Bir transformatörün sekonder sargısındaki endüksiyon emf'i neden? Transformatörün manyetik devresinin yürütülmesinin özellikleri

Transformatör nasıl düzenlenir?

(M.Ö) Genişlik x. W2 yüke bağlanır.

sen 1 ben 1 F. Bu akış bir emf'ye neden olur e 1 Ve e2 trafo sargılarında:

EMF e 1 sen 1, EMF e2 gerilim yaratır U 2

· Düşürücü transformatör - gerilimi azaltan bir transformatör (K> 1).

Dönüşüm oranı nedir?

Dönüşüm oranı - birincil ve ikincil sargıların uçlarındaki çalışma voltajlarının, ikincil sargıların açık devresiyle (transformatörün rölantide çalışması) oranı. K \u003d W 1 / W 2 \u003d e 1 / e 2.

Uygulama için yeterli doğrulukla boş modda çalışan bir transformatör için bunu varsayabiliriz.

Transformatörün nominal parametrelerini ne biliyorsunuz ve neyi belirliyorlar?

Nominal güç, trafo sargılarının her birinin nominal gücüdür. Anma akımı, sargı gerilimi. Dış karakteristik, trafo terminallerindeki voltajın bu terminallere bağlı yük üzerinden akan akıma bağımlılığıdır, yani. bağımlılık U2=f(I2) ve U1=sabit. Yük, yük faktörü tarafından belirlenir Kn=I2/I2nom ≈ I1/I1nom, verimlilik - η = P2/P1

nasıl belirlenir anma akımları Transformatörün anma gücü biliniyorsa, transformatörün sargıları?

İki sargılı bir transformatörün nominal gücü, transformatör sargılarının her birinin nominal gücüdür.

Nominal güç denklemi: S H =U1 * I1 ≈ U2 * I2

I1 = SH / U1 ; I2 = SH /U2

Transformatörün dış özelliği nedir ve nasıl elde edilir?

Dış karakteristik, trafo terminallerindeki voltajın bu terminallere bağlı yük üzerinden akan akıma bağımlılığıdır, yani. bağımlılık U 2 = f(I 2) ve U 1 = sabit. Yük (akım I 2) değiştiğinde, transformatörün sekonder voltajı değişir. Bunun nedeni, direnç boyunca voltaj düşüşündeki değişikliktir. ikincil sargı ben 2" z 2 ve birincil sargının direnci boyunca voltaj düşüşündeki bir değişiklik nedeniyle EMF E 2 "=E 1'deki bir değişiklik.

EMF ve voltaj denge denklemleri şu şekli alır:

Ù 1 = –È 1 + Ì 1" z 1, Ù 2 "=È 2 – Ì 2" z 2 " (1)

Transformatörlerdeki yük değeri, yük faktörü ile belirlenir:

K n \u003d ben 2 / ben 2 nom ≈ ben 1 / ben 1 nom;

Yükün doğası, ikincil voltaj ve akımın faz kaymasının açısıdır. Uygulamada, formül sıklıkla kullanılır.

U 2 \u003d U 20 (1 - Δu / 100),

Δu \u003d K n (u ka cosφ 2 + u kr sinφ 2)

u ka \u003d %100 I 1nom (R 1 - R 2 ") / U 1nom

u ka \u003d %100 I 1nom (X 1 - X 2 ") / U 1nom

Belirli bir yük için bir transformatörün sekonder voltajındaki yüzde değişim nasıl bulunur?

Değişken bir yükte sekonder gerilim ∆U %2'deki yüzde değişim şu şekilde belirlenir: , sırasıyla yüksüz ve belirli bir yükte sekonder gerilimler buradadır.

Bir transformatörün eşdeğer devreleri hakkında ne biliyorsunuz ve parametreleri nasıl belirleniyor?

T şeklindeki trafo eşdeğer devresi:

Transformatör nasıl düzenlenir?

Bir transformatör, elektrik enerjisini manyetik bir akı yoluyla dönüştürmek için tasarlanmış statik bir elektromanyetik cihazdır. alternatif akım sabit bir frekansta bir voltajın başka bir voltajın AC elektrik enerjisine dönüşmesi.

Transformatörün elektromanyetik devresi (a) ve transformatörün geleneksel grafik sembolleri (M.Ö)Şekil 1'de gösterilmiştir. Elektrikli çelik levhalardan yapılmış kapalı bir manyetik devre üzerine iki sargı yerleştirilmiştir. Dönüş sayısı ile birincil sargı Genişlik x U gerilimli bir elektrik enerjisi kaynağına bağlı . Dönüş sayısı ile sekonder sargı W2 yüke bağlanır.

Transformatör sargılarının EMF'sini ne belirler ve amaçları nedir?

Bastırılmış bir kişinin etkisi altında alternatif akım voltajı sen 1 akım birincil sargıda akar ben 1 ve değişen bir manyetik akı var F. Bu akış bir emf'ye neden olur e 1 Ve e2 trafo sargılarında:

EMF e 1 kaynak voltajının büyük kısmını dengeler sen 1, EMF e2 gerilim yaratır U 2 transformatörün çıkış terminallerinde.

3. Transformatöre hangi durumlarda yükseltme denir ve hangi durumda - düşürme?

· Düşürücü transformatör - gerilimi azaltan bir transformatör (K> 1).

yükseltici transformatör - voltajı artıran bir transformatör (K<1).

