Трансформатор. Методические материалы

Цифровой ресурс может использоваться для обучения в рамках программы средней школы (профильного и углубленного уровней).

Компьютерная программа иллюстрирует принцип действия трансформатора.

Краткая теория

Среди приборов переменного тока, нашедших широкое применение в технике, значительное место занимают трансформаторы. Принцип действия трансформаторов, применяемых для повышения или понижения напряжения переменного тока, основан на явлении электромагнитной индукции. Простейший трансформатор состоит из сердечника замкнутой формы из магнитомягкого материала, на который намотаны две обмотки: первичная и вторичная. Различают два режима работы трансформатора.

1. Трансформатор на холостом ходу (нагрузка отсутствует)

При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике появляется переменный магнитный поток, который возбуждает ЭДС индукции в каждой обмотке.

Сердечник концентрирует магнитное поле, так что магнитный поток существует практически только внутри сердечника и одинаков во всех его сечениях. В режиме холостого хода, то есть при разомкнутой цепи вторичной обмотки, ток в первичной обмотке весьма мал из-за большого индуктивного сопротивления обмотки. В этом режиме трансформатор потребляет небольшую мощность.

Если полную ЭДС индукции, возникающую в первичной обмотке (имеющей N₁ витков) обозначить как ε₁, а полную ЭДС индукции, возникающую во вторичной обмотке (N₂ витков) как ε₂, то имеет место следующее соотношение:

Активное сопротивление обмоток трансформатора мало, и им можно пренебречь. В этом случае модуль напряжения на зажимах катушки приблизительно равен модулю ЭДС индукции.

Величина K называется коэффициентом трансформации. При K > 1 трансформатор является понижающим, а при K < 1 – повышающим.

2. Работа нагруженного трансформатора

Если к концам вторичной обмотки присоединить нагрузку, потребляющую электроэнергию, то сила тока во вторичной обмотке уже не будет равна нулю. Появившийся ток создает в сердечнике свой переменный магнитный поток, который по правилу Ленца должен уменьшить изменения магнитного потока в сердечнике. Уменьшение амплитуды колебаний результирующего магнитного потока должно уменьшить и ЭДС индукции в первичной обмотке. Но это невозможно, так как модуль напряжения на зажимах первичной катушки по прежнему приблизительно равен модулю ЭДС индукции. Поэтому при замыкании цепи вторичной обмотки автоматически увеличивается сила тока в первичной обмотке. Его амплитуда возрастает таким образом, чтобы восстановить прежнее значение амплитуды колебаний результирующего магнитного потока. Мощность в первичной цепи при нагрузке трансформатора, близкой к номинальной, приблизительно равна мощности во вторичной цепи:

Отсюда:

Таким образом, повышая с помощью трансформатора напряжение в несколько раз, мы во столько же раз уменьшаем силу тока (и наоборот).

Работа с моделью

Компьютерная программа моделирует два режима работы трансформатора.

• Трансформатор на холостом ходу (ненагруженный).
• Нагруженный трансформатор.

В режиме холостого хода модель позволяет проводить эксперимент, изменяя число витков первичной и вторичной обмотки трансформатора, напряжение на первичной обмотке (напряжение на вторичной обмотке изменяется автоматически, в соответствии с выбранными пользователем параметрами).

В режиме нагруженного трансформатора можно изменять число витков первичной и вторичной обмотки, напряжение на первичной обмотке, сопротивление нагрузки. Выводятся значения напряжения на вторичной обмотке, а также силы тока в первичной и вторичной обмотках.

Рекомендации по применению модели

Данная модель может быть применена в качестве иллюстрации на уроках изучения нового материала в 11 классе по теме «Трансформатор». На примере этой модели можно рассмотреть с учащимися принцип действия трансформатора, его работу на холостом ходу и с нагрузкой.

Пример планирования урока с использованием модели

Тема «Трансформатор»

Цель урока: рассмотреть принцип действия трансформатора, ввести понятие холостого хода трансформатора, коэффициента трансформации.

№ п/п Этапы урока Время, мин Приемы и методы 1 Организационный момент 2 2 Повторить основные понятия из темы «Электромагнитная индукция» 10 Фронтальный опрос 3 Объяснение нового материала по теме «Трансформатор» 20 Объяснение нового материала с использованием модели «Трансформатор» 4 Решение задач по теме «Трансформатор» 10 Фронтальная работа с использованием модели «Трансформатор» 5 Объяснение домашнего задания 3

Таблица 1.

Примеры вопросов

• Что можно сказать о магнитном потоке, пронизывающем первичную и вторичную обмотки трансформатора? Какая часть трансформатора это обеспечивает?
• За счет чего трансформатор изменяет величину напряжения?
• По данным модели определить коэффициент трансформации.
• Определить повышающий трансформатор или понижающий.

Режим холостого хода трансформатора | Теорія

Режимом холостого хода трансформатора называют режим работы при питании одной из обмоток трансформатора от источника с переменным напряжением и при разомкнутых цепях других обмоток. Такой режим работы может быть у реального трансформатоpa, когда он подключен к сети, а нагрузка, питаемая от его вторичной обмотки, еще не включена. По первичной обмотке трансформатора проходит ток I₀, в то же время во вторичной обмотке тока нет, так как цепь ее разомкнута. Ток I₀, проходя по первичной обмотке, создает в магнитопроводе синусоидально изменяющийся лоток Ф₀, который из-за магнитных потерь отстает по фазе от тока на угол потерь δ.

Очевидно, что переменный магнитный поток Ф₀ пересекает обе обмотки трансформатора. В каждой из них возникают эдс: в первичной обмотке — эдс самоиндукции Е₁, во вторичной обмотке — эдс взаимоиндукции Е₂. Действующие значения этих эдс зависят от числа витков в обмотках, магнитного потока Ф₀ и частоты его изменения f. Величины эдс определяют по формулам:

Е₁ = 4,44fω₁Ф_{0 макс}10^-8В,

Е₂ = 4,44fω₂Ф_{2 макс}10^-8В,

где ω₁ и ω₂ — числа витков в обмотках;

f — частота, Гц;

Ф_{0 макс} — максимальное значение магнитного потока, Вб.

Разделив Е₁ на Е₂, получим

Е₁ / Е₂ = ω₁ / ω₂.

Это соотношение характеризует одно из основных свойств трансформатора: эдс в обмотках трансформатора пропорциональны количеству витков.

Отношение числа витков ω₁ / ω₂ = k называют коэффициентом трансформации. Таким образом, если мы хотим повысить полученное от генератора напряжение в 10, 100 или 1000 раз, то необходимо так подобрать обмотки трансформатора, чтобы число витков ω

2 вторичной обмотки было больше числа витков ω₁ первичной обмотки соответственно в 10, 100 или 1000 раз. Тогда вторичная обмотка оказывается обмоткой высшего напряжения (ВН), а первичная — обмоткой низшего напряжения (НН). Наоборот, если необходимо снизить напряжение в линии, первичное напряжение подводят к обмотке ВН, а к обмотке НН подключают приемники электрической энергии.

Итак, любой трансформатор может работать как повышающий и как понижающий. Все зависит от того, к какой из его обмоток будет подведено напряжение для преобразования. Обмотка трансформатора, к которой подводится энергия преобразуемого переменного тока, называется первичной (независимо от того, будет ли эта обмотка высшего или низшего напряжения). Обмотка трансформатора, от которой отводится энергия преобразованного переменного тока, называется вторичной.

Мы рассмотрели действие только рабочего, или основного, магнитного потока Ф₀. Однако в трансформаторе кроме рабочего существует еще магнитный поток рассеяния Ф_р1. Этот магнитный поток образуется силовыми линиями, которые ответвляются от основного потока в сердечнике и замыкаются по воздуху вокруг витков обмотки ω₁. Поскольку поток рассеяния замыкается по воздуху, его величина пропорциональна току, в нашем случае — току холостого хода I₀. Следовательно, поток рассеяния Ф_р1 является, как и ток I₀, переменным и, пересекая витки первичной обмотки, создает в ней эдс самоиндукции Е_р1.

В первичной обмотке трансформатора создаются две эдс самоиндукции: одна E₁ — рабочим магнитным потоком Ф₀, другая Е_р1 — магнитным потоком рассеяния. Мы знаем, что эдс самоиндукции всегда направлена против приложенного напряжения и ее действие на ток в цепи равносильно добавочному сопротивлению, которое называют индуктивным и обозначают х.

Для поддержания неизменным тока холостого хода подводимое напряжение U₁ должно расходоваться не только на преодоление активного сопротивления r₁ обмотки, но и на создание эдс самоиндукции. Другими словами, приложенное напряжение U₁ складывается из нескольких частей: первая часть равна эдс самоиндукции E₁ от потока Ф₀, вторая — эдс самоиндукции Е_р1 от потока рассеяния Ф_р1, третья — активному падению напряжения I₀r₁.

что такое и как рассчитать?

Трансформаторы представляют собой сложное оборудование, которое предназначено для изменения параметров тока в цепи. Они могут повышать или понижать напряжение электричества в соответствии с требованиями потребителей.

В оборудовании при работе определяются некоторые потери мощности. Поэтому не вся электроэнергия, которая поступила на первичную обмотку, доходит к потребителю. При этом греется трансформатор (магнитопривод, обмотки и прочие детали). В различных конструкциях этот показатель неодинаков.

