kedua-duanya menggunakan fluks magnet yang ditutup melalui litar magnet, dan terus melalui wayar. Oleh kerana formula EMF pengubah boleh digunakan untuk belitan autotransformer dengan cara yang sama seperti belitan pengubah, pekali transformasi autotransformer dinyatakan oleh nisbah yang diketahui

k = w 2 /w l =E 2 /E l ≈ U 2 /U 1 ≈I 1 /I 2

Oleh kerana sambungan elektrik belitan, arus melalui bahagian lilitan yang dimiliki secara serentak ke litar primer dan sekunder Saya 1 dan saya 2 , yang diarahkan kaunter dan dengan pekali transformasi kecil berbeza sedikit antara satu sama lain dalam nilai. Oleh itu, perbezaan mereka ternyata kecil dan berliku w 2 boleh dibuat daripada dawai nipis. Justeru, apabila k = 0.5 - 2 sejumlah besar kuprum disimpan. Dengan nisbah transformasi yang lebih tinggi atau lebih rendah, kelebihan autotransformer ini hilang, kerana bahagian belitan yang dilalui arus balas Saya 1 dan saya 2 , berkurangan kepada beberapa pusingan, dan perbezaan semasa itu sendiri meningkat.

Sambungan elektrik litar primer dan sekunder meningkatkan bahaya apabila mengendalikan peranti, kerana jika penebat dalam autotransformer injak turun rosak, pengendali mungkin mendapati dirinya berada di bawah voltan tinggi dalam litar utama.

Autotransformer digunakan untuk memulakan motor AC yang berkuasa, mengawal voltan dalam rangkaian lampu, dan juga dalam kes lain apabila perlu mengawal voltan dalam had yang kecil.

Transformer pengukur voltan dan arus digunakan untuk memasukkan alat pengukur, kawalan automatik dan peralatan perlindungan dalam litar voltan tinggi. Mereka memungkinkan untuk mengurangkan saiz dan berat peranti pengukur, meningkatkan keselamatan kakitangan operasi dan mengembangkan had pengukuran peranti AC.

Alatubah voltan instrumen digunakan untuk menghidupkan voltmeter dan belitan voltan alat pengukur (Rajah 7.10). Oleh kerana belitan ini mempunyai rintangan yang tinggi dan menggunakan sedikit kuasa, pengubah voltan boleh dianggap beroperasi dalam mod tanpa beban.

Pengubah arus yang mengukur digunakan untuk menghidupkan ammeter dan gegelung arus bagi alat pengukur (Rajah 7.11). Gegelung ini mempunyai rintangan yang sangat sedikit, jadi transformer semasa boleh dikatakan beroperasi dalam mod litar pintas.

nasi. 7.10. Gambar rajah sambungan dan Rajah. 7.11. Gambar rajah sambungan dan

ukuran simbol- ukuran simbol-

pengubah voltan badan pengubah arus
perkahwinan

Fluks magnet yang terhasil dalam teras magnet pengubah adalah sama dengan perbezaan dalam fluks magnet yang dihasilkan oleh belitan primer dan sekunder. Di bawah keadaan operasi biasa pengubah semasa, ia adalah kecil. Walau bagaimanapun, apabila litar penggulungan sekunder dibuka, hanya fluks magnet penggulungan primer akan wujud dalam teras, yang dengan ketara melebihi fluks magnet perbezaan. Kerugian teras akan meningkat dengan mendadak, pengubah akan menjadi terlalu panas dan gagal. Di samping itu, EMF yang besar akan muncul di hujung litar sekunder yang rosak, yang berbahaya untuk kerja pengendali. Oleh itu, pengubah semasa tidak boleh disambungkan ke talian tanpa peranti pengukur disambungkan kepadanya. Untuk meningkatkan keselamatan kakitangan operasi, kepungan pengubah instrumen mesti dibumikan dengan teliti.

