Определение кпд трансформатора опытным путем. Коэффициент полезног действия трансформатора

Построим зависимость КПД от нагрузки. При β= 0 полезная мощность и КПД равны нулю. С увеличением отдаваемой мощности КПД увеличивается, так как уменьшается удельное значение магнитных потерь в стали, имеющих постоянное значение. Принекотором значении (β опт кривая КПД достигает максимума, после чего начинает уменьшаться с увеличением нагрузки. Причиной этого является сильное увеличение электрических потерь в обмотках, возрастающих пропорционально квадрату тока.

Повышение эффективности трансформаторов на несколько процентов уже было бы достаточно, чтобы сохранить объем производства нескольких заводов. Проблема заключается в энергии, теряемой во время этого преобразования. Даже как непрофессионал, это осознается, когда трансформатор какой-то бытовой техники начинает гудеть или нагреваться. Но в случае общего предложения электроэнергии потери гигантских трансформаторов на конверсионных станциях значительно выше.

Метод анализа нейтронной интерферометрии

До развития нейтронной интерферометрии исследователям, которые хотели изучать трансформаторные магниты, приходилось прибегать к так называемой Керрской микроскопии. Этот метод позволяет визуализировать направление намагничивания на поверхности железного ядра и выводить домены с помощью определенных моделей. Однако, чтобы иметь возможность использовать его, необходимо удалить изоляционное покрытие из железного сердечника. Однако этот сердечник выполнен не из железного блока, а из нескольких наложенных сверхтонких листов, каждый из которых завернут изоляционным покрытием из силиката магния.


45. При каком условии КПД трансформатора максимален?

Максимальное КПД в трансформаторах большой мощности достигает весьма высоких пределов (0,98...0,99).

β опт, при котором КПД имеет максимальное значение, можно определить, взяв первую производную/ по формуле и приравняв ее нулю. КПДимеет максимум когда электрические потери в обмотках равны магнитным потерям в стали.

Это явление связано с другой функцией покрытия: индуцированием в листе механического натяжения, которое улучшает структуру доменов. Другими словами, когда покрытие удаляется, конфигурация доменов также изменяется. Фактически, Керрская микроскопия не может обеспечить оригинальный образ реальных процессов.

Частотно-индуцированное массовое магнитное замораживание доменных стенок, визуализируемое нейтронной визуализацией темного поля. Пропорционально их мощности и постоянным, независимо от их нагрузки. Вот почему важно не слишком сильно их увеличивать. С другой стороны, недостаточная калибровка также вредна.

46. Оптимальный коэффициент нагрузки, при котором КПД трансформатора максимален. Формула.

47. Какие схемы соединения обмоток применяются в 3-х фазных трансформаторах?

Трехфазные трансформаторы могут быть соединены по схемам «звезда», «звезда с выведенной нулевой точкой», «треугольник» или «зигзаг с выведенной нулевой точкой».

Трансформаторы не имеют максимальной эффективности при полной нагрузке, но при нагрузке около 50%. Аномальный нагрев обмоток появляется с открытием защит, отключением установки и преждевременным старением. В обновлении задача легче, чем в новом строительстве. Действительно, можно полагаться на электрические счета прошлых лет.

Часто можно заметить, что результат этой формулы приводит к новой мощности значительно ниже существующего трансформатора. Дополнительные инвестиции не являются незначительными. Электрический трансформатор - Пассивный компонент - Электронный компонент - Распределение электроэнергии - Электромагнитное устройство.

48. В чем особенность соединения «зигзаг»?

Особенностью схемы "зигзаг" является то, что каждую фазу обмотки разделяют на две равные части (полуфазы), которые располагают на разных стержнях магнитопровода и соединяют между собой последовательно и встречно . ЭДС фазы обмотки, соединенной в "зигзаг", равна геометрической разности ЭДС полуфаз, которые сдвинуты на 120 º . Поэтому для достижения равенства фазных ЭДС обмотки, соединенной по схеме "звезда", и обмотки, соединенной по схеме "зигзаг", число витков последней должно быть увеличено в 2/(3) 1/2 ~ 1,15 раза. Это является недостатком схемы "зигзаг", так как при таком соединении увеличивается расход обмоточного провода.

Страница, связанная с этой темой

Электрический трансформатор представляет собой преобразователь, используемый для изменения значений напряжения и тока, подаваемых альтернативным источником электроэнергии, в устройство напряжения и тока разных значений, но с одинаковой частотой и формой. Он выполняет это преобразование с отличным выходом. Он аналогичен механическому механизму.