Холостой ход трансформатора позволяет определить токовые потери. Эта методика применяется в сочетании с определением напряжения в режиме короткого замыкания трансформатора. Этот процесс называется опытом агрегата. Он выполняется по определенной схеме.

Общее устройство и виды

Чтобы понять, что такое опыт холостого хода различных трансформаторов, необходимо рассмотреть, что собой представляет подобное оборудование.

Основные типы

Трансформаторами называются машины неподвижного типа, которые работают благодаря  электрическому току. Они меняют входное напряжение. Существует несколько видов подобных аппаратов:

1. Силовые.
2. Измерительные.
3. Разделительные.
4. Согласующие.

Чаще всего в энергетическую цепь требуется подключение силового трансформатора. Они могут иметь две или более обмоток. Аппарат может быть однофазный (бытовая сеть) или многофазный (промышленная сеть).

Особенности установок

Отдельно выделяются автотрансформаторы. В них есть только одна совмещенная обмотка. Также бывает сварочный аппарат. Они имеют определенную сферу применения.

В однофазном и многофазном оборудовании может устанавливаться различная номинальная мощность. Она может определяться в диапазоне от 10 до 1000 кВА и более. Маломощные однофазные и многофазные приборы могут быть в диапазоне до 10 кВА. Средние разновидности будут иметь мощность 20 кВА, 250 кВА, 400 кВА, 630 кВА и т. д. Если же этот показатель больше 1000 кВА, это установка высокой мощности.

Методология проведения опыта

Потери холостого хода трансформатора определяются при создании определенного режима. Для этого прекращается снабжение током всех обмоток. Они остаются разомкнутыми. После этого производится снабжение цепей электричеством. Оно определяется только на первом контуре. Аппаратура должна работать под напряжением, которое устанавливается при его производстве производителем.

Через первичный контур силовой, сварочной или прочей установки протекают токи, которые носят название ХХ. Их величина равняется не более 3-9% от заданного производителем показателя. При этом на обмотке вторичного контура электричество отсутствует. На первичном контуре ток производит магнитный поток. Он пересекает витки обеих обмоток. При этом возникает ЭДС самоиндукции на контуре первичном и взаимоиндукции – на обмотке вторичного типа.

Например, напряжение холостого хода сварочного трансформатора небольшой и средней мощности представляет собой ЭДС взаимоиндукции.

Подход к проведению измерений

Замер потерь холостого хода может производиться в двух аспектах. Их называют потерями в стали и меди. Второй показатель говорит о рассеивании тепла в обмотках (они начинают греться). В процессе проведения опыта этот показатель очень мал. Поэтому им пренебрегают.

Данные о потере тока холостого хода трансформатора представляются в виде таблицы. В ней рассчитаны параметры для стали определенных сортов и толщины. Ток холостого хода трансформатора рассматривается в аспекте мощности, которая создается в магнитом потоке и именуется потерей в стали. Она затрачивается на нагрев листов из специального сплава. Они изолируются друг от друга лаковым покрытием. При создании таких магнитоприводов не используется метод сварки.

Суть измерения

Если по какой-то причине нарушается изоляционный слой между пластинами магнитопривода, между ними возрастают вихревые токи. При этом система начинает нагреваться. Лаковый слой постепенно разрушается. Потери при работе установки возрастают, его эксплуатационные характеристики ухудшаются.

В таком случае потери мощности в стали увеличиваются. При проведении расчетов этих характеристик в режиме холостого хода можно выявить возникшие нарушения в работе агрегата. Именно по этой причине производится соответствующий расчет.

Коэффициент трансформации

При определении работы установки применяется такое понятие, как коэффициент трансформации. Его формула представлена далее:

К = Е1/Е2 = W1/W2

Отсюда следует, что напряжение на вторичном контуре будет определяться соотношением количества витков. Чтобы иметь возможность регулировать выходное электричество, в конструкцию установки вмонтирован специальный прибор. Он переключает число витков на первичном контуре. Это анцапфа.

Для проведения опыта на холостом ходу регулятор ставится в среднее положение. При этом измеряется коэффициент.

Однофазные приборы

Для проведения представленного опыта, при использовании понижающего или повышающего бытового агрегата, в расчет берется представленный коэффициент. При этом используют два вольтметра. Первый прибор подключается к первичной обмотке. Соответственно второй вольтметр подсоединяется к вторичному контуру.

Входное сопротивление измерительных приборов должно соответствовать номинальным характеристикам установки. Она может работать в понижающем или повышающем режиме. Поэтому при необходимости провести ремонтные работы, на нем измеряют не только подачу низкого, но и высокого напряжения.

Трехфазные приборы

Для трехфазных агрегатов в ходе проведения опыта исследуются показатели на всех контурах. При этом потребуется применять сразу 6 вольтметров. Можно использовать один прибор, который будет подключаться поочередно ко всем точкам измерения.

Если установленное производителем значение на первичной обмотке превышает 6 кВ, на нее подают ток 380 В. При измерении в высоковольтном режиме нельзя определить показатели с требуемым  классом точности. Поэтому замер производят в режиме низкого напряжения. Это безопасно.

Применение коэффициента

В процессе проведения измерения анцапфу перемещают во все установленные производителем положения. При этом замеряют коэффициент трансформации. Это позволяет определить наличие в витках замыкания.

Если показания по фазам будут иметь разброс при замерах больше, чем 2%, а также их снижение в сравнении с предыдущими данными, это говорит об отклонениях в работе агрегата. В первом случае в системе определяется короткое замыкание, а во втором – нарушение изоляции обмоток. Агрегат не может при этом работать правильно.

Такие факты требуют подтверждения. Например, это может быть измерение сопротивления. Влиять на увеличение разброса показателей коэффициента могут возрастание сопротивления между контактами анцапфы. При частом переключении возникает такая ситуация.

Измерение тока

При опытном измерении тока холостого хода мастер применяет амперметры. Их необходимо подсоединять к первичной обмотке последовательно. Напряжение в контуре должно равняться номинальному значению.

Если проводится исследование работы трехфазного промышленного агрегата, замер выполняет для всех фаз одновременно или последовательно. При этом испытания производятся только для установок от 1000 кВА.

Измерение потерь

Потери в магнитоприводе замеряют исключительно при использовании мощной установки. При этом можно брать для расчетов пониженное напряжение, которое подключено к первичному контуру через ваттметр. Это прямой метод измерения.

При учете показателей вольтметра или амперметра потребуется умножить их мощности друг на друга. Это косвенный метод. При этом результат имеет определенную погрешность. Искажение происходит из-за невозможности учесть при таком расчете коэффициент мощности. Это конус угла, который образуется в векторной схеме между напряжением и током. В режиме холостого хода между ними появляется угол 90º.

Применение ваттметра

Ваттметр позволяет произвести замер с учетом коэффициента мощности. Это дает возможность получить более точный результат. Расчет выполняется по следующей формуле:

Cos φ = P1/U1*L0

Далее необходимо создать на основе полученного результата векторную диаграмму. По каждой фазе учитываются установленные потери. Для этого чаще всего строится таблица. При этом используется схема, которая изначально применялась производителем при создании оборудования.

Полученный результат не подлежит сравнению с нормативами. Показатели сравнивают только с характеристиками предыдущих проверок. Если потери с течением времени только возрастают, это говорит о нарушении изоляции пластин магнитопривода или появлении иных нарушений. Обратить этот процесс невозможно.

Проведение замеров холостого хода позволяет оценить состояние аппаратуры, а также определить потребность в необходимости планового или аварийного ремонта. Поэтому регулярные испытания позволяют правильно спланировать работу установки, предотвратить ее непредвиденное отключение.

Интересное видео: Описание основ работы трансформатора.

Режим холостого хода трансформатора

Трансформатор, как таковой, предназначен для повышения или понижения напряжения, если это необходимо, а также он может служить для разделения электрических цепей. Он имеет, как минимум, две обмотки. Причем, одна из них – первичная, а другая (или несколько) – вторичные. В повышающем трансформаторе количество витков во вторичной обмотке больше, чем в первичной, в понижающем – меньше. В разделительных трансформаторах – число витков одинаково в обоих обмотках.

Каждый трансформатор через определенный промежуток времени проходит проверку, или, говоря техническим языком – поверку. Главные испытания, которые проходит любой трансформатор, это:

1. Проверка работы в режиме холостого хода
2. Проверка под нагрузкой (на различных режимах)
3. Проверка работы в режиме короткого замыкания.

Обычный двухобмоточный трансформатор на схемах обозначается следующими символами:

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

В зависимости от того, разделительный это трансформатор(рис 1), повышающий(рис 2) или понижающий(рис 3).

Проверка работы холостого хода производится при подключении в сеть первичной обмотки.

Вторичная, при этом, на нагрузку не включается. Имеем напряжение U₁на первичной обмотке, и напряжение U₂ на вторичной. Ток I₁будет иметь некоторое значение, в отличие отI₂ который будет равен нулю.

Схема подключения для данного опыта представлена на рис. 4

Рисунок 4

Для лучшего понимания процесса перечертим трансформатор (см. рис.5) в ином виде:

Рисунок 5

Первичная обмотка с числом витков W₁ подключена в сеть стандартного напряжения U₁. Если обмотка имеет сопротивление не равное бесконечности, то по ней потечет ток I₁. Из курса физики знаем, что всякая обмотка, через которую протекает ток, создает магнитное поле. В данном случае переменное поле, то есть интенсивность его меняется во времени и направление поля тоже меняется во времени. Магнитный поток Ф зависит от индуктивности катушки Lи силы тока в ней, в данном случае I₁. Формула: Ф = L* I₁. Сердечник трансформатора, на котором намотаны катушки, обычно делаются из тонких стальных листов, для уменьшения потерь этого магнитного потока. Однако потери все равно есть, из-за, так называемого, рассеивания. Данный магнитный поток будет одинаковым, как в режиме холостого хода, так и в режиме нагрузки, то есть, когда на вторую обмотку подключен потребитель и по ней потечет ток.