LR 5. Tek fazlı bir transformatörün çalışma modlarının incelenmesi

Tek fazlı bir transformatörün ana yapısal elemanlarını adlandırın.

Tek fazlı bir transformatör, bir manyetik devre (çekirdek) ve üzerine yerleştirilmiş iki sargıdan oluşur. Şebekeye bağlı olan sargıya primer, güç alıcısının bağlı olduğu sargıya da sekonder denir. Manyetik devre ferromanyetik bir malzemeden yapılmıştır ve manyetik alanı yükseltmeye hizmet eder ve manyetik akı boyunca kapanır.

Transformatörün manyetik devresinin yürütülmesinin özellikleri.

Transformatörün manyetik devresi, alternatif bir akım manyetik alanındadır ve bu nedenle, çalışma sırasında sürekli olarak yeniden mıknatıslanır ve manyetik devreyi ısıtmaya giden enerjiyi tüketen girdap akımları indüklenir. Mıknatıslanmanın tersine çevrilmesi için enerji kayıplarını azaltmak için, manyetik devre, düşük artık indüksiyona sahip ve kolaylıkla yeniden mıknatıslanabilen manyetik olarak yumuşak bir ferromanyetikten yapılmıştır ve girdap akımlarını ve sonuç olarak manyetik devrenin ısınma derecesini azaltmak için, manyetik devre, birbirine göre izole edilmiş ayrı elektrik çeliği plakalarından alınır.

3. Transformatör sargılarının EMF'si nasıl belirlenir, neye bağlıdır?

Transformatör sargılarının EMF'si aşağıdaki formüllerle belirlenir: E 1 \u003d 4.44 * Fm * f * N 1 Ve E 2 \u003d 4.44 * Fm * f * N 2

Nerede FM- manyetik akının maksimum değeri,

F- AC frekansı,

N 1 Ve N 2- sırasıyla, birincil ve ikincil sargıların dönüş sayısı.

Bu nedenle, transformatör sargılarının EMF'si manyetik akıya, alternatif akımın frekansına ve sargıların sarım sayısına, EMF arasındaki oran ise sargıların sarım sayısının oranına bağlıdır.

4. Bir transformatördeki enerji kayıplarının türlerini adlandırın, neye bağlıdırlar?

Transformatörün çalışması sırasında, içinde iki tür enerji kaybı meydana gelir:

1. Manyetik kayıplar, manyetik devrede meydana gelen enerji kayıplarıdır. Bu kayıplar şebeke gerilimi ile orantılıdır. Bu durumda enerji, manyetik devrenin yeniden mıknatıslanmasına ve girdap akımlarının yaratılmasına harcanır ve manyetik devrede salınan termal enerjiye dönüştürülür.

2. Elektriksel kayıplar, trafo sargılarında meydana gelen enerji kayıplarıdır. Bu kayıplar, sargılarda akan akımlardan kaynaklanır ve belirlenir: Re \u003d I 2 1 R 1 + I 2 2 R 2.

O. elektriksel kayıplar, trafo sargılarında akan akımların kareleriyle orantılıdır. Bu durumda sargıların ısıtılması için enerji harcanır.

5. Transformatördeki manyetik kayıplar nasıl belirlenir, neye bağlıdır?

Transformatördeki manyetik kayıpları belirlemek için, ikincil sargıdaki akımın sıfır olduğu ve birincil sargıdaki akımın% 10'unu geçmediği bir deney XX gerçekleştirilir. ben adayım. Çünkü bu deneyi gerçekleştirirken, elektrik alıcısı kapatılır, ardından transformatörün birincil sargısının devresine dahil olan wattmetre ile ölçülen tüm güç, elektriksel ve manyetik kayıpların gücüdür. Manyetik kayıplar, birincil sargıya uygulanan voltajla orantılıdır. Çünkü deney XX sırasında, birincil sargı beslenir U nom , o zaman manyetik kayıplar nominal moddaki ile aynı olacaktır. Elektriksel kayıplar sargılardaki akımlara bağlıdır ve çünkü ikincil sargıdaki akım sıfırdır ve birincil sargıdaki akım, anma akımının %10'unu geçmez ve elektrik kayıpları ihmal edilebilir düzeydedir. Bu nedenle, küçük elektrik kayıplarını ihmal ederek, XX deneyi sırasında ölçülen tüm gücün manyetik kayıpların gücü olduğuna inanıyoruz.

6. Transformatördeki elektrik kayıpları nasıl belirlenir, neye bağlıdır?

Transformatördeki elektrik kayıplarını belirlemek için kısa devre testi yapılır. Bunun için sekonder sargı üzerindeki gerilimi sıfıra indirmek, sekonder kelepçeleri birbirine kapatmak ve sargılarda anma akımları oluşana kadar gerilimi artırmak gerekir. Sargılarda anma akımlarının ayarlandığı gerilime kısa devre gerilimi denir. Kural olarak, kısa devre voltajı önemsizdir ve nominal voltajın %10'unu geçmez.

Kısa devre deneyimi sırasında trafodaki elektrik kayıpları belirlenecek :tekrar= I 2 1nom R 1 + I 2 2nom R 2.

