Empirické stanovení účinnosti transformátoru. Účinnost transformátoru

Sestrojíme závislost účinnosti na zatížení. Když β= 0, užitečný výkon a účinnost jsou rovny nule. S nárůstem výstupního výkonu se účinnost zvyšuje, protože měrná hodnota magnetických ztrát v oceli, které mají konstantní hodnotu, klesá. Při určité hodnotě (β opt) dosáhne křivka účinnosti maxima, po kterém začne s rostoucí zátěží klesat, Důvodem je silný nárůst elektrických ztrát ve vinutí, které rostou úměrně druhé mocnině el. proud.

Zvýšení účinnosti transformátorů o několik procent by již stačilo k udržení výkonu několika továren. Problémem je plýtvání energií při této přeměně. Dokonce i jako neprofesionál, to je realizováno, když nějaký druh transformátoru domácí přístroje začne hučet nebo se zahřívat. Ale v případě plošné dodávky elektřiny jsou ztráty obřích transformátorů v konverzních stanicích mnohem vyšší.

Metoda analýzy neutronové interferometrie

Před vývojem neutronové interferometrie museli vědci, kteří chtěli studovat transformátorové magnety, sáhnout po takzvané Kerrově mikroskopii. Tato metoda umožňuje vizualizovat směr magnetizace na povrchu železného jádra a odvodit domény pomocí určitých modelů. Aby jej však bylo možné použít, je nutné odstranit izolační povlak z železného jádra. Toto jádro však není vyrobeno z železného bloku, ale z několika na sobě položených ultratenkých plátů, z nichž každý je obalený izolačním povlakem z křemičitanu hořečnatého.

45. Za jaké podmínky je účinnost transformátoru maximální?

Maximální účinnost ve vysokovýkonových transformátorech dosahuje velmi vysokých limitů (0,98 ... 0,99).

β opt, při kterém má účinnost maximální hodnotu, lze určit pomocí první derivace dη/ dp podle vzorce a rovnající se nule. účinnost má maximum, když jsou elektrické ztráty ve vinutí rovné magnetickým ztrátám v oceli.

Tento jev souvisí s další funkcí povlaku: indukcí mechanického napětí v plechu, které zlepšuje strukturu domén. Jinými slovy, po odstranění pokrytí se změní i konfigurace domén. Ve skutečnosti Kerrova mikroskopie nemůže poskytnout originální obraz skutečných procesů.

Frekvenčně indukované hromadné magnetické zmrazení doménových stěn vizualizované zobrazováním neutronového tmavého pole. Úměrné jejich výkonu a konstantní, bez ohledu na jejich zatížení. Proto je důležité je příliš nenavyšovat. Na druhou stranu škodí i nedostatečná kalibrace.

46. Optimální zátěžový faktor, při kterém je účinnost transformátoru maximální. Vzorec.

47. Jaká schémata zapojení vinutí se používají u 3fázových transformátorů?

Třífázové transformátory lze zapojit do hvězdy, hvězdy s nulovým bodem, trojúhelníku nebo klikatě s nulovým bodem.

Transformátory nemají maximální účinnost při plném zatížení, ale při zatížení kolem 50 %. Abnormální zahřívání vinutí se objevuje s otevřením ochran, vypnutím instalace a předčasným stárnutím. Při obnově je úkol jednodušší než u nové výstavby. Ve skutečnosti se lze spolehnout na účty za elektřinu z minulých let.

Často je vidět, že výsledkem tohoto vzorce je nový výkon hluboko pod stávajícím transformátorem. Dodatečná investice není zanedbatelná. Elektrický transformátor - Pasivní součástka - Elektronická součástka - Rozvod energie - Elektromagnetické zařízení.

48. V čem je zvláštnost klikatého spojení?

Charakteristickým rysem schématu "cik-cak" je, že každá fáze vinutí je rozdělena na dvě stejné části (polofáze), které jsou umístěny na různých tyčích magnetického obvodu a vzájemně spojeny v sérii a čítači.. EMF fáze vinutí zapojené do „cikcaku“ se rovná geometrickému rozdílu v EMF polovičních fází, které jsou posunuty o 120 °. Proto, aby se dosáhlo rovnosti fázového EMF vinutí připojeného podle schématu „hvězda“ a vinutí připojeného podle schématu „cik-cak“, musí být počet závitů vinutí zvýšen o 2/(3) 1/ 2 ~ 1,15 krát. To je nevýhoda schématu "cik-cak", protože s takovým připojením se zvyšuje spotřeba navíjecího drátu.

Související stránka

Elektrický transformátor je převodník sloužící ke změně hodnot dodávaného napětí a proudu alternativní zdroj elektřiny, v napětí a proudu zařízení různé hodnoty, ale se stejnou frekvencí a tvarem. Provádí tuto konverzi s vynikajícím výstupem. Je to podobné mechanickému mechanismu.