Могут быть выделены статические трансформаторы и переключатели. В статическом трансформаторе энергия передается от первичной к вторичной через магнитную цепь, образованную корпусом трансформатора. Эти две цепи затем магнитно связаны. Это служит для обеспечения гальванической изоляции между двумя цепями. В переключателе энергия передается механически между генератором и электродвигателем.

49. В каких трансформаторах применяется соединение обмоток «зигзаг»?

Первичная и вторичная обмотки трехфазных трансформаторов могут быть соединены по схемам «звезда», «звезда с выведенной нулевой точкой», «треугольник» или «зигзаг с выведенной нулевой точкой».

Схема соединения зигзаг

Секционный вид трехфазного трансформатора. Установка трансформатора. Первичные обмотки или вторичные обмотки могут иметь внешние соединения, известные как разъемы, в промежуточных точках обмотки, чтобы обеспечить выбор отношения напряжения. Розетки могут быть подключены к автоматическому устройству РПН для частота распределительной цепи. Аудиочастотные трансформаторы, используемые для распределения звука на громкоговорители, имеют разъемы, позволяющие регулировать импеданс каждой из громкоговорителей.

Охлаждающее устройство

Трансформатор среднего напряжения часто используется в усилителях мощности звука. Модуляционные трансформаторы в амплитудно-модулированных передатчиках особенно идентичны. В области низковольтного электричества и в области электроники теплоотдача трансформаторов достигается простой естественной конвекцией воздуха вокруг первичной и вторичной обмотки.

Каждая фаза состоит из 2ух одинаковых катушек, размещенных на разных стержнях и соединенных между собой встречно так, чтобы векторы индуцируемых в них ЭДС вычитались.

50. Группа соединения трансформатора. Определение.

Из лекций - ГРУППЫ СОЕДИНЕНИЙ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРОВ

Трансформаторы делят на группы в зависимости от сдвига по фазе между линейными напряжениями, измеренными на одноименных зажимах.

В случае высоковольтных и мощных электрических цепей трансформаторы могут быть оснащены различными системами охлаждения. Система охлаждения всегда соединена с устройством датчика температуры, действующим как термостат. Масло, содержащееся в резервуаре, имеет двойную роль: теплопередачу и диэлектрик.

Эксплуатация однофазного трансформатора

Наконец, в области высокомощного вещания трансформаторы импеданса и тюнинг-трансформаторы иногда состоят из огромного жесткого медного дросселя, в котором циркулирует чистая вода.

Идеальный или идеальный трансформатор

Это виртуальный трансформатор без потерь и используется для моделирования реальных трансформаторов, которые признаны как ассоциация идеального трансформатора и различных импедансов.

Однофазные трансформаторы. В них напряжения первич­ной и вторичной обмоток могут совпадать по фазе или быть сдвинутыми на 180 о

Группы соединений обозна­чают целыми числами от 0 до 11. Номер группы определяют величиной угла, на который вектор линейного напряжения обмотки НН от­стает от вектора линей­ного напряжения обмотки ВН. Для определения номера группы этот угол следует разделить на 30°.

В случае, когда пренебрегают совокупностью потерь и утечек потока, отношение числа первичных оборотов к числу вторичных оборотов полностью определяет коэффициент трансформации трансформатора. Поскольку потери пренебрегают, мощность передается полностью, поэтому интенсивность тока во вторичном будет в обратном отношении, что почти в 19 раз больше, чем в первичной.

Потери мощности трансформатора

О равенстве видимых сил: либо: один привлекает. Это множество автотрансформаторов, поскольку оно содержит только одну катушку. Выходная ветвь вторичной обмотки может перемещаться скользящим контактом на витках первичной обмотки. Изолирующий трансформатор предназначен только для создания электрической изоляции между несколькими цепями по соображениям безопасности или решения технических проблем. Комплект вторичных изолированных трансформаторов первичной обмотки должен быть признан изолирующим трансформатором; однако на практике это имя используется для обозначения трансформаторов, выходное напряжение которых имеет такое же эффективное значение, как и входное.

Для однофазных трансформаторов возможны только две группы соединений: нулевая и шестая.

В за­висимости от схемы соединения обмоток (У и Д) и порядка соединения их начал и концов получаются различные углы сдвига фаз между линейными напряжениями.