Çünkü trafo sargılarında kısa devre testi yapılırken, anma akımları ayarlanır, ardından içlerindeki elektrik kayıpları, anma modundaki ile aynı olacaktır. Manyetik kayıplar, birincil sargıdaki voltajla orantılıdır ve çünkü Kısa devre deneyinde, birincil sargıya önemsiz bir voltaj uygulanır, ardından manyetik kayıplar önemsizdir. Böylece, küçük manyetik kayıpları ihmal ederek, kısa devre testinde ölçülen gücün tamamının elektrik kayıplarının gücü olduğunu varsayabiliriz.

Transformatörün çalışma prensibi, elektromanyetik indüksiyon (karşılıklı indüksiyon) olgusuna dayanmaktadır. Karşılıklı indüksiyon, diğer bobinde akım değiştiğinde bir endüktif bobinde bir EMF'nin indüklenmesinden oluşur.

Birincil sargıdaki alternatif akımın etkisi altında, manyetik devrede alternatif bir manyetik akı oluşturulur.

birincil ve ikincil sargılara nüfuz eden ve içlerinde bir emk oluşturan

EMF'nin genlik değerleri nerede.

Sargılardaki EMF'nin efektif değeri

; .

Sargıların EMF'sinin oranına dönüşüm oranı denir.

Eğer , o zaman ikincil EMF birincil olandan daha azdır ve transformatöre bir yükseltici transformatör ile bir düşürücü transformatör denir.

Soru 8. İdeal bir trafonun rölantide çalışmasının vektör diyagramı.

İdeal bir transformatör düşündüğümüz için, yani. dağılma ve güç kaybı olmaksızın mevcut x.x. tamamen mıknatıslayıcıdır - , yani çeliğin direncinden ve çekirdeğin birleşim yerlerindeki dirençten oluşan çekirdeğin manyetik direnci olan bir akı oluşturan bir mıknatıslama kuvveti yaratır. Akım eğrisinin hem genliği hem de şekli, manyetik sistemin doygunluk derecesine bağlıdır. Akış sinüzoidal olarak değişirse, doymamış çelikte yüksüz akım eğrisi de hemen hemen sinüzoidaldir. Ancak çelik doyuma ulaştığında, akım eğrisi sinüzoidden giderek daha farklı hale gelir (Şekil 2.7.) Akım eğrisi x.x. harmoniklere ayrıştırılabilir. Eğri x eksenine göre simetrik olduğundan, seri yalnızca tek sıralı harmonikleri içerir. İlk harmonik akım Ben ( 01) ana akışla aynı fazdadır. Daha yüksek harmonikler arasında, akımın üçüncü harmoniği en belirgin olanıdır. Ben ( 03) .

Şekil 2.7 X.X akım eğrisi

Yüksüz akımın etkin değeri:

. (2.22)

Burada BEN 1 M , BEN 3 M , BEN 5 M- yüksüz akımın birinci, üçüncü ve beşinci harmoniklerinin genlikleri.

Yüksüz akım gerilimin 90  gerisinde kaldığı için ideal bir trafonun şebekeden tükettiği aktif güç de sıfırdır, yani. İdeal bir transformatör şebekeden tamamen reaktif güç ve mıknatıslama akımı çeker.

İdeal bir transformatörün vektör diyagramı, Şek. 2.8.

Pirinç. 2.8. İdeal bir transformatörün vektör diyagramı

Soru 9 Gerçek bir transformatörün boşta çalışmasının vektör diyagramı.

Gerçek bir transformatörde çelik ve bakırda kayıplar ve kayıplar vardır. Bu kayıplar güç tarafından karşılanır. R 0 ağdan trafoya giriyor.

Nerede BEN 0a - yüksüz akımın aktif bileşeninin etkin değeri.

Bu nedenle, gerçek bir transformatörün yüksüz akımının iki çıkışı vardır: mıknatıslanma - ana akışın oluşturulması F ve onunla aynı fazda çakışan ve aktif:

Gerçek bir transformatörün vektör diyagramı, Şek. 2.9.

Bu nedenle, genellikle, bu bileşenin yüksüz akımın değeri üzerinde çok az etkisi vardır, ancak akım eğrisinin şeklini ve fazını daha fazla etkiler. Yüksüz akım eğrisi açıkça sinüzoidal değildir ve manyetik gecikme açısı adı verilen bir açı ile akı eğrisine göre zaman içinde kaydırılır.

Gerçek yüksüz akım eğrisini eşdeğer bir sinüzoidle değiştirerek, gerilim denklemi, tüm miktarların sinüzoidal olarak değiştiği karmaşık biçimde yazılabilir:

Saçılmanın EMF'si göz önüne alındığında,

Pirinç. 2.9. Gerçek bir transformatörün vektör diyagramı

Pirinç. 2.11. Trafo voltajı vektör diyagramı, yüksüz mod

E1=4,44fw1Фm.....U1= -E1+r1*I1+X1*I1...

U1, birincil sargı üzerindeki voltaj kompleksidir;

E1 - birincil sargının EMF kompleksi;

I1, birincil sargının mevcut kompleksidir;

r1, birincil sargının direnç direncidir;

X1, birincil sargının kaçak endüktif reaktansıdır.

Transformatörün primer sargısında indüklenen EMF, transformatörün primer sargısı için gerilim denklemleri.

E1=4,44fw2Фm.....U1= E2+r2*I2+X2*I2...

U2 - ikincil sargıdaki voltaj kompleksi;

E2 - ikincil sargının EMF kompleksi;

I2 - ikincil sargının mevcut kompleksi;

r2, ikincil sargının direnç direncidir;

X2 - ikincil sargının kaçak endüktif reaktansı.