PENGUBAH KIMPALAN

Sumber kuasa mesin kimpalan tertakluk kepada keperluan khusus: pada kuasa tertentu, mereka mesti mencipta arus besar dalam beban, dan perubahan mendadak dalam rintangan beban tidak boleh menjejaskan nilai arus kimpalan dengan ketara.

Voltan yang agak rendah pada arus tinggi memastikan bukan sahaja pelepasan haba yang berkesan dalam hubungan kimpalan, tetapi juga keselamatan pengimpal, yang biasanya berfungsi di antara struktur logam dengan kekonduksian elektrik yang tinggi.

Selaras dengan keperluan yang dipertimbangkan, transformer kimpalan memberikan pengurangan voltan daripada 220 atau 380 V kepada 60 × 70 V. Voltan ini pada terminal belitan sekunder ditubuhkan apabila pengubah kimpalan melahu. Semasa proses kimpalan, ia turun naik dari nilai maksimum 6070 V kepada nilai yang hampir kepada sifar. Rintangan arka elektrik yang berlaku semasa mengimpal berubah apabila tangan pengimpal bergerak. Jika voltan pada terminal belitan sekunder pengubah dikekalkan malar, turun naik mendadak dalam arus dalam litar akan berlaku dan mustahil untuk mengawal penjanaan haba. Oleh itu, pengubah kimpalan direka sedemikian rupa sehingga dengan penurunan mendadak dalam rintangan arka, arus dalam litar meningkat sedikit, dan produk Saya 2 R , yang menentukan jumlah haba, dikekalkan pada tahap yang diperlukan.

Selaras dengan undang-undang Ohm, dengan penurunan mendadak dalam rintangan dan sedikit peningkatan dalam arus, voltan arka berkurangan. Transformer kimpalan mempunyai ciri luaran yang jatuh dengan curam.

Transformer kimpalan boleh menahan litar pintas yang berlaku apabila elektrod menyentuh kimpalan. Arus litar pintas, seperti yang ditunjukkan oleh ciri luaran, adalah terhad. Penggulungan sekunder pengubah direka untuk aliran arus ini yang cukup panjang.

Pada voltan bekalan malar, penurunan pesat dalam voltan keluaran pengubah dengan sedikit peningkatan arus hanya boleh dicapai dengan meningkatkan penurunan voltan dalaman dalam belitan pengubah. Untuk melakukan ini, anda perlu meningkatkan rintangan belitan.

Pengubah kimpalan dihasilkan dengan rintangan induktif boleh laras tinggi bagi belitan. Dalam kes ini, bukan rintangan aktif wayar yang meningkat, tetapi rintangan kebocoran induktif belitan, kerana peningkatan rintangan aktif akan membawa kepada peningkatan kehilangan tenaga dan terlalu panas pengubah.

Untuk meningkatkan rintangan induktif kebocoran belitan, fluks kebocoran ditingkatkan dengan memasukkan rod konduktor magnet shunt ke dalam litar magnet pengubah, di mana bahagian fluks magnet utama ditutup. Dengan menukar nilai jurang udara dalam rod shunt, fluks magnet kebocoran boleh diubah. Rod boleh alih tengah, yang melaksanakan fungsi shunt magnetik, disediakan, sebagai contoh, dalam reka bentuk pengubah kimpalan domestik STAN-1.

Kaedah lain untuk menukar rintangan kebocoran induktif belitan juga digunakan. Oleh itu, dalam pengubah STE, pencekik khas dengan jurang udara boleh laras dimasukkan ke dalam litar penggulungan sekunder, dan dalam pengubah TS-500, jarak antara belitan primer dan sekunder diubah.