Вышеназванный переменный магнитный поток Ф будет создавать электродвижущую силу как во вторичной обмотке e₂, так и в первичнойe₁. Во вторичной обмотке нагрузки нет (потребитель не подключен), то нет и тока I₂. То есть он равен нулю. А напряжение U₂ есть, какое оно мы рассмотрим позже.

В первичной обмотке цепь замкнута и ЕДС e₁ создает ток противодействующий основному току I₁ и собственный магнитный поток, который противодействует потоку Ф.  В связи с этим, ток холостого хода никогда не бывает большим. Для крупных трансформаторов это в пределах 5%, максимум 10% от номинального. Для трансформаторов малой мощности вне ответственных изделиях, например зарядных устройствах телефонов, этот ток может доходить до 30 и более процентов от номинального.

Напряжение U₁ есть сумма от падений напряжений на активном сопротивлении U_А1, а так же от создания магнитного потока Ф, которое обозначим U_L1 и падения напряжения от создания потока рассеивания U_LS1.

Значит формула, согласно закону Кирхгофа будет иметь вид: U₁=U_А1+U_L1+U_LS1. В свою очередь U_А1=I₁*R₁. Где R₁ – активное сопротивление на первичной обмотке. Витки обмотки, как правило, медные, по этой причине сопротивление R₁ имеет очень малое значение.

Если трансформатор собран для ответственной работы, то и поток рассеивания так же будет мал. U_LS1=X_LS*I₁=2πfL_s1* I₁, где f–промышленная частота 50 герц, а L_s1 – поток рассеивания. И тем и другим слагаемым можно пренебречь по сравнению с потерями на перемагничивание стали сердечника трансформатора. В этом случае мы допускаем, что все напряжение тратится на создание потока Ф, а он зависит от тока в проводнике, в данном случае I₁ и индуктивности L, которая зависит от количества витков в обмотке. Но так как магнитный поток в первичной и вторичной обмотке одинаков, то напряжение U₁ и U₂ зависят только от количества витков в первичной и вторичной обмотке. Коэффициент зависимости этих напряжений и называется коэффициентом трансформации К = U₁/U₂= e₁/e₂ = W₁/W₂.

Напомним, что противодействие основному потоку возникает только при его изменении, то сеть при переменном потоке (иными словами при переменном токе в цепи). Если обмотку трансформатора включить в цепь постоянного тока, то она наверняка перегорит, поскольку противодействие будет составлять только активное сопротивление, а оно очень мало.

Если нам известен ток первичной обмотки I₁, напряжение на первичной обмотке U₁, напряжение на вторичной обмотке U₂ и потребляемая трансформатором мощность S, то мы можем вычислить следующие параметры:

1. Коэффициент трансформации К = U₁/U₂
2. Процентное значение тока холостого хода: i = (I_xx/I_H)*100, где I_xx – ток холостого ходав данном случае I₁, I_H – ток при номинальной нагрузке.
3. Активное сопротивление первичной обмотки R₁ = P_А/I_xx
4. Полное сопротивление первичной обмотки Z₁ = U₁/I_xx
5. Индуктивное сопротивление первичной обмотки X₁ = (Z²₁ -R²₁)
6. Коэффициент мощности трансформатора cosφ = S/I₁²R₁

Поскольку пункт 2 невозможно вычислить без проверки трансформатора при нагрузке, то и последовательность проверок, как правило, следующее: под нагрузкой, при коротком замыкании и при режиме холостого хода.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Похожее

Явления, связанные с образованием магнитного поля трансформатора на холостом ходу

Магнитное поле трансформатора в основном сосредоточено в стальном сердечнике. Процесс намагничивания сердечника сопровождается такими явлениями, как насыщение, гистерезис и вихревые токи. Эти явления могут оказывать заметное влияние на работу трансформатора, поэтому их необходимо учитывать при описании рабочих процессов в трансформаторе.

Однофазный трансформатор

Рассмотрим режим холостого хода трансформатора (рис. 2.1). В этом режиме первичная обмотка включается в сеть на синусоидальное напряжение , а вторичная обмотка разомкнута. Под действием приложенного напряжения по первичной обмотке потечет ток . Этот ток называют током намагничивания, так как он создает в трансформаторе магнитный поток Ф. Магнитный поток наведет в обмотках трансформатора ЭДС  и .
Применяя к первичной обмотке трансформатора второй закон Кирхгофа, получим
.                       (2.1)
Из уравнения (2.1) следует, что при малом активном сопротивлении  первичной обмотки трансформатора напряжение сети  практически уравновешивается ЭДС :
.                                                      (2.2)
Отсюда получаем выражение для потока:

,     
(2.3)
т. е.  при синусоидальном напряжении  поток тоже имеет синусоидальный характер изменения во времени, но отстает по фазе на 90°. Амплитуда потока  не зависит от свойств стали, а определяется амплитудой приложенного напряжения, частотой сети и числом витков. С другой стороны, поток Ф является нелинейной функцией тока намагничивания ,
.
Зависимость  подобна кривой намагничивания  и изображается петлей, близкой к гистерезисной, но с несколько закругленными углами из-за влияния вихревых токов (рис. 2.2, а).

Нетрудно видеть, что при синусоидальном потоке ток намагничивания насыщенного трансформатора является несинусоидальным (рис. 2.2, б). Полный ток намагничивания обычно раскладывается на две составляющие:
.
Активная составляющая  имеет синусоидальный характер, находится в противофазе с ЭДС  и определяет потери в стали,
.

Реактивная составляющая  является несинусоидальной, опережает ЭДС  на 90° и определяет магнитный поток в трансформаторе по основной магнитной характеристике трансформатора (пунктирная кривая на рис. 2.2, а). Кривая  содержит весь спектр нечетных гармоник (рис. 2.2, б). Первая гармоника частоты сети называется основной, а остальные — высшими. Из высших гармоник наиболее сильно выражена третья гармоника. Она может достигать 30% и более от основной.

Трехфазный трансформатор

Пусть на холостом ходу к сети с синусоидальным напряжением подключена первичная обмотка, соединенная треугольником, а вторичная обмотка, соединенная в звезду, разомкнута (рис. 2.3). Фазные напряжения первичной обмотки синусоидальны. Поэтому потоки каждой фазы также будут синусоидальными, а реактивные составляющие тока намагничивания будут содержать высшие нечетные гармоники.



Гармоники, кратные трем , совпадают по фазе. Поэтому в линейных проводах они будут отсутствовать, замыкаясь внутри треугольника.
Если трансформатор питать со стороны обмотки, включенной в звезду (рис. 2.4, а), то гармоники, кратные трем, в фазных проводниках будут отсутствовать в силу условия
.
При отсутствии наиболее значимых третьих гармоник реактивные составляющие тока намагничивания можно полагать синусоидальными. Тогда, согласно рис. 2.4, б, высшие гармоники появятся в фазных потоках:

Третьи гармоники потока  всех трех фаз первичной обмотки совпадают по фазе и будут индуцировать во вторичной обмотке три равные по величине и совпадающие по фазе ЭДС ,  и . Складываясь в контуре треугольника, эти ЭДС создадут ток . Ток  создает свое магнитное поле , направленное навстречу полю первичной обмотки, и поток  будет почти полностью скомпенсирован. Поэтому результирующие потоки фаз и соответствующие ЭДС будут практически синусоидальны. Это обстоятельство является существенным преимуществом трехфазных трансформаторов, у которых одна из обмоток соединена в треугольник. Конструкция магнитопровода в этом случае не оказывает влияния на форму потоков и токов намагничивания.
При соединении обеих обмоток трансформатора в звезду гармонические составляющие токов намагничивания, кратные трем, существовать не могут ни в одной из обмоток. Следовательно, они появятся в потоках и вызовут искажения фазных ЭДС:

Величина гармоник фазных ЭДС может быть значительной, так как их амплитуда пропорциональна порядку гармоники. Однако в линейных ЭДС гармоники, кратные трем, будут отсутствовать. Величина потока третьей гармонической составляющей будет зависеть от конструкции магнитопровода. В групповой конструкции (рис. 1.7, а) поток третьей гармоники замыкается полностью по стальному сердечнику и может достигать больших значений. В трехстержневом магнитопроводе (рис. 1.7, б) потоки  полностью по сердечнику замыкаться не могут в силу условия

.

Поэтому поток третьей гармоники замыкается по путям рассеяния. Ввиду большого магнитного сопротивления по этим путям поток  получается небольшим, но тем не менее он вызывает потери на вихревые токи в стенках бака и крепежных деталях, что снижает КПД увеличивает нагрев трансформатора. В связи с этим соединение обеих обмоток трансформатора в звезду для мощных трансформаторов, как правило, не применяется.

Трансформатор. Холостой и рабочий ход

Трансформатор

Электрический ток можно преобразовывать практически без потерь. На практике чаще всего требуется невысокое напряжение. Устройство, служащее для преобразования (повышения или понижения) переменного напряжения, называется трансформатором. Или трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток той же частоты, но другого напряжения.