6. Rölanti deneyimi, deney sırasında belirlenen parametreler. Rölanti deneyimi (Şekil 11.4, a), dönüşüm oranını belirlemek için kullanılır. Bu durumda alçak gerilim sargısı, transformatöre verilen gerilimin geniş bir aralıkta değiştirilmesini sağlayan bir cihaza (potansiyel - regülatör) bağlanır ve yüksek gerilim sargısı açılır. Transformasyon oranını belirlemek için alçak gerilim sargısına düşük güçlü transformatörler için 0,1 UH, yüksek güçlü transformatörler için (0,33 ... 0,5) UH gerilim beslemesi yeterlidir. Birincil sargıdaki voltaj düşüşü çok küçüktür. Kabul edilebilir bir doğrulukla, ikincil sargıdaki akım pratikte sıfır olduğundan, E1 \u003d U1 ve E2 \u003d U2 olduğunu varsayabiliriz. Transformatörün boşta çalıştırılması deneyiminden, sekonder sargı açıkken, yani I2 = 0'da rölanti akımı Ix, güç tüketimi Px ve güç faktörü cosφ'nin U1 giriş voltajı değerine bağımlılıkları da belirlenir. güç trafolarının yüksüz akımı, nominal değerin 10'undan (düşük güçlü trafolar için) %2'ye (güçlü trafolar için) kadardır. Rölanti karakteristiklerini alırken, giriş voltajı 6 ... 7 okuma elde edecek şekilde 0,6 ila 1,2 UH aralığında değiştirilir. Şekil 11.4.6, rölanti özelliklerinin yaklaşık bir görünümünü göstermektedir. Yüksüz güç, ikincil sargıdan enerji tüketilmediğinden, transformatörün kendisinde tüketilen elektrik enerjisini karakterize eder. Transformatördeki enerji, içinden geçen akımla sargıları ısıtmak ve çekirdek çeliği (girdap akımları ve histerezis) ısıtmak için harcanır. Rölanti sırasında sargıların ısınma kayıpları (sargılardaki kayıplar) ihmal edilebilir düzeydedir. Pratikte, tüm rölanti kayıplarının çekirdeğin çeliğinde yoğunlaştığını ve onu ısıtmaya gittiğini varsayabiliriz.

7. Transformatörün kısa devre deneyimi, deney sırasında ODA parametreleri. Kısa devre testi, Şekil 11.5'te gösterilen şemaya göre yapılır, a. Anma akımının kısa devre edilmiş yüksek gerilim sargısında aktığı alçak gerilim sargısına bir gerilim uygulanır. Bu gerilime kısa devre gerilimi ek% denir, değeri trafo pasaportunda nominalin yüzdesi olarak verilir. Bu deneyde alçak gerilim sargısına sağlanan düşük gerilim nedeniyle çekirdekteki manyetik akı çok küçük olduğundan ve çekirdek ısınmadığından, kısa devre testi sırasında transformatörün tükettiği gücün tamamının tükendiğine inanılmaktadır. sargı iletkenlerindeki elektrik kayıplarına harcanır. Kısa devre özellikleri (Şekil 11.5,6), ikincil sargı kapalıyken uygulanan gerilime tüketilen Ik akımı, Pk gücü ve cosφ güç faktörünün bağımlılıklarıdır.

10. 3 fazlı transformatörlerin sargılarını bağlamak için şemalar. Kullanım oranı.Üç fazlı transformatörlerin sargıları yıldız (Y) veya delta (D) olarak bağlanır. Genellikle, birincil sargılar bir yıldıza bağlanır ve ikincil sargılar bir üçgene bağlanır veya her iki sargı da bir yıldıza bağlanır.Üç fazlı bir transformatörün iki üç fazlı sargısı vardır - yüksek (HV) ve düşük (LV) ) her biri üç fazlı sargı veya faz içeren voltaj. Böylece, üç fazlı bir transformatörün altı bağımsız faz sargısı ve karşılık gelen kelepçelerle 12 çıkışı vardır ve daha yüksek gerilim sargısının fazlarının ilk çıkışları A, B, C harfleriyle gösterilir, son çıkışlar X, Y, Z ve düşük voltaj sargısının fazlarının benzer çıkışları için, bu tür tanımlamalar: a, b, c, x, y, z ...... Çoğu durumda, üç fazlı transformatörlerin sargıları ya bağlanır bir yıldız -Y veya bir üçgende - Δ ... Faz faktörüüç fazlı bir transformatörün dönüşümleri, rölantideki faz gerilimlerinin oranı olarak bulunur: nf = Ufinh / Ufnh.... doğrusal dönüşüm oranı, aşağıdaki formüle göre, faz dönüşüm oranına ve transformatörün yüksek ve düşük gerilimlerinin faz sargılarının bağlantı tipine bağlı olarak: nl \u003d Ulvnh / Ulnh.

11. 3 fazlı transformatörlerin sargılarını bağlamak için gruplar. hangi amaçla olduğu belirlenir. Transformatör sargılarının bağlantı grubu, birincil ve ikincil sargıların gerilimlerinin karşılıklı yönelimini karakterize eder.

