Трансформаторы Презентация к уроку по электротехнике Касьянова О.А. 14.06.2012 г.

Слайд 2: Содержание

Тема урока Цель урока История создания трансформатора Определение трансформатора Коллективный разум Устройство трансформатора Принцип работы трансформатора Характеристики трансформатора Принцип работы трехфазного трансформатора Группы соединения трансформатор Режимы работы трансформатора Виды трансформаторов Домашнее задание Содержание

Слайд 3: Тема урока

Трехмерная модель трансформатора Трансформаторы

Слайд 4: Цели урока

Когнитивная (знаниевая) : учащиеся должны: Перечислять составные части трансформатора. Различать режимы работы трансформатора. Называть основные технические характеристики трансформатора. Объяснять принцип работы трансформатора. Различать соединения обмоток «звездой» и «треугольником». Распознавать трансформаторы, различать их по назначению и применению. Цели урока

Слайд 5: История создания трансформатора

Индукционная катушка Румкорфа В 1848 году французский механик Г. Румкорф изобрёл индукционную катушку. Она явилась прообразом трансформатора. 30 ноября 1876 года, дата получения патента Яблочковым Павлом Николаевичем, считается датой рождения первого трансформатора. Это был трансформатор с разомкнутым сердечником, представлявшим собой стержень, на который наматывались обмотки.

Слайд 6: Определение трансформатора

Трансформатор (от лат. t ransformo - преобразовывать) электрическая машина, имеющая две или более индуктивно связанные обмотки и предназначенная для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока (ГОСТ Р52002-2003).

Слайд 7: Коллективный разум

Можно ли в двух проводящих катушках получить электрический ток, подключив к источнику, только одну катушку? К источнику какого тока нужно подключить катушку и почему? Вспомните от чего и как зависит ЭДС индукции в катушке. Если число витков обоих катушек равны, то будет ли трансформация напряжения? 1 Источник тока 2

Слайд 8: Усовершенствование трансформатора

Чтобы магнитный поток, созданный переменным током в первичной катушке не рассеивался, и чтобы его сконцентрировать во вторичной катушке, обе катушки насаживаем на замкнутый стальной сердечник. Источник переменного тока

Слайд 9: Устройство трансформатора

Сердечник из стальных листов Схема трансформатора

10

Слайд 10: Устройство трансформатора

а) б) а) устройство б) внешний вид Трансформатор

11

Слайд 11: Принцип работы трансформатора

Схема работы двухфазного трансформатора

12

Слайд 12: Характеристики трансформатора

S – номинальная мощность. U 1, U 2 – номинальные напряжения на концах первичной и вторичной обмоток. I 1, I 2 – номинальные токи в первичной и вторичной обмотках при полной (номинальной) нагрузке. w 1, w 2 – число витков первичной и вторичной обмоток. n – коэффициент трансформации.

13

Слайд 13: Коэффициент полезного действия

Р 1 и Р 2 – мощность тока в первичной и вторичной обмотках. η – коэффициент полезного действия (КПД)

14

Слайд 14: Потери мощности

Р 1 и Р 2 – мощность тока в первичной и вторичной обмотках.

15

Слайд 15: Принцип работы трехфазного трансформатора

Схема работы трехфазного трансформатора

16

Слайд 16: Группы соединения трансформаторов

Таблица групп соединения трансформаторов

17

Слайд 17: Группы соединения трансформаторов

Знак перед косой линией - схема соединения обмоток высшего напряжения. Знак после косой линии - схема соединения обмоток низшего напряжения. Цифра - угол между векторами линейных напряжений обмоток высшего и низшего напряжения, выраженный числом угловых единиц по 30.