Transformer kuasa digunakan untuk menukar tenaga elektrik satu voltan kepada tenaga voltan lain. Mereka adalah peralatan utama pencawang elektrik. Elektrik yang dijana di loji kuasa, apabila dihantar kepada pengguna, mengalami pelbagai transformasi dalam transformer injak dan turun. Menghantar elektrik pada jarak jauh lebih menjimatkan dengan voltan tinggi. Kuasa transformer yang dipasang dalam sistem kuasa elektrik melebihi kuasa terpasang penjana sebanyak 4-5 kali. Walaupun kecekapan transformer yang agak tinggi, kos tenaga yang hilang setiap tahun di dalamnya adalah jumlah yang besar. Ia adalah perlu untuk berusaha untuk mengurangkan bilangan peringkat transformasi dan mengurangkan kuasa terpasang transformer.

Transformer dihasilkan satu fasa dan tiga fasa, dua dan tiga lilitan. Pengubah tiga fasa kebanyakannya digunakan dalam sistem dan rangkaian, penunjuk ekonominya lebih tinggi daripada kumpulan pengubah satu fasa. Kumpulan transformer fasa tunggal hanya digunakan pada kuasa dan voltan tertinggi 500 kV dan ke atas untuk mengurangkan berat untuk pengangkutan dari tempat pembuatan ke tapak pemasangan. Transformer fasa tunggal juga digunakan di pencawang daya tarikan semasa elektrifikasi kereta api dengan arus ulang alik.

Transformer dan autotransformer mempunyai penarafan kuasa yang merupakan gandaan perpuluhan bagi nilai berikut: 1; 1.6; 2.5; 4; 6.3 kV*A.

Untuk kemudahan perancangan kerja yang berkaitan dengan pengangkutan dan pembaikan transformer, mereka secara konvensional dibahagikan mengikut saiz bergantung kepada kuasa dan voltan belitan HV.

Dalam Rajah. menunjukkan reka bentuk dan susun atur bahagian utama pengubah minyak kuasa saiz ketiga.

Asas reka bentuk pengubah adalah bahagian aktif, yang terdiri daripada teras magnet 17 dengan belitan voltan tinggi (HV) dan voltan rendah (LV) 21 terletak di atasnya, terletak di bawah HV pada rod teras magnet, selekoh LV 16 dan BH18 dan peranti pensuisan 6. Teras magnet, dipasang daripada kepingan nipis berasingan keluli pengubah dengan salutan penebat tahan haba, ditarik bersama oleh rasuk kuk 19 dan pin melalui lubang melalui batang teras magnet dan rasuk kuk.

Ketik 16 dan 18 ialah wayar penyambung yang berjalan dari hujung belitan LV dan HV ke input LV 14 dan HV 12.

Peranti pensuisan 6 belitan pengubah berfungsi untuk menukar voltan secara berperingkat dalam had tertentu, mengekalkan voltan terkadar pada terminal belitan LV apabila ia berubah.

Untuk tujuan ini, belitan HV transformer dilengkapi dengan cawangan kawalan 20, yang disambungkan ke suis 6.

Keperluan untuk peraturan disebabkan oleh fakta bahawa pelbagai penyelewengan dari mod bekalan kuasa biasa mungkin dalam sistem elektrik, yang membawa kepada operasi penerima elektrik yang tidak ekonomik.

Rajah 1

1 - tangki; 2 - injap; 3 - bolt pembumian; 4 - penapis termosifon; 5 - radiator; 6 - suis; 7 - pengembang; 8 - penunjuk minyak; 9 - pengering udara; 10 - paip ekzos; 11 - penyampai gas; 12 - input HV; 13 - pemacu peranti pensuisan; 14 - Input LV; 15 - mengangkat mata; 16 - alur keluar LV; 17 - rangka; 18 - alur keluar HV; 19 - rasuk kuk bingkai (atas dan bawah); 20-- melaraskan cawangan belitan HV; 21 - Penggulungan HV (dalam LV); 22 - penggelek troli.

Transformer boleh mempunyai dua jenis suis paip: peraturan atas beban (OLTC) dan peraturan tanpa beban selepas pengubah dimatikan, i.e. bertukar tanpa pengujaan (SWB). Peranti pensuisan didorong oleh pemacu 13 yang terletak pada penutup tangki pengubah 1.

