1 Трансформаторэто статический электромагнитный аппарат, преобразующий электрическую энергию напряжения переменного тока с одними параметрами в электрическую энергию с другими параметрами (частота, напряжение, число фаз, форма напряжения и т.д.).

Принцип действия трансформатора основан на законе электромагнитной индукции. Конструкция однофазного трансформатора изображена на рисунке 2.1.

W1, W2 – первичная и вторичная обмотки соответственно; основной магнитный поток  потоки рассеяния основного магнитного потока в обмотках первичной и вторичной цепей. Они зависят от сцепления обмоток (удаленности друг от друга), от расположения их на стержнях, а также от контура прохождения основного потока.

 работf трансформатора  на “холостом" ходу. принцип действия трансформатора в виде логической цепочки:

1.       При подключении трансформатора к первичной цепи переменного тока возникает ток (по закону Ома), обратно пропорциональный входному сопротивлению трансфо-ра:

2.       При протекании тока по обмотке трансформатора, намотанной на замкнутый магнитопровод, возникает напряженность магнитного поля (H):

где F – магнитодвижущая сила (ампер  витки), lср средняя линия магнитопровода,  W1 – число витков в первичной цепи.

3.      Под действием напряженности магнитного поля Н в магнитопроводе (сердечнике) трансформатора возникает основной магнитный поток  Ф0, прямо пропорциональный индукции ( Вх) и сечению магнитопровода (Sмаг) как показано на рисунке 2.2.

      Магнитная индукция Вх является рабочей точкой на основной кривой намагничивания и выбирается на линейном участке, чтобы при асимметричном  намагничивании сердечника ( или постоянном подмагничивании магнитопровода)  не было захода рабочей точки  в область насыщения.

4.      При прохождении основного магнитного потока по сердечнику в первичной цепи возникает ЭДС самоиндукции, а во вторичной цепи ЭДС взаимоиндукции, которые определяются по закону магнитодвижущих сил – закону Максвелла – Фарадея:

где  e - ЭДС – изменение потокосцепления во времени.

 

Логическая цепочка работы трансформатора под нагрузкой

 

При подключении нагрузки во вторичной цепи начинает протекать ток , при этом в сердечнике возникает размагничивающий магнитный поток Фр,  противоположный по направлению к основному. Это приводит к уменьшению ЭДС в первичной цепи. В электромагнитной системе нарушается равновесие (), что приводит к возрастанию потребляемого тока из сети , т.е. к самобалансированию системы и поток  восстанавливается:

.

следует уравнение магнитодвижущих сил (МДС):,

где - ток цепи намагничивания (ток “холостого” хода).

уравнения ЭДС обмотки при прямоугольной форме напряжения:

 

Hosted by uCoz