Изолирующий трансформатор имеет две обмотки, почти похожие на первичные и вторичные обмотки. Число оборотов вторичной обмотки часто особенно немного больше, чем число оборотов первичного элемента, чтобы компенсировать падение низкого напряжения во время работы, секции проводов на первичной и вторичной обмотках аналогичны тем, что интенсивность тока одинакова. Они, например, широко используются в операционных залах: каждая комната в блоке оснащена собственным изолирующим трансформатором, чтобы избежать появления неисправности в ней, что вызывает сбои в другой комнате.

При соединении обмотки НН по схеме Z н, а обмотки ВН по схеме У фазные напряжения обмотки НН сдвинуты относительно соответствующих фазных напряжений обмотки ВН на угол 330°, т. е. при таком соединении имеем одиннадцатую группу. Это объясняется тем, что между векторами линейных напряжений имеется такой же угол.

Трансформатор по-прежнему является импедансным трансформатором, но электроника дает это имя трансформаторам, которые не используются в силовых цепях. Трансформатор импеданса, по существу, предназначен для адаптации выходного импеданса усилителя к его нагрузке.

Трансформатор затем используется не только для адаптации импеданса и выходного уровня устройств к входам микрофона микшера, но и для соответствия выхода подключенных устройств. В высокочастотной технологии используются также трансформаторы магнитная цепь которого выполнена из феррита или без магнитной цепи для адаптации выходных сопротивлений усилителя, линии передачи и антенны. Действительно, для оптимальной передачи мощности от усилителя к антенне скорость стоячих волн должна быть равна. Измерительные трансформаторы представляют собой интерфейс между электрической сетью и измерительным устройством.

Из инета - Определение группы соединения трехфазных трансформаторов

Группа соединения трансформатора характеризует сдвиг по фазе между векторами линейных напряжений первичной и вторичной обмоток. Группу соединения принято выражать числом, полученным от деления на 30 угла (в градусах), на который отстает вектор вторичного напряжения от соответствующего вектора первичного напряжения.

Мощность, доступная на вторичной основе, определяется в соответствии с потребностями измерительного прибора. Трансформаторы являются неотъемлемой частью электрической сети. Их надежность напрямую влияет на надежность сети. Неудача этого критического устройства может повлиять на всю сеть и способствовать ее нестабильности. Поскольку замена высоковольтного трансформатора требует определенной организации по многим причинам, например, время работы водителей, иногда превышающее один год, признается, что подготовка к этому оборудованию выгодна для надлежащего функционирования сети.

При трансформации электрической энергии часть ее расходуется на покрытие потерь, которые разделяют на электрические и магнитные. Все потери носят активный характер.

Электрические потери обусловлены нагревом обмоток трансформатора при протекании по ним электрического тока и определяются суммой электрических потерь в первичной и вторичной обмотках:

Надлежащее управление высоковольтным трансформатором требует информации о состоянии трансформатора. Существуют различные компоненты трансформатора, которые необходимо проверить и оценить, чтобы определить его общее состояние, и несколько тестов могут предоставить эту информацию. Эти испытания включают сопротивление изоляции трансформатора, сопротивление обмотки, анализ частотной характеристики сканирования и регуляторы нагрузки. На странице «Приложения для трансформаторов».

Оборудование для испытаний трансформаторов

Испытание, которое должно выполняться, отличается в зависимости от стадии жизни трансформатора, но должно включать по крайней мере рутинный скрининг. Это подводит нас к важной проблеме выбора оборудования для тестирования трансформатора. Хотя тестовое оборудование может свести к минимуму трудности, тестирование и оценка трансформаторов остается сложной задачей. Даже при очень точном оборудовании результаты могут давать неточное представление о состоянии устройства. На испытание трансформатора может влиять подготовка этого теста, окружающей среды или проверка его соединительных проводников.

,
где – число фаз в обмотках трансформатора (обычно 1 или 3); – потери короткого замыкания при номинальной нагрузке.

Электрические потери называют переменными , поскольку они зависят от тока нагрузки (пропорциональны квадрату).

Магнитные потери возникают в магнитопроводе трансформатора из-за наличия в нем переменного магнитного потока. Этот поток вызывает в магнитопроводе два вида потерь: потери от вихревых токов в стали магнитопровода и потери от гистерезиса (перемагничивания) , связанные с затратой энергии на уничтожение остаточного магнетизма в ферромагнитном материале магнитопровода:

Организации по стандартизации больше не предоставляют «поправочный коэффициент» и признают, что каждый трансформатор изменения температуры и ее состояния. Это одна из сильных сторон Меггера. Мы не просто информируем вас о различиях в тестировании, мы разрабатываем и интегрируем механизмы безопасности в наши решения.