Впервые трансформаторы были использованы в 1878 г. русским ученым П.Н.Яблочковым.

Простейший трансформатор состоит из сердечника 2 (магнитопровода) замкнутой формы, на который намотаны две обмотки: первичная 1 и вторичная 2. Сердечник собирают из множества тонких пластин ферромагнитного сплава для того, чтобы снизить воздействия вихревых токов внутри стали, возникающих при появлении магнитного поля.

Условное обозначение трансформатора

Принцип действия трансформатора основано на  явлении электромагнитной индукции. Первичная обмотка трансформатора подсоединяется к источнику переменного тока, а вторичная, соответственно, к потребителям электроэнергии. Протекающий по первичной обмотке ток создает переменный магнитный поток (Ф) в сердечнике трансформатора. В результате магнитной индукции переменный магнитный поток   в сердечнике трансформатора создает в обмотке ЭДС индукции, в том числе и в первичной обмотке.

Напряжение на вторичной обмотке зависит от числа витков в первичной и вторичной обмотках трансформатора: 

U₁  —  напряжение на первичной обмотке трансформатора, В;

U₂  —  напряжение на вторичной обмотке трансформатора, В;

N₁  — число витков на первичной обмотке;

N₂  — число витков на вторичной обмотке;

K – коэффициент трансформации.

При k > 1 трансформатор будет понижающим, при k < 1 — повышающим.

Режимы работы трансформатора:

• Режим холостого хода трансформатора называется режим с разомкнутой вторичной обмоткой;
• рабочим режимом (ходом) трансформатора называется режим, при котором в цепь его вторичной обмотки включена нагрузка с сопротивлением R = 0;
• режимом короткого замыкания называется режим, при котором вторичная обмотка трансформатора замкнута без нагрузки. Данный режим опасен для трансформатора, т.к. в этом случае ток во вторичной обмотке максимален и происходит электрическая и тепловая перегрузка системы.

Передача и использование электрической энергии

Электрическая энергия, которая вырабатывается генераторами на электростанциях, передается к потребителям на большие расстояния. Трансформаторы в случае широко используются Линии, по которым электрическая энергия передается от электростанций к потребителям, называют линии электропередачи (ЛЭП). При  передаче электроэнергии на большие расстояния неизбежны ее потери, связанные с нагреванием проводов. Потери при нагревании электрических проводов прямо пропорционально I² через проводник (согласно закону Джоуля — Ленца). Чтобы уменьшить потери энергии, необходимо уменьшить силу тока в линии передачи. При данной мощности уменьшение силы тока возможно лишь при увеличении напряжения (P=UI). Для этого между генератором и линией электропередачи включают повышающий трансформатор, а понижающий трансформатор — между  ЛЭП и потребителем электроэнергии.

В бытовых электроприборах (по технике безопасности) используются небольшие напряжения 220 и 380 В. У современных трансформаторов высокий КПД — свыше 99%.

Технологическая цепочка передачи электроэнергии

Греется трансформатор на холостом ходу причины

Трансформаторы – электрические устройства, которые используются для трансформации энергии в процессе передачи по цепям. В процессе работы они нагреваются, что в принципе некритично, если избыточная температура не превышает той, на которую рассчитаны обмотки. Тем не менее, вопрос – почему и как греется трансформатор – является актуальным, ибо перегрев может свидетельствовать о неисправностях техники. Это может привести к риску пожара или отключения от электроснабжения потребителей.

Основные причины

Перегрев оценивается с точки зрения вероятности, частоты и сложности места обнаружения. Рассмотрим ситуации, которые встречаются чаще.

Короткозамкнутый виток

Механическая неисправность, проявляющаяся в следующих случаях:

• Ошибка в обмотке. В распределительных трансформаторах присутствуют две обмотки – первичная и вторичная. Высокое напряжение (и соответственно малый ток) находится на первичной обмотке. Оттуда они путём электромагнитной индукции преобразуются в пониженное напряжение и повышенный ток во вторичной обмотке. В процессе такой трансформации обмотки неоднократно подвергаются диэлектрическим, термическим и механическим нагрузкам. В результате вероятно повреждение обмоток, которое заключается в нарушении целостности или даже в частичном выгорании;
• Нарушение изоляции. Чаще встречается в местах изгиба или поворота обмотки на следующий виток. Возникает тогда, когда фактические значения тока и напряжения превышают максимально допустимые значения (этот предел указывается предприятием-изготовителем в сопроводительной документации). В случае разрушения изоляции (например, при ударе молнии) наблюдается пробой обмотки и короткое замыкание. Несмотря на кратковременность такого процесса, перегрев значителен.

Регулярная проверка диэлектрического сопротивления обмоток помогает предотвратить проблему.

Недостаточная нагрузка

При недостаточной нагрузке во вторичной цепи входное напряжение не понижается. Из-за этого возможны диэлектрические утечки, приводящие к перегреву. Причина легко обнаруживается, поскольку недонагруженный трансформатор изменяет звуковой тон работы.

Перегрузка

Материал обмоток – медный провод, характеризующийся незначительными тепловыми потерями. Однако при нерегулярном техническом обслуживании отдельные части обмоток перегреваются. Если устройство периодически работает на повышенных значениях рабочих характеристик, то с течением времени наблюдается износ и ухудшение качества поверхностного слоя изоляции. Обмотки подвергаются тепловому деформированию, что вызывает ослабление или смещение обмоток. Трансформатор теряет в производительности, а температура на поверхности обмоток (при неудовлетворительном состоянии вентиляции) резко поднимается.

Причинами перегрузки могут быть также:

• Вибрации агрегата;
• Внезапный скачок напряжения;
• Постепенно накапливающиеся коррозионные процессы.

Сердечники

Выход из строя сердечников связан с некачественной сборкой, поэтому редко становится причиной отказа. Сердечники ламинируются, чтобы избежать появления вихревых токов, способствующих перегреву. Качество ламинирующего слоя резко ухудшается, если его не контролировать. Перегрев начинается на поверхности, распространяясь вглубь, пока не достигает обмоток. Далее происходит перегрев масла, которое испаряется, и повреждает остальные узлы агрегата.

Вероятна также и механическая поломка сердечника, проявляющаяся при попадании внутрь воды (которая впоследствии интенсивно испаряется) и из-за естественного старения материала детали. Опасность перегрева устраняется заменой трансформаторного масла.

Заземляющие втулки

Конструктивно представляют собой изолирующие устройства, которые предотвращают попадание высокого напряжения на проводник при переходе к заземляющему узлу. Внутри трансформатора используются бумажные изоляторы, которые окружены маслом, обеспечивающим дополнительную изоляцию. Пробой на гильзе втулки происходит со временем, и вызывает перегрев.

Регулирующая автоматика и система охлаждения

Основная часть такой системы – тепловое реле, при помощи которого изменяются уровень и диапазон напряжения. В этом случае включаются/выключаются отдельные части обмоток, и возможный перегрев предотвращается. Первым признаком неисправности теплового реле считается несвоевременность отработки команд на изменение численных значений характеристик вторичной цепи. Немедленной замене подлежит исполнительная пружина реле, материал которой от длительного использования утратил упругость. Поэтому не происходит включения подачи масляного охладительного потока.

Проверке подлежат охлаждающие вентиляторы, масляные насосы и теплообменники с водяным охлаждением.

Как правильно предотвратить причину

Всё решается квалифицированным регламентным обслуживанием, периодичность которого устанавливается производителем. Главные пункты проверки рассматриваются далее.

Ток холостого хода

Перед подключением к нагрузке проверяется температура крышки корпуса. Она не может быть выше 65…70°C. В противном случае осматриваются витки изоляции. Сгоревшая, затемненная или поврежденная изоляция сопровождается характерным запахом горелого. Самая горячая часть трансформатора – катушка при вершине сердечника. Если изоляция повреждена или при холостом ходе наблюдается дым, то устройство необходимо срочно протестировать, после чего принять решение о ремонте или замене агрегата.

Ток холостого хода не должен превышать 2…3 % от общей мощности трансформатора.

При зарядке

Неисправность касается маломощных трансформаторов, например тех, что находятся в зарядных устройствах ноутбуков. Они преобразуют напряжение, поступающее от сети, в то, которое требуется компьютеру. При этом наблюдается перегрев вилки. Если этот перегрев значителен, и сопровождается неприятным запахом, то зарядное устройство заменяют; в противном случае неприятность вызовет последующую замену аккумулятора компьютера.

Снизить нагрев можно, если установить корпус набок или подставить снизу несколько карандашей, чтобы улучшить циркуляцию воздуха. Если зарядное устройство не используется, его отсоединяют от сетевой розетки.

Опыт короткого замыкания

Такая проверка сильно опасна, поэтому перед началом испытания необходимо убедиться, что сетевая нагрузка не превышает значения номинальной мощности. Рекомендуется не проводить опыт при предельной рабочей нагрузке на агрегат, а также на другом трансформаторе подобной модели. Вентиляторы должны работать на максимальных оборотах, а температура окружающей среды не может превышать 25 С.

Опыт непригоден, если трансформатор смонтирован в закрытом непроветриваемом помещении. Другие условия:

• Соединения ответвлений установлены одинаково;
• Трансформатор правильно рассчитан на гармоническую нагрузку;
• Высокие токи в нейтрали отсутствуют.