18

Слайд 18: Режимы работы трансформатора

Режим холостого хода (трансформатор работает без нагрузки) Рабочий режим(во вторичную обмотку включена нагрузка) Режим короткого замыкания (вторичная обмотка замкнута накоротко) Трансформатор

19

Слайд 19: Виды трансформаторов

Силовой трансформатор -предназначенный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках. Трансформатор

20

Слайд 20: Виды трансформаторов

Автотрансформатор - трансформатор, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только электромагнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные напряжения. Трансформатор

21

Слайд 21: Виды трансформаторов

Трансформатор тока - трансформатор, питающийся от источника тока. Применение - для снижения первичного тока до величины, используемой в цепях измерения, защиты, управления и сигнализации. Номинальное значение тока вторичной обмотки 1А, 5А. Трансформатор

22

Слайд 22: Виды трансформаторов

Трансформатор напряжения - трансформатор, питающийся от источника напряжения. Применение - преобразование высокого напряжения в низкое в измерительных цепях и цепях РЗиА. Применение -изолирование логических цепей защиты и цепей измерения от цепи высокого напряжения Трансформатор

23

Слайд 23: Виды трансформаторов

Импульсный трансформатор - предназначенный для преобразования импульсных сигналов с длительностью импульса до десятков микросекунд с минимальным искажением формы импульса. Применение - передача прямоугольного электрического импульса. Служит для трансформации кратковременных видеоимпульсов напряжения Трансформатор

30 ноября30 ноября 1876 года, дата получения патента Яблочковым Павлом Николаевичем, считается датой рождения первого трансформатора. Это был трансформатор с разомкнутым сердечником, представлявшим собой стержень, на который наматывались обмотки.1876 года патентаЯблочковым Павлом Николаевичем Первые трансформаторы с замкнутыми сердечниками были созданы в Англии в 1884 году братьями Джоном и Эдуардом Гопкинсон [. В 1885 г. венгерские инженеры фирмы «Ганц и К°» Отто Блати, Карой Циперновский и Микша Дери изобрели трансформатор с замкнутым магнитопроводом, который сыграл важную роль в дальнейшем развитии конструкций трансформаторов.1884 году

Трансформа́тор (от лат. transformo преобразовывать) это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений) переменного тока без изменения частоты системы (напряжения) переменного токалат. магнитопроводеэлектромагнитной индукции

Трансформа́тор Те́слы единственное из изобретений Николы Теслы, носящих его имя сегодня. Это классический резонансный трансформатор, производящий высокое напряжение при высокой частоте. Оно использовалось Теслой в нескольких размерах и вариациях для его экспериментов. «Трансформатор Теслы» также известен под названием «катушка Теслы». Прибор был создан 22 сентября 1896 года и заявлен как «Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала».

Трансформатор осуществляет преобразование напряжения переменного тока в самых различных областях применения электроэнергетике, электронике и радиотехнике. Конструктивно трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного магнито-мягкого материала.автотрансформатормагнитопроводферромагнитного магнито-мягкого

Устройство трансформатора. Две катушки с разными числами витков одеты в стальной сердечник Катушка, подключенная к источнику – первичная катушка. (N 1, U 1, I 1) Катушка, подключенная к потребителю – вторичная катушка. (N 2, U 2, I 2) N-число витков. U-напряжение. I-сила тока.

Работа трансформатора основана на двух базовых принципах: 1.Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм)электрический токмагнитное полеэлектромагнетизм 2.Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция)ЭДСэлектромагнитная индукция На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции, пропорциональную первой производной магнитного потока, при синусоидальном токе сдвинутой на 90° в обратную сторону по отношению к магнитному потоку.магнитный потокэлектромагнитной индукцииЭДСпервой производной В некоторых трансформаторах, работающих на высоких или сверхвысоких частотах, магнитопровод может отсутствовать.

Режим холостого хода Данный режим характеризуется разомкнутой вторичной цепью трансформатора, вследствие чего ток в ней не течёт. С помощью опыта холостого хода можно определить КПД трансформатора, коэффициент трансформации, а также потери в сердечнике.КПД

Коэффициент трансформации Вывод: если K N 1 или U 2 >U 1, то трансформатор повышающий; если K>1если N 2 1если N 2 U 1, то трансформатор повышающий; если K>1если N 2 1если N 2 "> U 1, то трансформатор повышающий; если K>1если N 2 1если N 2 "> U 1, то трансформатор повышающий; если K>1если N 2 1если N 2 " title="Коэффициент трансформации Вывод: если K N 1 или U 2 >U 1, то трансформатор повышающий; если K>1если N 2 1если N 2 "> title="Коэффициент трансформации Вывод: если K N 1 или U 2 >U 1, то трансформатор повышающий; если K>1если N 2 1если N 2 ">