Tangki pengubah ialah tangki keluli berbentuk bujur yang diisi dengan minyak pengubah, dengan bahagian aktif pengubah tenggelam di dalamnya. Minyak, sebagai medium penyejukan, mengeluarkan haba yang dijana dalam belitan dan litar magnet dan melepaskannya ke persekitaran melalui dinding dan penutup tangki. Selain penyejukan, minyak berfungsi untuk meningkatkan tahap penebat antara bahagian hidup dan tangki yang dibumikan. Untuk meningkatkan permukaan penyejukan, tangki dibuat ribbed, paip dikimpal ke dalamnya atau dilengkapi dengan radiator boleh tanggal 5. Di bahagian bawah tangki terdapat paip untuk mengalirkan minyak 2, dan di bahagian bawah terdapat palam untuk mengalirkan sedimen selepas mengalirkan minyak melalui paip. Troli dengan penggelek berputar 22 dikimpal ke bahagian bawah tangki pengubah seberat lebih daripada 800 kg, yang membolehkan anda menukar arah pergerakan pengubah dari melintang ke membujur. Untuk mengangkat pengubah, pin pengangkat dengan gelang mata 15 dipasang pada rasuk kuk atas.

Penapis termosiphon 4 dipasang pada tangki pengubah oleh dua paip dengan bebibir dan pili rata perantaraan. Penapis direka bentuk untuk mengekalkan sifat penebat minyak, dan oleh itu memanjangkan hayat perkhidmatannya. Ia adalah peranti silinder yang diisi dengan bahan aktif - sorben, yang menyerap produk penuaan minyak pengubah. Operasi penapis adalah berdasarkan prinsip termosiphon: minyak yang lebih panas dari lapisan atas memasuki penapis, menyejuk dan jatuh, terus dibersihkan.

Pada penutup tangki terdapat salur masuk 12 dan 14, pengembang 7, paip ekzos 10, geganti gas 11.

Sesendal ialah sesendal porselin yang mana terminal belitan pengubah dipasang di dalam tangki, dan bahagian pembawa arus bagi alat suis di luar. Sendal di dalam tangki mempunyai permukaan licin, untuk pemasangan luar, beroperasi dalam keadaan yang sukar (dalam hujan, salji, udara tercemar), mereka mempunyai permukaan yang lebih maju (mereka mempunyai rusuk berbentuk payung) untuk meningkatkan laluan permukaan elektrik nyahcas merentasi porselin dan kekuatan elektrik sesendal.

Expander 7 berfungsi untuk mengimbangi turun naik paras minyak dalam pengubah apabila suhu berubah dan mengurangkan kawasan sentuhan dengan udara permukaan terbuka minyak, melindunginya daripada pengoksidaan pramatang oleh oksigen atmosfera dan pelembapan. Pengembang ialah tangki silinder yang dipasang dengan pendakap pada penutup pengubah. Konservator disambungkan ke tangki pengubah oleh paip yang tidak menonjol di bawah permukaan dalaman penutup pengubah dan berakhir di dalam konservator di atas bahagian bawahnya untuk mengelakkan sedimen minyak daripada memasuki tangki. Jumlah konservator mesti memastikan kehadiran berterusan minyak di dalamnya dalam semua mod operasi pengubah, baik dalam keadaan musim panas dan musim sejuk.

Untuk memantau minyak, penunjuk minyak 8, dibuat dalam bentuk tiub kaca dalam bingkai logam, dipasang pada dinding sisi pengembang. Pengering udara 9 direka untuk menyerap lembapan daripada udara yang memasuki pengembang.

Pengering udara yang dipasang pada konservator transformer mempunyai badan logam yang diisi dengan gel silika, yang menghilangkan kelembapan dari udara yang memasuki konservator apabila paras minyak jatuh.