Особенности поведения импульсного трансформатора

Разработчики импульсных трансформаторов стремятся минимизировать падение напряжения, время нарастания и искажения импульса. Это вызвано с увеличением тока намагничивания во время длительности импульса.

Питание в устройстве включается и выключается с помощью переключателя (или переключающего устройства) на рабочей частоте и длительности импульса, которые обеспечивают необходимое количество энергии на входе в блок питания. Следовательно, температура также контролируется. При исправном трансформаторе электрическая изоляция между входом и выходом гарантируется конструкцией устройства.

Чаще перегреваются трансформаторы, используемые в источниках питания с прямым преобразователем, особенно, если мощность превышает 500 кВт. Импульсные трансформаторы сигнального типа имеют дело с низкими уровнями мощности, поэтому их нагрев незначителен.

Проблем с перегревом таких устройств не будет, если контролировать следующие параметры:

• Ток намагничивания.
• Ток нагрузки.
• Падение напряжения.
• Напряжение отдачи.
• Вторичный ток нагрузки.
• Искажение импульса.

В каких случаях трансформатор нагревается больше всего

Суммируя вышеописанное, можно сделать вывод, что, перегрев трансформатора наблюдается в следующих случаях:

• Эксплуатация оборудования в нештатном режиме;
• Плохая вентиляция и/или охлаждение;
• Неудовлетворительное состояние обмоток;
• Сбой в работе автоматики;
• Неправильное подключение;
• Ненадёжное заземление.

Все эти проблемы снимаются квалифицированным регламентным обслуживанием.

Трансформаторы – электрические устройства, которые используются для трансформации энергии в процессе передачи по цепям. В процессе работы они нагреваются, что в принципе некритично, если избыточная температура не превышает той, на которую рассчитаны обмотки. Тем не менее, вопрос – почему и как греется трансформатор – является актуальным, ибо перегрев может свидетельствовать о неисправностях техники. Это может привести к риску пожара или отключения от электроснабжения потребителей.

Основные причины

Перегрев оценивается с точки зрения вероятности, частоты и сложности места обнаружения. Рассмотрим ситуации, которые встречаются чаще.

Короткозамкнутый виток

Механическая неисправность, проявляющаяся в следующих случаях:

• Ошибка в обмотке. В распределительных трансформаторах присутствуют две обмотки – первичная и вторичная. Высокое напряжение (и соответственно малый ток) находится на первичной обмотке. Оттуда они путём электромагнитной индукции преобразуются в пониженное напряжение и повышенный ток во вторичной обмотке. В процессе такой трансформации обмотки неоднократно подвергаются диэлектрическим, термическим и механическим нагрузкам. В результате вероятно повреждение обмоток, которое заключается в нарушении целостности или даже в частичном выгорании;
• Нарушение изоляции. Чаще встречается в местах изгиба или поворота обмотки на следующий виток. Возникает тогда, когда фактические значения тока и напряжения превышают максимально допустимые значения (этот предел указывается предприятием-изготовителем в сопроводительной документации). В случае разрушения изоляции (например, при ударе молнии) наблюдается пробой обмотки и короткое замыкание. Несмотря на кратковременность такого процесса, перегрев значителен.

Регулярная проверка диэлектрического сопротивления обмоток помогает предотвратить проблему.

Недостаточная нагрузка

При недостаточной нагрузке во вторичной цепи входное напряжение не понижается. Из-за этого возможны диэлектрические утечки, приводящие к перегреву. Причина легко обнаруживается, поскольку недонагруженный трансформатор изменяет звуковой тон работы.

Перегрузка

Материал обмоток – медный провод, характеризующийся незначительными тепловыми потерями. Однако при нерегулярном техническом обслуживании отдельные части обмоток перегреваются. Если устройство периодически работает на повышенных значениях рабочих характеристик, то с течением времени наблюдается износ и ухудшение качества поверхностного слоя изоляции. Обмотки подвергаются тепловому деформированию, что вызывает ослабление или смещение обмоток. Трансформатор теряет в производительности, а температура на поверхности обмоток (при неудовлетворительном состоянии вентиляции) резко поднимается.

Причинами перегрузки могут быть также:

• Вибрации агрегата;
• Внезапный скачок напряжения;
• Постепенно накапливающиеся коррозионные процессы.

Сердечники

Выход из строя сердечников связан с некачественной сборкой, поэтому редко становится причиной отказа. Сердечники ламинируются, чтобы избежать появления вихревых токов, способствующих перегреву. Качество ламинирующего слоя резко ухудшается, если его не контролировать. Перегрев начинается на поверхности, распространяясь вглубь, пока не достигает обмоток. Далее происходит перегрев масла, которое испаряется, и повреждает остальные узлы агрегата.

Вероятна также и механическая поломка сердечника, проявляющаяся при попадании внутрь воды (которая впоследствии интенсивно испаряется) и из-за естественного старения материала детали. Опасность перегрева устраняется заменой трансформаторного масла.

Заземляющие втулки

Конструктивно представляют собой изолирующие устройства, которые предотвращают попадание высокого напряжения на проводник при переходе к заземляющему узлу. Внутри трансформатора используются бумажные изоляторы, которые окружены маслом, обеспечивающим дополнительную изоляцию. Пробой на гильзе втулки происходит со временем, и вызывает перегрев.

Регулирующая автоматика и система охлаждения

Основная часть такой системы – тепловое реле, при помощи которого изменяются уровень и диапазон напряжения. В этом случае включаются/выключаются отдельные части обмоток, и возможный перегрев предотвращается. Первым признаком неисправности теплового реле считается несвоевременность отработки команд на изменение численных значений характеристик вторичной цепи. Немедленной замене подлежит исполнительная пружина реле, материал которой от длительного использования утратил упругость. Поэтому не происходит включения подачи масляного охладительного потока.

Проверке подлежат охлаждающие вентиляторы, масляные насосы и теплообменники с водяным охлаждением.

Как правильно предотвратить причину

Всё решается квалифицированным регламентным обслуживанием, периодичность которого устанавливается производителем. Главные пункты проверки рассматриваются далее.

Ток холостого хода

Перед подключением к нагрузке проверяется температура крышки корпуса. Она не может быть выше 65…70°C. В противном случае осматриваются витки изоляции. Сгоревшая, затемненная или поврежденная изоляция сопровождается характерным запахом горелого. Самая горячая часть трансформатора – катушка при вершине сердечника. Если изоляция повреждена или при холостом ходе наблюдается дым, то устройство необходимо срочно протестировать, после чего принять решение о ремонте или замене агрегата.

Ток холостого хода не должен превышать 2…3 % от общей мощности трансформатора.

При зарядке

Неисправность касается маломощных трансформаторов, например тех, что находятся в зарядных устройствах ноутбуков. Они преобразуют напряжение, поступающее от сети, в то, которое требуется компьютеру. При этом наблюдается перегрев вилки. Если этот перегрев значителен, и сопровождается неприятным запахом, то зарядное устройство заменяют; в противном случае неприятность вызовет последующую замену аккумулятора компьютера.

Снизить нагрев можно, если установить корпус набок или подставить снизу несколько карандашей, чтобы улучшить циркуляцию воздуха. Если зарядное устройство не используется, его отсоединяют от сетевой розетки.

Опыт короткого замыкания

Такая проверка сильно опасна, поэтому перед началом испытания необходимо убедиться, что сетевая нагрузка не превышает значения номинальной мощности. Рекомендуется не проводить опыт при предельной рабочей нагрузке на агрегат, а также на другом трансформаторе подобной модели. Вентиляторы должны работать на максимальных оборотах, а температура окружающей среды не может превышать 25 С.

Опыт непригоден, если трансформатор смонтирован в закрытом непроветриваемом помещении. Другие условия:

• Соединения ответвлений установлены одинаково;
• Трансформатор правильно рассчитан на гармоническую нагрузку;
• Высокие токи в нейтрали отсутствуют.

Особенности поведения импульсного трансформатора

Разработчики импульсных трансформаторов стремятся минимизировать падение напряжения, время нарастания и искажения импульса. Это вызвано с увеличением тока намагничивания во время длительности импульса.

Питание в устройстве включается и выключается с помощью переключателя (или переключающего устройства) на рабочей частоте и длительности импульса, которые обеспечивают необходимое количество энергии на входе в блок питания. Следовательно, температура также контролируется. При исправном трансформаторе электрическая изоляция между входом и выходом гарантируется конструкцией устройства.

Чаще перегреваются трансформаторы, используемые в источниках питания с прямым преобразователем, особенно, если мощность превышает 500 кВт. Импульсные трансформаторы сигнального типа имеют дело с низкими уровнями мощности, поэтому их нагрев незначителен.

Проблем с перегревом таких устройств не будет, если контролировать следующие параметры:

• Ток намагничивания.
• Ток нагрузки.
• Падение напряжения.
• Напряжение отдачи.
• Вторичный ток нагрузки.
• Искажение импульса.

В каких случаях трансформатор нагревается больше всего

Суммируя вышеописанное, можно сделать вывод, что, перегрев трансформатора наблюдается в следующих случаях:

• Эксплуатация оборудования в нештатном режиме;
• Плохая вентиляция и/или охлаждение;
• Неудовлетворительное состояние обмоток;
• Сбой в работе автоматики;
• Неправильное подключение;
• Ненадёжное заземление.

Все эти проблемы снимаются квалифицированным регламентным обслуживанием.