Lze rozlišit statické transformátory a spínače. Ve statickém transformátoru se energie přenáší z primárního na sekundární přes magnetický obvod tvořený tělem transformátoru. Tyto dva obvody jsou pak magneticky propojeny. To slouží ke galvanickému oddělení obou obvodů. Ve spínači se energie přenáší mechanicky mezi generátorem a elektromotorem.

49. U kterých transformátorů se používá klikaté zapojení vinutí?

Primární a sekundární vinutí třífázových transformátorů lze zapojit podle schémat "hvězda", "hvězda s nulovým bodem", "trojúhelník" nebo "cik-cak s nulovým bodem".

Schéma cikcakového zapojení

Pohled v řezu na třífázový transformátor. Instalace transformátoru. Primární vinutí nebo sekundární vinutí mohou mít vnější spojení, známá jako konektory, v mezilehlých bodech ve vinutí, aby bylo možné zvolit poměr napětí. Zásuvky lze připojit k automatické zařízení Přepínač odboček pro obvod distribuce frekvence. Audiofrekvenční transformátory používané k distribuci zvuku do reproduktorů mají konektory, které umožňují nastavit impedanci každého z reproduktorů.

chladící zařízení

Středněnapěťový transformátor se často používá v audio zesilovačích. Modulační transformátory v AM vysílačích jsou obzvláště totožné. V oblasti elektřiny nízkého napětí a v oblasti elektroniky se odvodu tepla transformátorů dosahuje jednoduchou přirozenou konvekcí vzduchu kolem primárního a sekundární vinutí.

Každá fáze se skládá ze 2 identických cívek umístěných na různých tyčích a vzájemně propojených v opačných směrech, takže vektory EMF indukované v nich jsou odečteny.

50. Skupina připojení transformátoru. Definice.

Z přednášek- SKUPINY ZAPOJENÍ VINUTÍ TRANSFORMÁTORU

Transformátory jsou rozděleny do skupin v závislosti na fázovém posunu mezi lineárními napětími měřenými na stejnojmenných svorkách.

V případě vysokého napětí i výkonné elektrické obvody lze vybavit transformátory různé systémy chlazení. Chladicí systém je vždy připojen k teplotnímu čidlu, které funguje jako termostat. Olej obsažený v nádrži má dvojí roli: přenos tepla a dielektrikum.

Provoz jednofázového transformátoru

Konečně, v oblasti vysokovýkonného vysílání se impedanční a ladicí transformátory někdy skládají z obrovské tuhé měděné tlumivky, ve které cirkuluje čistá voda.

Ideální nebo ideální transformátor

Je to virtuální bezztrátový transformátor a používá se k simulaci skutečných transformátorů, které jsou uznávány jako spojení ideálního transformátoru a různých impedancí.

jednofázové transformátory. V nich mohou být napětí primárního a sekundárního vinutí fázově nebo posunutá o 180 o

Skupiny sloučenin se označují celými čísly od 0 před 11. Číslo skupiny je určeno hodnotou úhlu, o kterou lineární vektor napětí vinutí nn zaostává za lineárním vektorem napětí vinutí vn. Pro určení čísla skupiny by měl být tento úhel vydělen 30°.

V případě, že se zanedbá kombinace ztrát a úniků toku, poměr počtu primárních závitů k počtu sekundárních závitů zcela určuje transformační poměr transformátoru. Vzhledem k tomu, že ztráty jsou zanedbány, výkon se přenáší úplně, takže intenzita proudu v sekundáru bude inverzně, což je téměř 19krát větší než v primáru.

Ztráta výkonu transformátoru

O rovnosti viditelných sil: buď: člověk se přitahuje. Jedná se o sadu autotransformátorů, protože obsahuje pouze jednu cívku. Výstupní větev sekundárního vinutí lze posouvat kluzným kontaktem na závitech primárního vinutí. Oddělovací transformátor je určen pouze k vytvoření elektrická izolace mezi více okruhy z bezpečnostních důvodů nebo pro řešení technických problémů. Sada sekundárních izolovaných primárních transformátorů musí být rozpoznána jako izolační transformátor; v praxi se však tento název používá k označení transformátorů, jejichž výstupní napětí má stejnou efektivní hodnotu jako vstupní napětí.

U jednofázových transformátorů jsou možné pouze dvě skupiny připojení: nula a šestá.

V závislosti na schématu připojení vinutí (U a D) a pořadí spojení jejich začátků a konců se získají různé fázové úhly mezi lineárními napětími.