Мы постоянные новаторы, решившие двигаться вперед. Наши испытания проводников производятся таким образом, чтобы оставаться на месте при отправке тока. Внимание к деталям, безопасности и простоте использования присущи нашим продуктам. Предоставление испытательного оборудования и решений является в центре нашего внимания. Победа и поддержание вашего доверия - наша цель.

.

Потери на гистерезис прямопропорциональны частоте перемагничивания (), а потери на вихревые токи – ее квадрату (). Суммарные магнитные потери принято считать пропорциональными частоте в степени 1,3, т.е. . Поскольку частота тока постоянна, а величина магнитного потока при нагрузке, не превышающей номинальную, практически не меняется, то магнитные потери считают постоянными , т.е. не зависящими от нагрузки. По этой причине магнитные потери практически равны потерям холостого хода .

Каковы некоторые решения для грязной власти?

В этом разделе вы найдете список наиболее часто задаваемых вопросов. Если у вас нет ответа на ваши вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, используя форму ниже. Существует столько решений, что есть проблемы. Мы обобщили некоторые решения и их ценовой диапазон в таблице ниже.

Нефильтрованные переходные предохранители перенапряжения являются недорогими и могут обеспечивать защиту от перенапряжений или других перенапряжений, но они не фильтруют неблагоприятные шумы. Лучше известен как ограничитель перенапряжений. Фильтры подавления перенапряжения являются недорогими решениями для подавления шума и защиты от перенапряжения.

Коэффициент полезного действия трансформатора – отношение активной мощности на выходе вторичной обмотки (полезная мощность) к активной мощности на входе первичной обмотки (подводимая мощность):

,
где – сумма потерь.

Активная мощность на выходе вторичной обмотки трансформатора:

,
где – количество фаз трансформатора; и – фазные напряжения и токи; – коэффициент мощности нагрузки; – коэффициент нагрузки.

Номинальная мощность трансформатора:

.
В трехфазном трансформаторе

,
где и – номинальные (линейные) напряжения и токи; и – номинальные фазные напряжения и токи.

Учитывая зависимость активной мощности на выходе трансформатора и потерь от нагрузки, получим выражение для расчета КПД:

или .
КПД трансформатора зависит как от величины нагрузки , так и от ее характера (), см. рисунок 1.18. Максимальное значение КПД соответствует нагрузке , при которой магнитные потери равны электрическим (), откуда


Рис. 1.18. Зависимость магнитных, электрических потерь и КПД от относительного вторичного тока нагрузки.

В современных силовых трансформаторах и максимальное значение КПД соответствует нагрузке .

Автотрансформаторы

Автотрансформатор – это трансформатор, в котором кроме магнитной имеется электрическая связь между первичной и вторичной обмотками. Префикс «авто » (греч. «сам ») означает, что в автотрансформаторе часть обмотки действует одновременно как первичная и как вторичная обмотка трансформатора.

На рисунке 1.19 показана автотрансформаторная схема включения трансформатора, предназначенная для передачи электрической энергии из входной сети с напряжением U в выходную сеть с напряжением .


Рис. 1.19. Принципиальные схемы однофазного и трехфазного повышающего автотрансформатора, зависимость значений мощностей и от коэффициента трансформации.

В схеме используется двухобмоточный трансформатор с обмотками 1 и 2 , расположенными на одном стержне. Для наглядности обмотки 1 и 2 показаны на различных участках стержня по высоте. Первичная обмотка трансформатора 1 включается на напряжение сети низшего напряжения U . Вторичная обмотка включается между зажимом а (Х ) входной сети и зажимом х выходной сети таким образом, чтобы ее напряжение добавлялось к напряжению U и увеличивало его до напряжения .

Вторичная обмотка автотрансформатора электрически контактирует с входной и выходной сетями в отличие от обычного трансформатора. Поэтому изоляция вторичной обмотки должна быть рассчитана на наибольшее из напряжений и (в схеме для повышения напряжения по рисунку 1.19 – на напряжение ), а не на напряжение , как в обычном трансформаторе.

Коэффициент трансформации автотрансформатора:

,
где .

В описание электромагнитных процессов в схеме автотрансформатора входят уравнения трансформатора (слева) и уравнения, которые описывают схему автотрансформатора (справа).

; ; ; . ; ; ; .

Полную мощность автотрансформатора без учета потерь можно представить в виде двух составляющих.