То есть, рабочая температура специально рассчитана так, чтобы была чуть ниже плавления лака (градусов 60). Напряжение питания не может превышать 230 вольт.

Но лак, конечно, будет размягчаться, и трансформатор, скорее всего, замкнёт. Но опять же, рассчитано появление замыкания на средний срок использования техники и срок службы остальных компонентов, аккумулятора, например. То есть, года на три.

404 WOODWEB ERROR

Ресурсы Главная Что нового Новые посетители Видео Библиотека Программное обеспечение и мобильные приложения Аукционы, Распродажа и специальные предложения -Sign оповещения о продаже Промышленность Новости Деревообработчики Справочник Распиловка Справочник по сушке Wood Doctor Книжный магазин Каталог выставок Калькуляторы пиломатериалов / пиломатериалов / прочего События Календарь Медиа Комплект Опрос Центр О компании WOODWEB Что Наши посетители говорят Часто задаваемые вопросы Связаться с WOODWEB Пользовательское соглашение и условия использования Политика конфиденциальности Ссылка на WOODWEB Пригласите друга Стать Участник Войти

Продукт Справочник Каталог продукции (Главная) Алфавитный список компаний Клеи и Крепеж Ассоциации Бизнес Шкафы Компоненты Компьютер Программное обеспечение Чертеж Услуги по дизайну Образование Электроника Отделка и Абразивные материалы Лесное хозяйство Ручной инструмент Оборудование -Кабинет Аксессуары -Декоративный -Выдвижной ящик Системы -Петли -Освещение -Панель Установка Работа Возможности и услуги по деревообработке Ламинирование и твердые покрытия Пиломатериалы и фанера -Розничная торговля Пиломатериалы & Фанера Машины -Воздух Компрессоры -Акции & Оценки -Скучный Машины -Резьба Машины -Зажимное оборудование -CNC Машины -Комбинация Машины -Coping Машины -Countertop оборудование -Дверь и Window оборудование -Dovetailing Оборудование -Кабельное оборудование — Станки для изготовления дюбелей -Пыль Коллекция -Нисходящий поток Столы -Рамка Оборудование -Край Баннеры -Энергия Производство Оборудование -Палец Фуганки -Финишное Оборудование -Напольное покрытие Машины -Клей Оборудование -Петля Прошивка -Соединители -Ламинирование Оборудование -Лазер Обработка -Токарные станки -Материал Погрузочно-разгрузочные работы -Измерение Оборудование -Разное -Разрезное оборудование -Формовщики -Панель Обрабатывающее Оборудование -Семейщики -Прессы -Начальный Обработка -Маршрутизаторы -Шлифовка Машины -Пиление Машины -Услуга & Ремонт -Шаперы -Заточка Оборудование -Запасной Запчасти -Лестница Производство -Тенонеры -V-Grooving Оборудование -Винир Оборудование -Древесина Отходы Обращение с отходами Оборудование -Нисходящий поток Столы Молдинги и столярные изделия -Полы -Лестница Корпус Упаковка и транспорт Электроинструменты Планы и публикации Завод Обслуживание и управление Распиловка и сушка Поставщики Оснастка -Улучшения и Принадлежности Шпон -Облицовка -Инклейки и Маркетри Токарная обработка дерева

Галереи Проект Галерея Лесопилка Галерея Магазин Галерея Shopbuilt Оборудование Галерея Недавние изображения Галерея Форумы Недавние Сообщения со всех форумов Клеи Архитектура Деревообработка Бизнес и менеджмент Кабинет и установка столярных изделий Столярное дело CAD Коммерческие Сушка печи ЧПУ Сбор пыли, Безопасность и установка Эксплуатация Профессиональная отделка Лесное хозяйство Профессиональная мебель Изготовление Ламинирование и Сплошное покрытие Распил и Сушка Производство цехов Оборудование Твердая древесина Обработка Древесина с добавленной стоимостью Обработка Шпон WOODnetWORK

Биржи Последние Сообщения со всех бирж Вакансии и услуги обмена -Job-Gram Пиломатериалы Обмен -Пиломатериал-грамм -Запрос Пиломатериалы Ценовое предложение Машины Обмен -Machinery-Gram -Запрос a Машины Цитата Объявления Обмен База знаний Знания База: поиск или просмотр клея , Склеивание и ламинирование -Клеи и склеивающие агенты -Клей и Зажим Оборудование Архитектурное Столярные изделия -На заказ Столярные изделия -Двери и Windows -Полы -Общие -Монтажные работы Установщик -Токарный станок Токарная обработка -Отливки -Столярка Реставрация -Лестница — Запасы Производство Бизнес -Сотрудник Отношения -Оценка — Бухгалтерский учет — Рентабельность -Юридический -Маркетинг -Растение Менеджмент -Проект Менеджмент -Продажа Столярное дело -Коммерческий Мебель -Обычай Шкаф Конструкция -Кабинет Дизайн -Кабинет Дверь Конструкция -Общий -Установка -Жилой Мебель -Магазин Светильники Компьютеризация -Программное обеспечение -CAD и дизайн -CNC Машины и Техника Пыль Сбор, безопасность, эксплуатация завода -Общие -Материал Обработка -Дерево Отходы Утилизация -Безопасность Оборудование — Опасность Связь Отделка -Общие Дерево Отделка — Высокая Скорость Производство -Ремонт Лесное хозяйство -Агро-Лесное хозяйство -Лес Изделие Лаборатория Статьи -Дерево Вредители и Болезни -Древесина Заготовка -Дерево Посадка -Дерево Управление Мебель -Пользовательский Мебель -Мебель Типовой проект — Общие положения -Мебель Производство -На открытом воздухе Мебель -Мебель Ремонт -Мебель Репродукция -Восстановление Ламинирование и твердые покрытия — производство методы -Материалы -Оборудование Пиломатериалы и фанера — покупка -Хранение -Дерево Идентификация -Общая панель Обработка -Общие -Машина Настройка и обслуживание Первичный Обработка -Воздух Сушка Пиломатериал -Печать Строительство -Печь Операция -Пиломатериалы Сорт -Лесопилка -Woodlot Управление -Урожай Формулы Твердая древесина Обработка -Общие -Настраивать и Техническое обслуживание -Инструмент -Инструмент Шлифовка Шпон -Машины -Обработка и Производство -Техники Дерево Машиностроение — Общее -Древесина Недвижимость Деревообработка Разное -Аксессуары -Гибание Дерево -Лодка Дом -Лодка Ремонт -Резьба -Музыкальные Инструменты -Картина Frames -Инструмент Обслуживание -Деревообработка

Если напряжение определяет ток, трансформатор регулирует ток?

Трансформатор не может регулировать напряжение или ток

Ну, трансформатор может регулировать напряжение, повышая и понижая его.

От

до регулировать что-то — это поддерживать что-то постоянным (не меняется), даже если условия эксплуатации изменились. Например, регулятор напряжения сохраняет свое выходное напряжение неизменным независимо от того, как изменяется входное напряжение или сопротивление нагрузки.

В этой схеме регулятора 7805 напряжение от аккумулятора может составлять 30 В или 10 В. Вы также можете заменить резистор на другое значение. Если регулятор идеален, то на выходе будет

$$ V_ \ text {out} = 5 \ text {V} $$

Но трансформатор только повышает или понижает напряжение переменного тока на фиксированное соотношение, он не регулирует напряжение / ток.Если входное напряжение увеличивается, увеличивается и выходное напряжение.

Например, в этой схеме трансформатора 1T: 2T выходное напряжение равно \ $ V_ \ text {out} = 2 \ times V_ {in} \ $. Если трансформатор идеален, входное напряжение 220 В переменного тока дает выходное напряжение \ $ 2 \ text {V} \ times 220 \ text {V} = 440 \ text {VAC} \ $, а выходной ток равен \ $ \ frac {440 \ text {V}} {100 \ text {V}} = 4.4 \ text {A} \ $. Но если напряжение поднимается до 240 В, T1 дает выходное напряжение \ $ 2 \ text {V} \ times 240 \ text {V} = 480 \ text {VAC} \ $, а выходной ток равен \ $ \ frac. {480 \ text {V}} {100 \ text {V}} = 4.8 \ text {A} \ $.

Как видите, обычный трансформатор ничего не регулирует. Это только повышение или понижение напряжения.

Настоящий трансформатор еще хуже, в отличие от идеального трансформатора, он вносит дополнительный импеданс. Когда вторичная обмотка трансформатора разомкнута, напряжение обычно выше ожидаемого, при увеличении тока нагрузки напряжение падает.

Трансформатор изменяет сопротивление / импеданс

И, если напряжение увеличится, ток тоже.

Трансформатор не может регулировать ток, но может увеличивать или уменьшать ток. Следовательно, мы можем сказать, что трансформатор — это устройство, изменяющее сопротивление / импеданс.

Например, если мы подключим резистор \ $ 100 \ Omega \ $ к источнику 220 В переменного тока, ток, вытекающий из источника питания, равен \ $ \ frac {220 \ text {VAC}} {100 \ Omega} = 2.2. А \ $.

Но если мы добавим трансформатор между источником 220 В переменного тока и резистором, ток, протекающий на вторичной стороне трансформатора, станет \ $ \ frac {440 \ text {VAC}} {100 \ Omega} = 4.4 A \ $, и он потребляет \ $ 440 \ text {VAC} \ times 4.4 \ text {A} = 1936 \ text {W} \ $ энергии.