12. Paralel çalışma için transformatörleri açma koşulları. sargılardan hiçbirinin bu sargı için izin verilen akımı aşan bir akımla yüklenmemesi şartıyla ..... Transformatörlerin paralel çalışmasına aşağıdaki koşullar altında izin verilir: sargı bağlantı grupları aynıdır, transformatörlerin güç oranı aynı değildir 1:3'ten fazla, dönüşüm oranları ±%0,5'ten fazla farklılık göstermez, kısa devre gerilimleri ±%10'dan fazla farklılık göstermez, transformatörler fazlıdır.

14. Ototransformatör. Bir ototransformatör ile geleneksel bir transformatör arasındaki temel fark, iki sargısının aralarında mutlaka bir elektrik bağlantısı olması, bir çubuğa sarılmaları, sargılar arasında gücün birleşik bir şekilde - elektromanyetik indüksiyon ve elektrik bağlantısı ile aktarılmasıdır. Bu, makinenin boyutunu ve maliyetini azaltır.

15. Asenkron motorun çalışma prensibi Asenkron bir makinenin statorunun cihazı. Stator sargısına, etkisi altında bu sargılardan bir akımın aktığı ve dönen bir manyetik alan oluşturduğu alternatif bir voltaj uygulanır. Manyetik alan rotor sargısına etki eder ve elektromanyetik indüksiyon yasasına göre içlerinde bir EMF'yi indükler. Rotor sargısında, indüklenen EMF'nin etkisi altında bir akım ortaya çıkar. Rotor sargısındaki akım, statorun dönen manyetik alanı ile etkileşime giren kendi manyetik alanını oluşturur. Sonuç olarak, rotor manyetik devresinin her bir dişi üzerine bir kuvvet etki eder ve bu kuvvet, çevre etrafında toplanarak rotorun dönmesine neden olan dönen bir elektromanyetik moment oluşturur ............ Sabit kısım makinenin gövdesine stator denir.stator göbeği elektrikli çelik sacdan alınır ve çerçeveye bastırılır.stator göbeğinin yapıldığı sacların iç yüzeyinde üç fazlı sargının (3 ) serilir. Stator sargısı, çoğunlukla yuvarlak veya dikdörtgen kesitli yalıtılmış bakır telden, daha az sıklıkla alüminyumdan yapılır.

16. Kısa devreli asenkron bir makinenin cihazı. rotor, ana montaj birimlerinin tasarımı. uçları iki halka ile kısa devre edilmiş bakır veya alüminyum çubuklardan oluşur. Bu sargının çubukları, rotor çekirdeğinin oluklarına sokulur. Rotor ve stator çekirdekleri dişli yapıya sahiptir. Küçük ve orta güçlü makinelerde, sargı genellikle rotor çekirdeğinin oluklarına erimiş alüminyum alaşımı dökülerek yapılır.

17 .Faz rotorlu asenkron bir makinenin cihazı, ana montaj birimlerinin tasarımı. Faz rotoru, genellikle "yıldız" şemasına göre bağlanan ve makine miliyle birlikte dönen kayma halkalarına getirilen üç fazlı (genel durumda çok fazlı) bir sargıya sahiptir. Bu halkalar boyunca kayan grafit veya metal-grafit fırçaların yardımıyla rotor sargı devresine: balast reostası dahil, her faz için aynı olan ek bir aktif direnç görevi görür. Yolverme akımını düşürerek, yolverme torku maksimum değere yükseltilir (ilk anda). Bu tür motorlar, ağır yük altında başlatılan veya düzgün hız kontrolü gerektiren mekanizmaları sürmek için kullanılır. rotorun her fazında endüktans (boğma) içerir. Bobinlerin direnci akan akımın frekansına bağlıdır ve bildiğiniz gibi rotorda ilk çalıştırma anında kayma akımlarının frekansı en yüksektir. Rotor döndükçe, indüklenen akımların frekansı azalır ve bununla birlikte indüktör direnci azalır. Faz rotor devresindeki endüktif direnç, motoru çalıştırma prosedürünü otomatikleştirmenize ve gerekirse aşırı yük nedeniyle hızı düşen motoru "yakalamanıza" olanak tanır. Endüktans, rotor akımlarını sabit bir seviyede tutar. DC güç kaynağı dahil, böylece senkron bir makine elde edilir. invertör gücünü aç, motorun hız ve tork özelliklerini kontrol etmenizi sağlar. Bu, özel bir çalışma modudur (çift beslemeli makine). İnvertör olmadan, statorun çalıştırıldığı fazın tersi bir faz ile şebeke gerilimini açmak mümkündür.

18. Bir asenkron makine ile bir transformatör arasındaki analoji. xx modunda stator sargılarında indüklenen EMF. Asenkron bir motorda, transformatörün sekonder sargısının rolünü rotor sargısı oynar ve stator birincil sargıdır ..... Ancak burada, aşağıdaki önemli farka dikkat etmek gerekir. asenkron motor ve trafo ..... Bildiğiniz gibi, trafonun her iki sargısı vardır - birincil ve ikincil sabittir, asenkron motorda ise yalnızca birincil (stator) sargımız sabittir, ikincil (döner) sargı ise bir asenkron motor hareketlidir; bu nedenle bir endüksiyon motorunun sekonder devresinde (rotor) akan akımların frekansı, bildiğiniz gibi transformatörlerde görülmeyen bir değişkendir.