Поэтому для наиболее выгодной транспортировки электроэнергии в электросети многократно применяют трансформаторы: сначала для повышения напряжения генераторов на электростанциях перед транспортировкой электроэнергии, а затем для понижения напряжения линии электропередач до приемлемого для потребителей уровня. Применение в электросетях Поскольку потери на нагревание провода пропорциональны квадрату тока через провод, при передаче электроэнергии на большое расстояние выгодно использовать очень большие напряжения и небольшие токи. Из соображений безопасности и для уменьшения массы изоляции в быту желательно использовать не столь большие напряжения.

Применение в источниках питания. Компактный трансформатор Для питания разных узлов электроприборов требуются самые разнообразные напряжения. Например, в телевизоре используются напряжения от 5 вольт, для питания микросхем и транзисторов, до 20 киловольт, для питания анода кинескопа. Все эти напряжения получаются с помощью трансформаторов (напряжение 5 вольт с помощью сетевого трансформатора, напряжение 20 кВ с помощью строчного трансформатора). В компьютере также необходимы напряжения 5 и 12 вольт для питания разных блоков. Все эти напряжения преобразуются из напряжения электрической сети с помощью трансформатора со многими вторичными обмотками.

Применение в источниках электропитания. Для питания разных узлов электроприборов требуются самые разнообразные напряжения. Блоки электропитания в устройствах, которым необходимо несколько напряжений различной величины содержат трансформаторы с несколькими вторичными обмотками или содержат в схеме дополнительные трансформаторы. Например, в телевизоре с помощью трансформаторов получают напряжения от 5 вольт (для питания микросхем и транзисторов) до нескольких киловольт (для питания анода кинескопа через умножитель напряжения).телевизорекинескопаумножитель напряжения

Силовой трансформатор трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, предназначенных для приёма и использования электрической энергии. Слово "силовой" отражает работу данного вида трансформаторов с большими мощностями. Необходимость применения силовых трансформаторов обусловлена различной величиной рабочих напряжений ЛЭП (кВ), городских электросетей (как правило 6 кВ), напряжения, подаваемого конечным потребителям (0,4 кВ, они же 380/220 В) и напряжения, требуемого для работы электромашин и электроприборов (самые различные от единиц вольт до сотен киловольт). ЛЭП

Однофазный трансформатор

План лекции: 1. Устройство трансформатора. 2. Однофазный трансформатор.

1. Устройство трансформатора индуктивно связанных электромагнитной Трансформатор называют статистическое (или электромагнитное устройство, имеющее две более) обмоток и предназначенное для преобразования посредством явления одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную) систему переменного тока. Наибольшее применение в электротехнических установках, а также в энергетических системах передачи и распределения электроэнергии имеют силовые трансформаторы, посредством которых изменяют значения переменного напряжения и тока. индукции

Трансформаторы служат для передачи и распределения электроэнергии потребителей. понижающие однофазные, трех и многофазные. Трансформаторы бывают: повышающие, Простейший силовой трансформатор состоит из магнитопровода (сердечника), выполненного из ферромагнитного материала листовая электротехническая сталь), обмоток расположенных на стержнях магнитопровода (рис. 1, а). (обычно и двух Рис. 1. Электромагнитная (а) и принципиальная (б) схемы трансформатора

Одна из обмоток, которую называют первичной, присоединена к источнику переменного тока Г на напряжение U1. К другой обмотке, называемой вторичной, подключен потребитель Zн. Первичная и вторичная обмотки трансформатора не имеют электрической связи друг с другом, и мощность из одной обмотки в другую передается электромагнитным путем. Магнитопровод, на котором расположены эти обмотки, служит для усиления индуктивной связи между обмотками. На рис. 1, б показано изображение однофазного трансформатора на принципиальных электрических схемах.