Relay gas 11 dibina ke dalam potongan paip yang menyambungkan tangki pengubah ke pengembang. Ia melindungi pengubah sekiranya berlaku kerosakan dalaman akibat pelepasan gas atau kebocoran dari tangki.

Kerosakan di dalam pengubah, disertai dengan arka elektrik, membawa kepada penguraian sengit minyak dengan pembentukan sejumlah besar gas dan, akibatnya, peningkatan mendadak dalam tekanan di dalam tangki, yang boleh memecahkan tangki dan menyebabkan kebakaran. Paip ekzos 10, dipasang pada penutup tangki pengubah, ditutup dengan cakera kaca. Apabila tekanan di dalam tangki meningkat, kaca pecah dan gas bersama minyak dibuang keluar sebelum tangki berubah bentuk.

Apabila memasang litar penggulungan pengubah, kepentingan yang besar dilampirkan bukan sahaja untuk mendapatkan voltan yang terhasil pada terminalnya, tetapi juga kepada arah vektor voltan belitan primer dan sekunder, yang menentukan kumpulan sambungan pengubah. Piawaian menyediakan kumpulan sambungan belitan pengubah: sifar (0) dan kesebelas (11). Sudut anjakan vektor voltan linear belitan LV berbanding dengan vektor voltan linear yang sepadan bagi belitan HV, bersamaan dengan 30, diambil sebagai unit kumpulan. Anjakan dikira mengikut arah jam daripada vektor voltan linear belitan HV .

Permulaan belitan fasa HV transformer tiga fasa ditetapkan dengan huruf Latin besar A, B, C, hujung dengan huruf X, Y, Z. Permulaan belitan LV ditetapkan dengan huruf Latin huruf kecil a, b , c, hujung dengan huruf x, y, z. Untuk transformer tiga belitan, permulaan belitan voltan sederhana (MV) ditetapkan oleh huruf A dan Ba ​​Ca dan hujungnya dengan huruf X Y ZM

Penggulungan fasa transformer tiga fasa boleh disambungkan dalam CD bintang, segitiga (A) atau zigzag (U). Gambar rajah ini ditetapkan dalam teks dengan huruf U, D dan Z.

Dalam gambarajah sambungan belitan pengubah, cawangan neutral yang dibuat ke terminal luaran ditetapkan oleh huruf N.

nasi. 2.

Untuk membezakan dengan reka bentuk, tujuan, kuasa, voltan dan ciri-ciri lain, transformer dibahagikan kepada jenis. Setiap jenis diberi sebutan yang terdiri daripada huruf dan nombor.

Penamaan huruf untuk reka bentuk:

A - autotransformer (step-down - A pada permulaan penunjukan, step-up - A pada akhir); T - tiga fasa; 0 --fasa tunggal; P - dengan penggulungan LV berpecah;

T - tiga penggulungan (huruf kedua T dalam penunjukan pengubah tiga fasa).

Penetapan huruf mengikut jenis penyejukan:

C - kering (udara semula jadi);

M - minyak (minyak semula jadi);

D - meniup (peredaran udara paksa apabila menyejukkan radiator dengan peminat);

DC - meniup, dengan peredaran paksa minyak melalui penyejuk menggunakan pam;

MC - minyak, dengan peredaran paksa minyak dan peredaran semula jadi udara.

Penetapan huruf jika terdapat pengawal selia voltan:

N - dengan peraturan voltan di bawah beban (kehadiran penukar paip pada beban).

Nombor dalam pengangka selepas penetapan huruf menunjukkan kuasa pengubah dalam kilovolt-ampere, dalam penyebut - kelas voltan penggulungan HV dalam kilovolt.

Simbol juga menunjukkan tahun pembangunan reka bentuk, pengubahsuaian iklim dan kategori penempatan pengubah (1 - di luar, 3 - di dalam rumah)

nasi. 3. Contoh penetapan jenis pengubah dan penjelasannya: