.
Электротехника и электроника Классификация электрических цепей Законы Ома и Кирхгофа Энергетический баланс Активная, реактивная и полная мощности Электрические фильтры Трехфазный ток асинхронный двигатель Усилители постоянного тока

Физика решение задач

Схема расчета трансформатора

На рис. 7.6 схематически изображена конструкция броневого трансформатора. Серым цветом показано место, занимаемое первичной обмоткой. Соотношение между размерами а,  и с задается стандартизованными размерами.

Сечение стального центрального стержня принимается в первом приближении квадратным. Его сечение . Коэффициент обусловлен наличием изоляции между стальными пластинами. Для ферритовых сердечников . Сечение провода вычисляется по формуле


, (7.16)

 Рис. 7.6

где — коэффициент заполнения окна (ас площадь окна), связанный с каркасом катушки, изоляцией проводов и пустотами.

В этих терминах можно записать выражения для определения:

1) напряжения первичной обмотки:

 , (7.17)

здесь допустимая магнитная индукция;

2) номинального тока:

 , (7.18) 


здесь  допустимая плотность тока;

3) полной мощности трансформатора:

 .

Пользуясь приведенными соотношениями, расчет трансформатора выполняют в следующем порядке.

1. Поскольку  и Спр линейно зависят от размера , можно получить (обычно как справочные данные) зависимость  и выбрать по заданной мощности размер пластин.

2. Из формулы (7.17), зная размер  и задав , вблизи колена кривой намагничивания выбранного сорта электротехнической стали для известного , находят число витков первичной обмотки.

3. Проверяют по формуле (7.18) заполнение окна. Если заполнение окна неудовлетворительно, его легко изменить, меняя сечение стали за счет увеличения или уменьшения толщины пакета.

Данные о Вт,  и типовых размерах пластин содержатся в справочниках.

Из расчетных отношений видно, что мощность трансформатора пропорциональна частоте трансформируемого напряжения. Этим объясняется стремление к повышению частоты в автономных устройствах электропитания.

Контрольные вопросы

Каково устройство трансформатора, в чем состоит его назначение?

Как получить формулу ЭДС?

Что такое коэффициент трансформации?

Какова область применения трансформаторов в энергоснабжении?

 5. Каковы соотношения между напряжениями и током при холостом ходе

 трансформатора?

 6. Что выражает активная потребляемая мощность при холостом ходе

 трансформатора?

 7. Каков баланс намагничивающих сил при работе трансформатора под

 нагрузкой?

  8. Как построить эквивалентную схему и векторную диаграмму работы

 трансформатора под нагрузкой?

 9. В чем смысл приведения параметров вторичной обмотки к

 параметрам первичной?

 Что такое напряжение короткого замыкания?

  Что выражает потребляемая мощность при коротком замыкании?

 Как зависит КПД трансформатора от нагрузки?

 Каков порядок расчета силового трансформатора?

  Каковы особенности конструкции трехфазного трансформатора?

15. В чем преимущества и недостатки автотрансформаторов?

Смешанное соединение содержит участки как параллельно соединенных элементов, так и последовательно – рис. 3

Используя свойства параллельно – последовательных соединений элементов при анализе электрических цепей можно переходить от исходных схем к эквивалентным.

Такой переход упрощает анализ электрических цепей. Так, при рассмотрении схемы рис.4а сложно сказать, как включены элементы – последовательно, параллельно или это смешанное соединение. Однако, изменив расположение элементов  и получив эквивалентную схему рис.4б, можно сразу сказать, что элементы цепи соединены параллельно.

 Не всегда переходя к эквивалентной схеме можно непосредственно свести соединения проводников к последовательно- параллельному. Примером является мостовое соединение элементов (рис.5)

Для преобразования подобных схем используются свойства соединения элементов звездой (рис.6а) и треугольником (рис.6б).

Согласно правилу, для каждого соединения треугольником, существует эквивалентное соединение звездой. Справедливо и обратное утверждение – для каждого соединения звездой существует эквивалентное соединение треугольником.

Используя данное правило, мостовое соединение можно преобразовать в последовательно-параллельное соединение резисторов (рис.7).

Сопротивление луча эквивалентной звезды сопротивлений равно произведению сопротивлений прилегающих сторон треугольника, деленному на сумму сопротивлений всех сторон треугольника.

   

Обратите внимание, что схема на рис 7 эквивалентна схеме рис. 5., однако на схеме рис.7 видно более наглядно соединение резисторов треугольником.


На главную