20. Endüksiyon motorunun kayıpları ve verimliliği.P anneler ikiye ayrılır mekanik, manyetik ve elektrik. Bir asenkron motordaki mekanik kayıplar, yataklardaki sürtünme ve dönen parçaların havaya karşı sürtünmesinden kaynaklanır. Ek kayıplar, motordaki başıboş alanların varlığından ve rotor ve statorun dişlerindeki alan titreşiminden kaynaklanır. Asenkron motorun verimi η = Р2/Р1 = 1 - ∑р/ Р1.

21. 3 fazlı asenkron motorun çalışma prensibi.Şebekeye bağlandığında, statorda kısa devreli rotor sargısına nüfuz eden ve içinde bir endüksiyon akımı indükleyen dairesel bir dönen manyetik alan ortaya çıkar. Buradan, Ampère yasasını izleyerek (emf, manyetik alana yerleştirilmiş akım taşıyan bir iletkene etki eder), rotor dönmeye başlar. Rotor hızı, besleme voltajının frekansına ve manyetik kutup çiftlerinin sayısına bağlıdır. Stator manyetik alanının dönme frekansı ile rotorun dönme frekansı arasındaki fark, kayma ile karakterize edilir. Motora asenkron denir, çünkü statorun manyetik alanının dönme frekansı rotorun dönme frekansı ile çakışmaz. Senkron motorun rotor tasarımında bir farkı vardır. Rotor ya kalıcı bir mıknatıs ya da bir elektromıknatıstır ya da bir sincap kafesinin bir parçasına (başlangıç ​​için) ve kalıcı ya da elektromıknatıslara sahiptir. Bir senkron motorda, stator manyetik alanının dönme hızı ile rotorun dönme hızı aynıdır. Başlamak için yardımcı asenkron elektrik motorları veya sincap kafesli sargılı bir rotor kullanın.

Benzer bilgiler.

Elektronik bileşenlerle tanışmaya devam ediyoruz ve bu yazıda ele alacağız transformatörün cihazı ve çalışma prensibi.

Transformatörler, radyo ve elektrik mühendisliğinde yaygın olarak kullanılmaktadır ve elektrik şebekelerinde elektrik enerjisinin iletilmesi ve dağıtılması, radyo ekipmanı devrelerine güç sağlamak için, dönüştürücü cihazlarda, kaynak transformatörleri vb.

trafo bir büyüklükteki alternatif voltajı başka bir büyüklükteki alternatif bir voltaja dönüştürmek için tasarlanmıştır.

Çoğu durumda, transformatör, üzerinde elektriksel olarak birbirine bağlı olmayan iki (sargı) bulunan kapalı bir manyetik devreden (çekirdek) oluşur. Manyetik devre ferromanyetik bir malzemeden yapılmıştır ve sargılar izoleli bakır tel ile sarılarak manyetik devre üzerine yerleştirilmiştir.

Bir sargı, alternatif bir akım kaynağına bağlanır ve çağrılır. öncelik(I), yüke güç sağlamak için diğer sargıdan voltaj çıkarılır ve sargıya denir. ikincil(II). İki sargılı basit bir transformatörün şematik bir düzenlemesi aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

1. Transformatörün çalışma prensibi.

Transformatörün çalışma prensibi aşağıdakilere dayanmaktadır: elektromanyetik indüksiyon olgusu.

Birincil sargıya alternatif bir voltaj uygulanırsa U1, daha sonra sargının dönüşlerinden alternatif bir akım akacaktır. ben, sargı çevresinde ve manyetik devrede yaratacak olan alternatif manyetik alan. Manyetik alan manyetik bir akı oluşturur Fo, manyetik devreden geçerek, birincil ve ikincil sargıların dönüşlerini geçen ve bunlarda değişken EMF'yi indükleyen (indükleyen) - e1 Ve e2. Ve ikincil sargının terminallerine bir voltmetre bağlarsanız, bir çıkış voltajının varlığını gösterecektir. U2 yaklaşık olarak indüklenen emf'ye eşit olacak e2.

Bir akkor lamba gibi bir yükün ikincil sargısına bağlandığında, birincil sargıda bir akım belirir. ben1 manyetik devrede alternatif bir manyetik akı oluşturan F1 akımla aynı frekansta değişen ben1. Alternatif bir manyetik akının etkisi altında, ikincil sargı devresinde bir akım ortaya çıkar. ben2 bu da Lenz yasasına göre karşıt yönde bir manyetik akı yaratır. F2, onu oluşturan manyetik akıyı manyetiklikten arındırmaya çalışıyor.

Akışın manyetikliği giderme etkisinin bir sonucu olarak F2 manyetik akı manyetik devrede kurulur Fo akış farkına eşit F1 Ve F2 ve akışın bir parçası olmak F1, yani

Ortaya çıkan manyetik akı Fo manyetik enerjinin birincil sargıdan ikincil sargıya transferini sağlar ve ikincil sargıda bir elektromotor kuvveti indükler e2, ikincil devrede hangi akımın aktığının etkisi altında ben2. Manyetik akı varlığından dolayı Fo ve bir akım var ben2, hangisi daha fazla olacak, daha fazla Fo. Ama aynı zamanda, daha güncel ben2, karşı akış ne kadar büyükse F2 ve bu nedenle daha az Fo.

Söylenenlerden, manyetik akının belirli değerleri için F1 ve direnç ikincil sargı Ve yükler uygun EMF değerleri ayarlanmıştır e2, akım ben2 ve akış F2, yukarıdaki formül ile ifade edilen manyetik devredeki manyetik akıların dengesini sağlar.