Izolační transformátor má dvě vinutí, téměř podobná primárnímu a sekundárnímu vinutí. Počet závitů sekundárního vinutí je často zvláště o něco větší než počet závitů primárního vinutí, aby se kompenzoval nízký úbytek napětí během provozu, jsou části vodičů na primárním a sekundárním vinutí podobné v tom, že intenzita proudu je stejný. Hojně se používají například na operačních sálech: každá místnost v bloku je vybavena vlastním oddělovacím transformátorem, aby se předešlo poruše, která by způsobila poruchy v jiné místnosti.

Při zapojení NN vinutí podle schématu Z n a vinutí VN podle schématu Y fázová napětí vinutí NN jsou posunuta vůči odpovídajícím fázovým napětím vinutí VN o úhel 330 °, tj. s takovým zapojením máme jedenáctou skupinu. To je vysvětleno skutečností, že mezi lineárními vektory napětí je stejný úhel.

Transformátor je stále impedanční transformátor, ale elektronika dává tento název transformátorům, které se nepoužívají v silových obvodech. Impedanční transformátor je v podstatě navržen tak, aby přizpůsoboval výstupní impedanci zesilovače jeho zátěži.

Transformátor pak slouží nejen k přizpůsobení impedance a výstupní úrovně zařízení mikrofonním vstupům mixpultu, ale také k přizpůsobení výstupu připojených zařízení. HF technologie také používá transformátory, jejichž magnetický obvod je vyroben z feritu nebo bez magnetického obvodu pro přizpůsobení výstupní impedance zesilovače, přenosového vedení a antény. Pro optimální přenos výkonu ze zesilovače do antény musí být rychlost stojatých vln stejná. Měřicí transformátory jsou rozhraním mezi elektrickou sítí a měřicím zařízením.

Z internetu- Stanovení připojovací skupiny třífázových transformátorů

Skupina zapojení transformátoru charakterizuje fázový posun mezi lineárními vektory napětí primárního a sekundárního vinutí. Skupina spojení se obvykle vyjadřuje jako číslo získané vydělením úhlu (ve stupních), o který sekundární vektor napětí zaostává za odpovídajícím vektorem primárního napětí, 30.

Sekundární výkon je určen podle potřeb měřící zařízení. Nedílnou součástí jsou transformátory elektrické sítě. Jejich spolehlivost přímo ovlivňuje spolehlivost sítě. Selhání tohoto kritického zařízení může ovlivnit celou síť a přispět k nestabilitě sítě. Vzhledem k tomu, že výměna vysokonapěťového transformátoru vyžaduje určitou míru organizace z mnoha důvodů, jako je pracovní doba řidičů někdy přesahující jeden rok, uznává se, že příprava na toto zařízení je prospěšná pro správné fungování sítě.

Při přeměně elektrická energiečást se vynakládá na krytí ztrát, které se dělí na elektrické a magnetické. Všechny ztráty jsou aktivní.

Elektrické ztráty vlivem zahřívání vinutí transformátoru při průtoku jimi elektrický proud a jsou určeny součtem elektrických ztrát v primárním a sekundárním vinutí:

Správné ovládání vysokonapěťového transformátoru vyžaduje informace o stavu transformátoru. Existují různé součásti transformátoru, které je třeba zkontrolovat a vyhodnotit, aby se určil jeho celkový stav, a tyto informace může poskytnout několik testů. Tyto testy zahrnují izolační odpor transformátoru, odpor vinutí, analýzu odezvy skenovací frekvence a řízení zátěže. Na stránce Aplikace transformátoru.

Zařízení pro testování transformátorů

Test, který má být proveden, se liší v závislosti na životní fázi transformátoru, ale měl by zahrnovat alespoň rutinní screening. Tím se dostáváme k důležité otázce výběru zařízení pro testování transformátorů. Ačkoli testovací zařízení může minimalizovat obtížnost, testování a vyhodnocování transformátorů zůstává náročné. I s velmi přesným hardwarem nemusí výsledky přesně odpovídat stavu zařízení. Zkouška transformátoru může být ovlivněna přípravou této zkoušky, životní prostředí nebo kontrola jeho připojovacích vodičů.

,
kde je počet fází ve vinutí transformátoru (obvykle 1 nebo 3); – ztráty zkrat při jmenovité zátěži.

Elektrické ztráty se nazývají proměnné, protože závisí na zatěžovacím proudu (úměrném čtverci).

Magnetické ztráty se vyskytují v magnetickém obvodu transformátoru v důsledku přítomnosti střídavého magnetického toku v něm. Toto proudění způsobuje v magnetickém obvodu dva typy ztrát: ztráty vířivými proudy v oceli magnetického obvodu a ztráty hysterezí (převrácení magnetizace) spojené se spotřebou energie na zničení zbytkového magnetismu ve feromagnetickém materiálu magnetického obvodu. :

Organizace pro normalizaci již neposkytují "opravný faktor" a uznávají, že každý transformátor se mění v teplotě a podmínkách. To je jedna ze silných stránek Megger. Neinformujeme vás pouze o rozdílech v testování, ale vyvíjíme a integrujeme bezpečnostní mechanismy do našich řešení.