ток i1, который создает индукции. электромагнитной Действие трансформатора основано на При явлении подключении первичной обмотки к источнику переменного тока в витках этой обмотки протекает в переменный магнитопроводе переменный магнитный поток Ф. Замыкаясь в магнитопроводе, этот поток сцепляется с обеими обмотками (первичной и вторичной) и индуцирует в них ЭДС: в первичной обмотке ЭДС самоиндукции: e1 = –W1(dФ/dt), во вторичной обмотке ЭДС взаимоиндукции: e2 = –W2(dФ/dt), где W1, W2 – число витков в первичной и вторичной обмотках трансформатора.

вторичной обмотки При подключении нагрузки Zн к выводам вторичной обмотки трансформатора под действием ЭДС e2 в цепи этой обмотки создается ток i2, а на выводах устанавливается напряжение U2. В повышающих трансформаторах U2 > U1, а в понижающих U2 < U1. ЭДС e1 и e2, наводимые в обмотках трансформатора, отличаются друг от друга лишь за счет разного числа витков W1 и W2 в обмотках, поэтому, требуемым соотношением изготовить трансформатор на любое отношение напряжений. Обмотку трансформатора, подключенную к сети с более высоким напряжением, называют обмоткой высшего обмотку, присоединенную к сети меньшего напряжения, – обмоткой низшего напряжения (НН). с можно напряжения (ВН); применяя обмотки витков,

Классифицируют трансформаторы по нескольким признакам: 1. По назначению – силовые общего назначения, силовые специального назначения, импульсные, для преобразования частоты и т.д. 2. По виду охлаждения – с воздушным (сухие трансформаторы) (масляные трансформаторы) охлаждением. 3. По форме магнитопровода – стержневые, броневые, бронестержневые, тороидальные. 4. По числу обмоток на фазу – двухобмоточные, многообмоточные. масляным и

2. Однофазный трансформатор Однофазным трансформатором (рис. 2) называют индуктивный преобразователь, больше или индуктивно неподвижных обмоток и предназначенный для преобразования посредством индукции параметров электрической энергии переменного тока (напряжения, тока, частоты). статический имеющий электромагнитной связанных две взаимно Рис. 2. Однофазный трансформатор

Однофазный трансформатор состоит из рамообразной магнитной системы, включающей два стержня, верхнее и нижнее ярма, обмоток высшего и низшего напряжения. Однофазный трансформатор выполняется в одном из двух видов. Первым примером выполнения однофазного трансформатора является так называемого однофазный стержневого типа (рис. 3). У него первичные и вторичные катушки расположены на железных стержнях, соединенных с торцов железными же накладками, называемыми ярмами. трансформатор,

Таким образом, два стержня и два ярма образуют замкнутое железное кольцо, в котором и проходит магнитный поток, сцепляющийся с первичной и вторичной обмотками. Это железное кольцо называется сердечником трансформатора. Рис. 3. Однофазный трансформатор стержневого вида Рис. 4. Однофазный трансформатор броневого вида

Контрольные вопросы 1. Каков принцип работы трансформатора? 2. Почему трансформаторы не работаю от сети постоянного тока? 3. Из каких частей состоит активная часть трансформатора? Каковы и конструкция? 4. Каково назначение трансформаторного масла? 5. Как определить номинальные токи и номинальное вторичное напряжение трансформатора? назначение их

Контрольные вопросы 6. нагрузки Почему с трансформатора тока увеличением увеличивается ток в его первичной обмотке? 7. Что такое приведенный трансформатор? 8. При каких условиях и почему вторичное напряжение трансформатора становится больше ЭДС? 9. Чем отличается однофазный трансформатор от трехфазного? 10. В чем различие повышающего трансформатора от понижающего?

Режим короткого замыкания Так как ток I 2к во вторичной обмотке велик, то даже при малом входном напряжении U 1k ток в первичной обмотке I 1k достигает больших значений. Это может привести к перегреву или даже перегоранию одной из обмоток трансформатора.