Böylece akış farkı F1 Ve F2 sıfıra eşit olamaz, çünkü bu durumda ana iş parçacığı olmayacaktır. Fo ve onsuz bir akış olamaz F2 ve güncel ben2. Bu nedenle, manyetik akı F1 birincil akım tarafından oluşturulan ben1, her zaman daha fazla manyetik akı F2 ikincil akım tarafından üretilen ben2.

Manyetik akının büyüklüğü, onu oluşturan akıma ve içinden geçtiği sargının dönüş sayısına bağlıdır.

İkincil sargının voltajı şunlara bağlıdır: sargılardaki dönüş sayısının oranı. Aynı sayıda dönüşle, ikincil sargıdaki voltaj yaklaşık olarak birincil sargıya verilen voltaja eşit olacaktır ve böyle bir transformatör denir. bölme.

İkincil sargı, birincilden daha fazla dönüş içeriyorsa, içinde geliştirilen voltaj, birincil sargıya sağlanan voltajdan daha büyük olacaktır ve böyle bir transformatör denir. yükselen.

İkincil sargı, birincilden daha az dönüş içeriyorsa, voltajı, birincil sargıya sağlanan voltajdan daha az olacaktır ve böyle bir transformatör denir. indirme.

Buradan. Belirli bir giriş voltajında ​​sargıların dönüş sayısını seçerek U1 istenen çıkış voltajını elde edin U2. Bunu yapmak için, sargıların hesaplandığı, tellerin enine kesitinin seçildiği, dönüş sayısının, ayrıca kalınlığının ve tipinin belirlendiği transformatörlerin parametrelerini hesaplamak için özel yöntemler kullanırlar. manyetik devre

Transformatör sadece AC devrelerinde çalışabilir. Birincil sargısı bir doğru akım kaynağına bağlanırsa, manyetik devrede zamanla, büyüklük ve yönde sabit olan bir manyetik akı oluşur. Bu durumda, birincil ve ikincil sargılarda alternatif gerilim indüklenmeyecek ve bu nedenle birincil devreden ikincil devreye elektrik enerjisi aktarılmayacaktır. Bununla birlikte, transformatörün birincil sargısında atımlı bir akım akarsa, ikincil sargıda, frekansı birincil sargıdaki akım dalgalanmasının frekansına eşit olacak bir alternatif voltaj indüklenecektir.

2. Transformatör cihazı.

2.1. Manyetik çekirdek. manyetik malzemeler.

Amaç manyetik çekirdek minimum manyetik dirence sahip manyetik akı için kapalı bir yol oluşturmaktır. Bu nedenle, transformatörler için manyetik devreler, güçlü alternatif manyetik alanlarda yüksek manyetik geçirgenliğe sahip malzemelerden yapılır. Manyetik devreyi yeterince yüksek manyetik indüksiyon değerlerinde aşırı ısıtmamak, yeterince ucuz olması ve karmaşık mekanik ve termal işlem gerektirmemesi için malzemelerin düşük girdap akımı kayıplarına sahip olması gerekir.

manyetik malzemeler manyetik çekirdeklerin imalatında kullanılan, ayrı levhalar halinde veya belirli bir kalınlık ve genişlikte uzun şeritler halinde üretilir ve denir. elektrikli çelikler.
Sac çelikler (GOST 802-58) sıcak ve soğuk haddeleme ile üretilir, tane yönelimli şerit çelikler (GOST 9925-61) sadece soğuk haddeleme ile üretilir.

Ayrıca yüksek manyetik geçirgenliğe sahip demir-nikel alaşımları, örneğin permalloy, permindur, vb. (GOST 10160-62) ve düşük frekanslı manyetik olarak yumuşak ferritler kullanılır.

Çeşitli nispeten ucuz transformatörlerin üretimi için yaygın olarak kullanılmaktadır. elektrikli çelikler, düşük maliyetli ve transformatörün hem manyetik devrenin sürekli mıknatıslanmasıyla hem de onsuz çalışmasına izin veriyor. Sıcak haddelenmiş çeliklerden daha iyi özelliklere sahip olan soğuk haddelenmiş çelikler en büyük uygulamayı bulmuştur.

ile alaşımlar yüksek manyetik geçirgenlik 50 - 100 kHz'lik yükseltilmiş ve yüksek frekanslarda çalışacak şekilde tasarlanmış darbe transformatörlerinin ve transformatörlerin imalatında kullanılır.

Bu tür alaşımların dezavantajı, yüksek maliyetleridir. Yani örneğin permalloy maliyeti silisli çelik maliyetinden 10-20 kat, permendur ise 150 kat daha fazladır. Bununla birlikte, bazı durumlarda kullanımları, transformatörün ağırlığını, hacmini ve hatta toplam maliyetini önemli ölçüde azaltabilir.

Diğer dezavantajları, kalıcı önyargının, alternatif manyetik alanların manyetik geçirgenliği üzerindeki güçlü etkisinin yanı sıra mekanik strese - şok, basınç vb.

İtibaren manyetik olarak yumuşak düşük frekanslı ferritler yüksek başlangıç ​​geçirgenliği ile yapılır preslenmiş manyetik devreler darbe transformatörlerinin ve 50 - 100 kHz arası yüksek frekanslarda çalışan transformatörlerin imalatında kullanılır. Ferritlerin avantajı, düşük maliyetleridir ve dezavantajı, düşük doyma indüksiyonu (0,4 - 0,5 T) ve manyetik geçirgenliğin güçlü sıcaklık ve genlik kararsızlığıdır. Bu nedenle sadece zayıf alanlarda kullanılırlar.