Трансформатор не является вечным двигателем, из-за сохранения энергии это означает, что мощность, которая поступает на первичную обмотку трансформатора, также должна быть 1936 Вт. Таким образом, ток, вытекающий из источника питания, становится \ $ \ гидроразрыв {1936 \ text {W}} {220 \ text {VAC}} = 8.8 \ text {A} \ $.

Теперь представьте, что резистор находится в черном ящике.

Мы не можем видеть, что находится внутри черного ящика, все, что мы видим, это то, что черный ящик потребляет 2.2 А тока. Итак, мы говорим, что эквивалентное сопротивление черного ящика равно \ $ \ frac {220 \ text {VAC}} {2.2 \ text {A}} = 100 \ Omega \ $.

Теперь мы добавляем в черный ящик повышающий трансформатор с тем же резистором \ $ 100 \ Omega \ $.

Это все еще черный ящик, и мы не знаем, что внутри него. Мы знаем, что черный ящик потребляет ток 8,8 А. Итак, мы говорим, что эквивалентное сопротивление черного ящика равно \ $ \ frac {220 \ text {VAC}} {8.8 \ text {A}} = 25 \ Omega \ $.

Вот в чем суть: у нас есть только резистор \ $ 100 \ Omega \ $, но с трансформатором 1T: 2T выглядит как резистор \ $ 25 \ Omega \ $.2} $$

И мы знаем, что на вторичной стороне есть резистор \ $ 100 \ Omega \ $, тогда полное сопротивление первичной обмотки становится

.

$$ Z_p = \ frac {100 \ Omega \ times 1} {4} = 25 \ Omega $$

Пример: аудиопреобразователь в ламповом усилителе

Это не должно быть реалистичным. Настоящие ламповые усилители сложнее, но это основная идея.

В ламповых усилителях выходное сопротивление самой лампы может достигать \ $ 700 \ Omega \ $, мы ничего не можем с этим поделать, но сопротивление динамика часто составляет \ $ 8 \ Omega \ $. .2 \ text {A} \ times 800 \ Omega = 13,5 \ text {W} \ $. Теперь это полезный усилитель для динамиков.

Преобразование 8 В переменного тока в 8 В постоянного тока — мостовой выпрямитель сильно нагревается на холостом ходу

Он должен нагреваться на , а не на . Вы используете импульсный стабилизатор, который должен охлаждаться и потреблять меньший ток, чем выходной ток. Arduino потребляет десятки мА, а звуковой модуль должен потреблять небольшой ток покоя. Так что даже такой небольшой мостик, как W04M, не должен заметно нагреваться.

С другой стороны, трансформатор может сильно нагреться и нагреть остальные части. Лучше всего хранить электролитический колпачок в особенно прохладном месте на протяжении долгого срока службы.

Если вы уверены, что мост нагревается, проверьте соединения и подумайте о его замене. Если это трансформатор с защитой по сопротивлению, возможно, вы закорачиваете трансформатор каждые полупериод. Возможно, где-то есть скрытый путь (возможно, через заземление).

Также типичное выходное напряжение на конденсаторе может быть больше примерно 10-15 В постоянного тока, в зависимости от того, насколько плохая регулировка трансформатора.Крайне маловероятно, что вы измерите 8 В постоянного тока. Поскольку у вас есть импульсный стабилизатор, все в порядке.

TL: DR Используйте мостовые диоды ~ 20A и конденсатор с низким ESR с ESR <50. мОм или пульсирующий ток> 2А для работы в холодном состоянии. Какие части вы используете?

---

Если вы оцените сопротивление нагрузки или ток на нерегулируемом выходе моста, что вы получите? Обычно это Req * C (= 1000 мкФ) составляет> 5/100 Гц для 20% пульсаций и = 8/100 Гц для 10% пульсаций V. Независимо от того, какая у вас пульсация V в%, это примерно такой же рабочий цикл вашего мостового выпрямителя тока.2 (Rs + ESR) и используйте крышку со сверхнизким ESR, рассчитанную на ток пульсаций RMS. Электронные колпачки общего назначения не рассчитаны на ток xxx мА, величина которого зависит от тока нагрузки на холостом ходу. Вы можете измерить ток с помощью 1 Ом серии R между мостом и C = 1 мФ. Это также снизит входное напряжение постоянного тока, снизит пульсации на 10% при T = 1 мФ * 1 мс на выходе 10 мс FW 100 Гц и немного снизит нагрев в электронном колпачке низкого качества. Также могут работать 2 или 3 Ом. Добавление конденсатора с низким ESR 100 мкФ поможет стабилизатору DC-DC.

Есть гораздо более простые способы спроектировать это, но я рассмотрел только ваши недостатки дизайна.

шт. если ток нагрузки на холостом ходу составлял 100 мА, а пульсации напряжения на 8 В составляли 2 В, ESR конденсатора становится вашей динамической нагрузкой, а не Mp3 + Nano

.

Имейте в виду, что универсальный электронный конденсатор на 1 мФ без номинального значения ESR, но с номинальным током пульсации 150 мА, НАГРЕЕТСЯ. В то время как электронная крышка <50 мОм (1 мФ) и ESR моста >> 10 А могут справиться со среднеквадратичным током пульсаций, не нагреваясь для этой нагрузки.(ИМХО)

Напряжение на конденсаторе должно быть 8 * 1,41 = 11,28 В, но, тем не менее, он должен работать с напряжением до 40 В. Вероятно, диод в мосте имеет переключающий шум (изображение), что означает, что в течение некоторого времени у вас есть напряжение отрицательной полярности на конденсаторе. Ради интереса попробуйте измерить входной и выходной ток на вашем силовом модуле. Он должен иметь почти такую ​​же мощность (P = U * I).

Так попробуй заменить мостовой выпрямитель и колпачок. Он должен работать.

Обзор Evercool Transformer 6 — Производительность

Производительность

Тестовая система:

ЦП:	Intel E6750 Core2 Duo
Тактовая частота:	8 x 333 МГц = 2.6 ГГц, память DDR2-800
Материнская плата:	ASUS P5B Deluxe
Память:	2 x 2 ГБ Corsair XMS
Видеокарта:	HIS HD 4850 512 МБ PCI-e
Жесткий диск:	2 x 320 ГБ Western Digital SE16 7200 Raid 0
Блок питания:	Atrix 600W Blue LED
Корпус:	Thermaltake Soprano
Программное обеспечение:	Windows Vista SP , Катализатор 8.5

Примечание:
В режиме ожидания компьютер находится за рабочим столом в течение 30 минут.
Нагрузка относится к процессору, выполняющему два потока стресс-теста Prime95 «Большие БПФ на месте» в течение 15 минут.
Температуры были получены с помощью RealTemp. RealTemp учитывает значение TjMax ЦП, обеспечивая очень точные результаты. Прочтите все об этом здесь.
При штатных тактовых частотах на холостом ходу Transformer 6 работает лучше, чем все, кроме Gyre.Под нагрузкой Transformer 6 работает холоднее, чем большинство других радиаторов, лишь немного теплее, чем Gyre и G-Power при высоких настройках. Тем не менее, он превосходит стандартный кулер на 9 градусов Цельсия при низких настройках и на 10 градусов при высоких. Из этого теста видно, что вентилятор, работающий на высокой или низкой скорости, не имеет большого значения.
После разгона Transformer 6 снова работает намного холоднее, чем стандартный кулер Intel на холостом ходу. Под нагрузкой мы видим, что Transformer 6 не так хорош (по сравнению с кулерами HDT).При этом он по-прежнему работает на 9 ° C (при высоком) и на 11 ° C (при низком) холоднее, чем стандартный кулер, что неплохо. Переключение вентилятора от высокого к низкому не имеет значения на холостом ходу, но работает на два градуса лучше при нагрузке.

Fan Noise

При низком значении Transformer 6 практически бесшумен. Его совсем не слышно через стандартные вентиляторы корпуса, когда корпус закрыт, и только шепот можно услышать, когда корпус открыт. Когда переключатель контроллера вентилятора нажат и вентилятор переходит в высокий режим, можно услышать звук вентилятора.Он по-прежнему остается довольно тихим (то есть не громче штатного кулера), но, как уже говорилось, не бесшумный. Эта дополнительная скорость, возможно, может быть бессмысленной для небольшого увеличения производительности (не считая серьезного разгона), но когда выбран высокий режим, синие светодиодные индикаторы становятся намного ярче, освещая весь корпус.

Стандартный кулер Intel немного громче на складе, но намного громче под нагрузкой или при разгоне. Transformer 6 (когда вентилятор установлен на низкую скорость) заметно тише, чем стандартный кулер Intel при работе на более высоких скоростях.Когда у Transformer 6 установлены вентиляторы на 100%, он производит более низкий уровень шума, чем стандартный кулер. Контроллер вентилятора действительно помогает, как если бы вентилятор работал на 100% все время, он мог бы быть слишком шумным (но вентилятор с ШИМ-управлением ничего бы не исправил).

Пресс-релиз (6 сентября 2012 г.): Аккумулятор Toshiba SCiB выбран для системы остановки на холостом ходу | Новости

ТОКИО — Корпорация Toshiba (ТОКИО: 6502) объявила сегодня, что ее инновационная аккумуляторная батарея SCiB ^TM является неотъемлемой частью ENE-CHARGE, инновационной системы управления питанием и высокоэффективной рекуперативной тормозной системы, представленной в Wagon R и Wagon R Stingray. последние версии самых продаваемых компактных автомобилей Suzuki Motor Corporation «кей кар».