Режим нагрузки Ток вторичной обмотки I 2 оказывает существенное влияние на ток в первичной обмотке I 1. Это обусловлено встречным включением обмоток, при котором общий магнитный поток в первичной обмотке равен разности магнитных потоков, создаваемых в ней токами первичной и вторичной обмоток: магнитный поток от тока I 2 уменьшает общий магнитный поток через первичную обмотку, а стало быть, уменьшает суммарную, индуцируемую в ней ЭДС, что приводит к увеличению тока I 1 в ней до такой его величины, при которой ее суммарная ЭДС совместно с падением напряжения на активном сопротивлении и, уравновесят приложенное к первичной обмотке напряжение U 1.

Особенности автотрансформаторов Ток в общей части обмотки автотрансформатора меньше, чем в остальной ее части, поскольку по общей части обмотки протекают почти встречные токи первичной и вторичной цепей. Мощность первичной цепи передается во вторичную цепь как электромагнитным (трансформаторным), так и электрическим способами.

Достоинства автотрансформаторов: экономичность обмоточные материалы расходуются только на одну обмотку; меньшие потери в меди и больший КПД - токи в общей части направлены встречно; возможность плавной регулировки напряжения U 2 вторичной цепи при непрерывном скольжении контакта по зачищенной поверхности витков.

Конструкция трансформаторов Конструктивное исполнение трансформатора зависит от его назначения и области применения. Однако почти все трансформаторы имеют одни и те же главные конструктивные элементы магнитную систему и обмотки. Наиболее широко применяются силовые трансформаторы, которые служат для передачи электрической энергии и распределения ее между потребителями.

Плотность тока в обмотках Плотность тока в обмотках выбирают по условиям нагрева в пределах (1-2,5)·10 6 А/м 2 в сухих и (2-4,5)·10 6 А/м 2 в масляных в зависимости от мощности и конструктивного выполнения трансформатора. По условиям технологии максимальное сечение круглого проводника выбирается примерно до 20 мм 2, а прямоугольного 80 мм 2. Предельный ток одного проводника соответственно 45 и 360 А.

Элементы обмотки Основным элементом обмотки является виток, который выполняется одним или группой параллельных проводов. Ряд витков на цилиндрической поверхности называется слоем. Витки могут группироваться в катушки. По направлению намотки обмотки делятся на правые и левые подобно резьбе винта. Большинство обмоток трансформаторов выполняются с левой намоткой для удобства изготовления.

Разновидности обмоток Определяющими для конструкции обмотки являются число витков, сечение витка и класс напряжения. По способу размещения обмоток на стержне различают обмотки концентрические и дисковые или чередующиеся. По конструктивно-технологическим признакам обмотки делятся на следующие основные типы: цилиндрические, винтовые и непрерывные.

Разновидности обмоток Обмотки каждого из этих типов могут подразделяться на одно- или многослойные цилиндрические, одно- или многоходовые винтовые, дисковые, переплетенные. В мощных трансформаторах, предназначенных для питания электропечей, применяют обмотки из листовой меди или алюминия, а также кованые катушки выполненные из шинной меди или алюминия.

Цилиндрические слоевые обмотки Цилиндрические слоевые обмотки выполняются из проводов прямоугольного или круглого сечения. Слои обмотки составляют витки, наматываемые по винтовой линии. При намотке каждый виток слоя укладывают вплотную к предыдущему витку в направлении высоты обмотки. Переход из слоя в слой осуществляется в процессе намотки без пайки. Витки состоят из одного или нескольких параллельных проводов, располагаемых обычно рядом в осевом направлении.

Катушечная многослойная цилиндрическая обмотка состоит из ряда последовательно соединенных многослойных катушек. Такое разделение необходимо для уменьшения напряжения между слоями. Обычно катушечные обмотки выполняют в виде последовательно соединенных парных (двойных) катушек.

Дисковые катушечные обмотки Дисковые катушечные обмотки состоят из ряда одинарных или двойных катушек. Число витков в одной катушке достигает 2025, число параллельных проводников в витке - до 8. Витки катушки намотаны один на другой по спирали в радиальном направлении. Намотанные катушки собирают на шаблоне и соединяют пайкой. Осевые и радиальные каналы образуются П-образными замковыми прокладками. Такие обмотки широко применяются в высоковольтных трансформаторах в качестве входных катушек.