Manyetik malzemelerin seçimi, transformatörün çalışma koşulları ve amacı dikkate alınarak elektromanyetik özelliklere göre yapılır.

2.2. Manyetik devre türleri.

Transformatörlerin manyetik çekirdekleri ikiye ayrılır. lamine(damgalı) ve kaset(bükülmüş), sac malzemelerden yapılmış ve ferritlerden preslenmiş.

lamine manyetik çekirdekler, uygun şekle sahip düz damgalı plakalardan birleştirilir. Üstelik plakalar, bu manyetik çekirdeklerin avantajı olan hemen hemen her türden, hatta çok kırılgan malzemelerden yapılabilir.

Kaset manyetik devreler, dönüşleri birbirine sıkıca bağlı olan spiral şeklinde sarılmış ince bir banttan yapılır. Bant manyetik devrelerin avantajı, transformatörün ağırlığını, boyutunu ve maliyetini azaltan manyetik malzemelerin özelliklerinin tam olarak kullanılmasıdır.

Manyetik devre tipine bağlı olarak, transformatörler ayrılır kamış, zırhlı Ve toroidal. Ayrıca, bu türlerin her biri hem çubuk hem de bant olabilir.

kamış.

manyetik devrelerde çubuk tipi sargı iki çubuk üzerinde bulunur ( kamış sargıların yerleştirildiği manyetik devrenin parçası olarak adlandırılır). Bu, transformatörün tasarımını zorlaştırır, ancak sargının kalınlığını azaltır, bu da kaçak endüktansı, tel tüketimini azaltmaya yardımcı olur ve soğutma yüzeyini artırır.

Çubuk manyetik devreler, harici düşük frekanslı manyetik alanların etkilerine karşı duyarsız oldukları için düşük gürültü seviyesine sahip çıkış transformatörlerinde kullanılır. Bu, harici bir manyetik alanın etkisi altında, her iki bobinde de fazda zıt gerilimlerin indüklenmesiyle açıklanır; bu, sargıların dönüşleri eşitse birbirini iptal eder. Kural olarak, çekirdek transformatörler büyük ve orta güçte yapılır.

zırhlı.

Manyetik devrede zırhlı tip sargı, merkezi çubuk üzerinde bulunur. Bu, transformatörün tasarımını basitleştirir, sargı penceresinin daha eksiksiz kullanımına izin verir ve ayrıca sargı için bir miktar mekanik koruma oluşturur. Bu nedenle, bu tür manyetik devreler en büyük uygulamayı almıştır.

Zırhlı manyetik devrelerin bazı dezavantajları, düşük frekanslı manyetik alanlara karşı artan hassasiyetleridir, bu da onları düşük gürültü seviyeli çıkış transformatörleri olarak kullanılmaya uygun hale getirmez. Çoğu zaman, orta güçlü transformatörler ve mikro transformatörler zırhlı hale getirilir.

toroidal.

toroidal veya yüzük transformatörler, malzemenin manyetik özelliklerinin daha iyi kullanılmasına izin verir, düşük kaçak akılara sahiptir ve çok zayıf bir harici manyetik alan oluşturur, bu özellikle yüksek frekanslı ve darbeli transformatörlerde önemlidir. Ancak sarım üretiminin karmaşıklığından dolayı yaygın olarak kullanılmazlar. Çoğu zaman ferritten yapılırlar.

Girdap akımı kayıplarını azaltmak için lamine manyetik çekirdekler, bir tarafı 0,01 mm kalınlığında bir vernik tabakası veya bir oksit film ile kaplanmış 0,35 - 0,5 mm kalınlığındaki damgalı plakalardan birleştirilir.

Bant manyetik devreler için bant, birkaç yüz ila 0,35 mm arasında bir kalınlığa sahiptir ve ayrıca elektriksel olarak yalıtkan ve aynı zamanda yapışkan bir süspansiyon veya oksit film ile kaplanmıştır. Yalıtım tabakası ne kadar ince olursa, manyetik devrenin enine kesitinin manyetik malzeme ile doldurulması o kadar yoğun olur, transformatörün genel boyutları o kadar küçük olur.

Son zamanlarda, kabul edilen "geleneksel" manyetik çekirdek türlerinin yanı sıra, "kablo" tipi manyetik çekirdekler, "ters torus", bobin vb.

Şimdilik bunu bitirelim. içinde devam edelim.
İyi şanlar!

Edebiyat:

1. V. A. Volgov - "Radyo-elektronik ekipmanın detayları ve bileşenleri", Energy, Moskova, 1977
2. V. N. Vanin - "Akım Trafoları", Energia Yayınevi, Moskova 1966 Leningrad.
3. I. I. Belopolsky - "Düşük güçlü transformatörlerin ve bobinlerin hesaplanması", M-L, Gosenergoizdat, 1963
4. G. N. Petrov - “Transformatörler. Cilt 1. Teorinin Temelleri, Devlet Enerjisi Yayınevi, Moskova 1934 Leningrad.
5. V. G. Borisov, - "Genç radyo amatör", Moskova, "Radyo ve iletişim", 1992