SCiB ^TM был выбран для ENE-CHARGE после всесторонней оценки производительности аккумулятора, характеристик быстрой зарядки и длительного срока службы.

Toshiba SCiB ^TM использует оксид титаната лития в аноде батареи, обеспечивает быструю зарядку и длительный срок службы батареи в широком диапазоне условий окружающей среды. В очень холодных условиях SCiB ^TM менее подвержен осаждению металлического лития, что увеличивает риск внутреннего короткого замыкания и деградации батареи.Аккумулятор SCiB ^TM емкостью 3 Ач для серии Wagon R обеспечивает высокую мощность при компактном размере ячейки; до 6000 Вт / литр при 25 градусах Цельсия и 1400 Вт / литр при -10 градусах Цельсия ^{* 1} . Ячейка превосходит другие батареи по своей способности заряжать большую мощность, генерируемую системой рекуперативного торможения, которая используется для питания бортовой электроники. SCiB ^TM и свинцовая батарея могут быть согласованы в одной системе без необходимости в трансформаторе напряжения, что снижает количество деталей и стоимость.

Toshiba уже поставила аккумуляторы SCiB ^TM емкостью 20 Ач для трех электромобилей ^{* 2} Toshiba воспользуется импульсом от выбора технологии SCiB ^TM лидерами автомобильной промышленности для продвижения ее дальнейшего применения в электромобилях. Компания также продолжит продвигать использование SCiB ^TM в других областях, в том числе в качестве стационарного накопителя энергии и для управления колебаниями частоты в интеллектуальных сетях.

Примечания. Цифры в этом выпуске основаны на данных тестирования Toshiba.Спецификация может быть изменена без предварительного уведомления.

* 1

Протестировано с аккумулятором при 50% заряда

* 2

I-MiEV, MINICAB-MiEV и Honda Motor’s Fit EV от Mitsubishi Motors

Запросы на продукцию
https://www.global.toshiba/ww/products-solutions/battery/scib.html

США начинает расследование по разделу 232 компонентов трансформатора

Особенности

Исследование будет сосредоточено на пластинах для многослойных сердечников для включения в трансформаторы, многослойных и намотанных сердечниках для встраивания в трансформаторы, электрические трансформаторы и регуляторы трансформаторов

Торговля ранее использовала Раздел 232 в марте 2018 года для применения импортных тарифов к стали и алюминию

Питтсбург — В понедельник Министерство торговли США заявило, что инициирует расследование по Разделу 232, чтобы определить, импортируются ли компоненты электрических трансформаторов в США в таких количествах или при таких обстоятельствах, которые представляют угрозу для национальной безопасности.

Не зарегистрирован?

Получайте ежедневные оповещения по электронной почте, заметки для подписчиков и персонализируйте свой опыт.

Зарегистрироваться Министр торговли США

Уилбур Росс заявил в понедельник, что расследование будет сосредоточено на ламинировании многослойных сердечников для включения в трансформаторы, многослойных и намотанных сердечников для встраивания в трансформаторы, электрические трансформаторы и регуляторы трансформаторов.

Решение начать расследование в соответствии с разделом 232 Закона о расширении торговли 1962 года было принято после запросов и запросов от множества членов Конгресса, а также от заинтересованных сторон, сказал Коммерс.Торговля ранее использовала Раздел 232 в марте 2018 года, когда применяла импортные пошлины в размере 25% и 10% на сталь и алюминий соответственно.

В соответствии с требованиями закона Росс отправит письмо министру обороны Марку Эсперу, информируя его о расследовании, сказал Коммерс.

«Пластины и сердечники из текстурированной электротехнической стали [GOES] являются критически важными компонентами трансформатора», — говорится в заявлении Commerce. «Электротехническая сталь необходима для распределительных трансформаторов для всех видов энергии — включая солнечную, ядерную, ветровую, угольную и природный газ — по всей стране.Гарантированные внутренние поставки этой продукции позволяют Соединенным Штатам реагировать на крупные перебои в подаче электроэнергии, затрагивающие гражданское население, критическую инфраструктуру и производственные мощности оборонного промышленного производства США «.

Лоренко Гонсалвес, генеральный директор Cleveland-Cliffs, которая в середине марта приобрела в США последнего производителя электротехнической стали с ориентированным зерном — AK Steel, подчеркнул необходимость принятия мер для решения проблемы импорта GOES перед законодателями во время Конгресса. Ежегодное слушание Steel Caucus 5 марта.

«AK Steel — последний производитель электротехнической стали с ориентированным зерном в США», — сказал он. «Это означает, что мы последний человек, стоящий между способностью этой страны производить трансформаторы для электрических сетей и необходимостью импортировать все… 232 позаботились о сброшенной электротехнической стали из Китая, Южной Кореи и Японии, но плохие игроки всегда находят способ обойти «.

Без помощи в закрытии существующих лазеек, вероятно, предприятия AK Steel в Батлере, штат Пенсильвания, и Зейнсвилле, штат Огайо, останутся убыточными и будут простаивать, сказал он тогда.

«Мы уверены, что это инициированное нами расследование усилит критическую важность обеспечения надежных внутренних поставок GOES для поддержки распределения электроэнергии и будет направлено на обход тарифов национальной безопасности в отношении пластин трансформаторов и сердечников GOES», — сказал Гонсалвес. в заявлении в понедельник.

Решения

— Автоматизация зданий — Delta

В соответствии с политикой энергосбережения Китая компания Zhuzhou Times New Material Technology (TMT), дочерняя компания CRRC Group, недавно приняла Delta Energy Online в качестве правильного решения для мониторинга состояния энергопотребления своих вулканизационных машин, чтобы повысить энергоэффективность и сократить время простоя.Это приложение Delta Energy Online было первым демонстрационным проектом для CRRC Group. Функциональная цель заключалась в предоставлении инфраструктуры онлайн-мониторинга энергетики, окружающей среды и безопасности.

История вопроса
Группа CRRC — одна из крупнейших в мире производителей и поставщиков решений для оборудования для железнодорожного транспорта. Он также имеет большое присутствие на внутреннем рынке, которое доминирует в разработке и производстве железнодорожных транспортных средств, локомотивов, метро, ​​их частей и компонентов.Как дочернее предприятие CRRC Group, TMT выполняет функции обработки и производства резины, обеспечивая процесс вулканизации, необходимый для различных машин и оборудования.

Согласно тринадцатому пятилетнему плану Китая на 2016–2020 годы, будут соблюдаться более строгие стандарты развития в таких областях, как экология, социальная культура и экологически чистое производство. Чтобы поддержать политику правительства Китая в области энергосбережения, TMT приступила к решению проблемы энергопотребления, связанной с ее вулканизационной машиной, основным потребителем энергии.В соответствии с производственными потребностями, вулканизационная машина должна поддерживать высокую температуру выше 150 ° C, даже после того, как продукты будут выброшены из форм и до начала следующей вулканизации. В течение этого периода холостого хода его температура должна поддерживаться на постоянном высоком уровне. В противном случае машину необходимо нагреть в течение 1-2 часов, прежде чем она снова сможет работать, что приводит к потере энергии.

Проблемы
Задача TMT заключалась в том, чтобы максимально сократить время предварительного нагрева вулканизатора на холостом ходу, не снижая его готовность к производству, а также минимизировать потребление энергии при максимальном повышении энергоэффективности.Это была практическая задача, с которой пришлось столкнуться TMT. Не имея надлежащей системы управления энергопотреблением, TMT необходимо было собирать данные о потреблении энергии и взаимодействовать с уже существующими системами управления производством для повышения энергоэффективности. Это также необходимо для сокращения потерь электроэнергии во время простоя оборудования во время производства.

Постоянно отбирая информацию об использовании энергии с производственной площадки, система управления энергопотреблением может в режиме реального времени предоставлять предупреждения о проблемах производственного процесса, одновременно отфильтровывая отвлекающие ложные срабатывания.

Delta Solutions:
● Автоматический сбор и преобразование данных об энергии в полезную и ценную информацию
Данные о потреблении энергии для ключевых производственных объектов можно постоянно собирать и предлагать руководству предприятия для анализа общего энергопотребления. Мгновенные сигналы тревоги могут предупредить менеджеров о проблемах, возникающих на их производственных объектах, одновременно отфильтровывая ложные сигналы. Собранные данные о потреблении энергии можно распознать на уровне устройства, например, о состоянии энергопотребления для отдельной машины, чтобы попытаться повысить ее энергоэффективность.Информация об энергопотреблении может затем отображаться на настраиваемом интерфейсе, таком как электронная приборная панель, для большей осведомленности работников о текущем состоянии энергопотребления и для дальнейшего ввода в стратегии энергосбережения.

● Высокая степень интеграции с другими устройствами и системами сторонних производителей для повышения эффективности производства и энергосбережения
Delta представила Delta Energy Online для различных сценариев, например, для традиционных и высокотехнологичных отраслей, помогая найти потенциальные горячие точки для дальнейшей экономии энергии с помощью отдельных устройств и целых систем.В соответствии с требованиями TMT по энергосбережению, Delta Energy Online предпринимает дальнейшие шаги по интеграции данных о потреблении энергии с различными параметрами системы, такими как температура, давление и даже рабочие задания, предоставляемые системой управления производством. Имея более точные предупреждения о простоях в режиме реального времени, руководитель мастерской может принять меры для решения проблем с энергопотреблением на производственных объектах.