Винтовые обмотки Винтовая обмотка состоит из ряда витков, наматываемых по винтовой линии. В трансформаторах большой мощности число параллельных проводников может достигать многих десятков. Винтовые обмотки бывают одно-, двух- и многоходовыми. Двухходовые и многоходовые обмотки состоят соответственно из двух или более отдельных винтовых обмоток, вмотанных одна в другую. Каналы для охлаждения образуются так же, как и в непрерывной обмотке.

Непрерывные обмотки Непрерывная обмотка состоит из ряда катушек, расположенных в осевом направлении и соединенных между собой последовательно без пайки. Число катушек в обмотке - от 30 до 150. Витки в катушке наматываются плашмя по спирали в радиальном направлении. Катушки наматываются на рейках, образующих вертикальные каналы. На рейки надеваются прокладки, создающие радиальные каналы между катушками.

Непрерывные обмотки Каждый виток обмотки может состоять из одного или нескольких параллельных проводов. Путем перестановки (транспозиции) параллельных проводов на переходах из катушки в катушку обеспечивается выравнивание их активного и индуктивного сопротивлений.

Трехфазный броневой трансформатор Трехфазный броневой трансформатор получается из трех однофазных, если их поставить друг на друга. При такой конструкции потоки в ярмах равны половине потока в стержнях. 1, 2, 3 обмотки НН фаз А, В, С; 1, 2", 3" обмотки ВН фаз А, В, С.

Конструкция силовых трансформаторов В силовых трансформаторах мощностью свыше 100 МВ·А и напряжениями 220 кВ и выше применяют бронестержневую или многостержневую конструкцию. Эта конструкция получается из стержневой, если добавить два стержня,закрывающих обмотки двух фаз, расположенных на крайних стержнях трехфазного стержневого трансформатора. По сравнению со стержневыми бронестержневые трансформаторы имеют меньшую высоту магнитопроводов, что очень важно при транспортировке, так как позволяет им лучше вписаться в железнодорожные габариты.

Стыковые конструкции Стержни и ярма собираются отдельно и крепятся друг с другом стяжными шпильками. В месте стыков ставятся изоляционные прокладки, которые устраняют замыкание листов стали стержней и ярм. Немагнитные зазоры при стыковой конструкции увеличивают магнитное сопротивление, что приводит к увеличению тока холостого хода. Поэтому стыковые соединения применяются редко, хотя стыковые конструкции менее трудоемки.

Материал магнитной системы В качестве материала магнитной системы используется главным образом холоднокатаная текстурованная электротехническая сталь марок 3413, 3404, 3405, 3406, которая поставляется на заводы в рулонах. Толщина стали 0,3; 0,35; 0,5 мм. Сталь толщиной 0,3 и 0,35 мм имеет электроизоляционное нагревостойкое покрытие, а сталь толщиной 0,5 мм не имеет электроизоляционного покрытия. Применение этой стали позволило повысить магнитную индукцию в магнитопроводах силовых трансформаторов до 1,71,8 Тл при одновременном уменьшении массы, потерь и тока холостого хода.

Шихтованные конструкции В шихтованных конструкциях стержни и ярма не являются отдельными элементами, а их пластины переплетаются (шихтуются) в смежных слоях. Магнитная система собирается из отдельных слоев, каждый из которых состоит из одной или нескольких пластин, уложенных в слое встык. По форме стыка шихтованные магнитные системы могут выполняться с прямым и косым стыками, что необходимо для уменьшения длины участков магнитной цепи, на которых направление магнитного потока не совпадает с направлением прокатки электротехнической стали.

55 Схемы и группы соединений В однофазных трансформаторах начала обмоток обозначаются А, а, а концы X, х. Большие буквы относятся к обмоткам высшего напряжения, а малые к обмоткам низшего напряжения. В трехфазных трансформаторах начала обмоток высшего напряжения обозначаются А, В, С, а концы X, У,Z. Начала обмоток низшего напряжения а, в, с, а концы х, у,z. Нулевые точки О и о. Если есть третья обмотка среднего напряжения, используются обозначения А m, B m, С m и Х т, У m,Z т.