Jsme neustálými inovátory odhodlanými jít vpřed. Naše testy vodičů jsou prováděny tak, aby zůstaly na místě při odesílání proudu. Pozornost věnovaná detailům, bezpečnost a snadné použití jsou neodmyslitelnou součástí našich produktů. Naším cílem je poskytování testovacího vybavení a řešení. Získání a udržení vaší důvěry je naším cílem.

Hysterezní ztráty jsou přímo úměrné frekvenci remagnetizace () a ztráty vířivými proudy jsou úměrné její druhé mocnině (). Celkové magnetické ztráty jsou považovány za úměrné frekvenci k síle 1,3, tzn. . Protože aktuální frekvence je konstantní a velikost magnetického toku při zátěži, která nepřesahuje jmenovitou, se prakticky nemění, jsou uvažovány magnetické ztráty trvalý, tj. nezávislé na zatížení. Z tohoto důvodu jsou magnetické ztráty téměř stejné jako ztráty naprázdno.

Jaká jsou některá řešení pro špinavou energii?

V této sekci naleznete seznam nejčastějších dotazů. Pokud neznáte odpověď na své otázky, neváhejte nás kontaktovat pomocí formuláře níže. Existuje tolik řešení, že existují problémy. Některá řešení a jejich cenové rozpětí jsme shrnuli v tabulce níže.

Nefiltrované přepěťové ochrany jsou levné a mohou poskytnout ochranu před přepětím nebo jiným přepětím, ale nefiltrují nežádoucí hluk. Známější jako tlumič přepětí. Přepěťové filtry jsou levné řešení pro potlačení hluku a přepěťovou ochranu.

Účinnost transformátoru- poměr činného výkonu na výstupu sekundárního vinutí (užitečný výkon) k činnému výkonu na vstupu primárního vinutí (příkon):

,
kde je součet ztrát.

Činný výkon na výstupu sekundárního vinutí transformátoru:

,
kde je počet fází transformátoru; a - fázová napětí a proudy; – účiník zatížení; – faktor zatížení.

Jmenovitý výkon transformátoru:

.
V třífázovém transformátoru

,
kde a jsou jmenovitá (lineární) napětí a proudy; a - jmenovitá fázová napětí a proudy.

Vezmeme-li v úvahu závislost činného výkonu na výstupu transformátoru a ztrát od zátěže, získáme výraz pro výpočet účinnosti:

nebo .
Účinnost transformátoru závisí jak na velikosti zátěže, tak na jejím charakteru (), viz obrázek 1.18. Maximální hodnota účinnosti odpovídá zatížení, při kterém se magnetické ztráty rovnají elektrickému (), odkud

Rýže. 1.18. Závislost magnetických, elektrických ztrát a účinnosti na relativním sekundárním zatěžovacím proudu.

V moderním výkonové transformátory a maximální hodnota účinnosti odpovídá zatížení .

Autotransformátory

autotransformátor- jedná se o transformátor, ve kterém je kromě magnetického elektrické spojení mezi primárním a sekundárním vinutím. Předpona " auto" (Řecký " moje maličkost"") znamená, že v autotransformátoru část vinutí funguje jako primární i jako sekundární vinutí transformátoru.

Obrázek 1.19 ukazuje obvod autotransformátoru pro zapínání transformátoru určeného k přenosu elektrické energie ze vstupní sítě s napětím U do výstupní sítě s napětím .

Rýže. 1.19. Schématická schémata jednofázový a třífázový zvyšovací autotransformátor, závislost hodnot výkonu a na transformačním poměru.

Obvod používá dvouvinutý transformátor s vinutími 1 a 2 umístěné na stejné tyči. Pro vizualizaci vinutí 1 a 2 jsou znázorněny na různých výškových úsecích tyče. Primární vinutí transformátor 1 přepne na nízkonapěťové síťové napětí U. Sekundární vinutí je připojeno mezi svorku A(X) vstupní síť a svorka X výstupní sítě tak, že její napětí se přičte k napětí U a zvýšil to na napětí.

Sekundární vinutí autotransformátoru je na rozdíl od konvenčního transformátoru v elektrickém kontaktu se vstupními a výstupními sítěmi. Proto musí být izolace sekundárního vinutí navržena pro největší z napětí a (v obvodu pro zvýšení napětí podle obrázku 1.19 - pro napětí), a nikoli pro napětí, jako u běžného transformátoru.

Transformační poměr autotransformátoru:

,
kde .

Popis elektromagnetických procesů v obvodu autotransformátoru zahrnuje rovnice transformátoru (vlevo) a rovnice, které popisují obvod autotransformátoru (vpravo).