Группы соединений однофазных трансформаторов Дня однофазных трансформаторов возможны две группы соединений: нулевая и шестая. Для нулевой (или двенадцатой) сдвиг между напряжениями равен 0° - минутная и часовая стрелки совпадают. Для шестой группы сдвиг между напряжениями 180°, стрелки показывают 6 ч. Эти группы обозначаются соответственно I/I-0 и I/I-6. Стандартизована и применяется группа 0.

Схемы и группы соединений Принято сдвиг фаз между линейными напряжениями обмоток характеризовать положением стрелок на циферблате часов. Электродвижущую силу обмотки высшего напряжения совмещают с минутной стрелкой и устанавливают на цифре 12. Часовая (малая) стрелка совмещается с напряжением обмотки низшего напряжения.

Схемы и группы соединений В трехфазных и многофазных трансформаторах наибольшее применение имеют схемы соединения в звезду и треугольник. Схема соединения в зигзаг применяется редко, а другие комбинации соединений обмоток практически не применяются. Схема соединения в звезду обозначается буквой Y, соединения в треугольник, в зигзаг Z.

Группы соединений трехфазных систем В трехфазной системе схемы соединений Y и образуют 12 групп соединений со сдвигом фаз линейных напряжений на 30°, что соответствует 12 цифрам циферблата часов. Стандартизованы две группы соединений Y/Y-О и Y/-11 со сдвигом фаз 0° и 330°. В эксплуатации вполне достаточно иметь две группы соединений и не выпускать 10 остальных групп.
Определение группы соединений Соединяют одноименные выводы обмоток высшего и низшего напряжений, например А и а. Присоединяют трансформатор к сети с симметричным напряжением и измеряют напряжения между выводами трансформатора. По измеренным напряжениям строят векторную диаграмму, которая должна совпасть с одной из диаграмм таблицы 1. После этого определяют группу соединения трансформатора.

Cлайд 1

Cлайд 2

Что такое трансформатор и коэффициент трансформации? Трансформатор -статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока. Коэффициент трансформации – величина, равная отношению напряжений в первичной и вторичной обмотках трансформатора: k=U1/U2=N1/N2.

Cлайд 3

Первый трансформатор. Первый трансформатор был изобретен в 1878 году русским ученым П.Н.Яблочковым и усовершенствован в 1882 году другим русским ученым И.Ф.Усагиным.

Cлайд 4

Яблочков Павел Николаевич Российский электротехник, изобретатель и предприниматель. Изобрел (патент 1876) дуговую лампу без регулятора -электрическую свечу («свеча Яблочкова»), чем положил начало первой практически применимой системе электрического освещения. Работал над созданием электрических машин и химических источников тока. Годы жизни (1847-1894)

Cлайд 5

Устройство трансформатора. Трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника, собранного из пластин, на который надеты две катушки с проволочными обмотками. Одна из обмоток, называется первичной, подключается к источнику переменного напряжения. Вторая обмотка, к которой присоединяют «нагрузку», т.е. приборы и устройства, потребляющие электроэнергию, называется вторичной. На схемах трансформатор обозначается следующим образом: 1- первичная обмотка (обычно слева), 2,3 – вторичные обмотки.

Cлайд 6

Трансформатор может быть повышающим и понижающим. Повышающий трансформатор –трансформатор, увеличивающий напряжение (U2>U1). У повышающего трансформатора число витков N2 во вторичной обмотке должно быть больше числа витков N1 в первичной обмотке, т.е.k

Cлайд 7

Cлайд 8

Применение трансформаторов. Наиболее часто трансформаторы применяются в электросетях и в источниках питания различных приборов. Поскольку потери на нагревание провода пропорциональны квадрату тока, проходящего через провод, при передаче электроэнергии на большое расстояние выгодно использовать очень большие напряжения и небольшие токи. Из соображений безопасности и для уменьшения массы изоляции в быту желательно использовать не столь большие напряжения.