Transcript II.TC-2.1 Vyhotovenie jednofazoveho transformatora

Aktivita 8
Príprava učebných textov v predmetoch
základy elektrotechniky, rozvody
elektrickej energie, využitie elektrickej
energie, elektrické stroje a prístroje,
elektrotechnické materiály pre učebný
odbor elektromechanik.
Ing. Miroslav Púpala
Táto publikácia bola podporená
zo zdrojov EÚ z ESF.
2. Transformátory
2.1 Vyhotovenie jednofázového transformátora
Charakteristika: - je to netočivý stroj, ktorý k svojej činnosti využíva
elektromagnetickú indukciu.
Vyhotovenie:
- mení elektrickú energiu znova na elektrickú tak, že mení vyššie
napätie na nižšie alebo naopak, pričom frekvencia ostáva
rovnaká.
- skladá sa z magnetického a elektrického
obvodu.
Magnetický obvod je zložený z elektrotechnických
plechov, ktoré sú navzájom izolované lakovaním.
Na magnetickom obvode rozoznávame jadrá, na
ktorých sú umiestnené cievky elektrického obvodu a
spojky, ktoré spájajú jadrá a zároveň uzatvárajú
magnetický obvod.
Elektrický obvod pozostáva zo vstupného (primárneho)
vinutia s počtom závitov N1. Pripája sa k nemu zdroj
napätia.
Výstupné (sekundárne) vinutie má počet závitov N2 a pripája sa k nemu
záťaž.
Podľa konštrukcie magnetického obvodu rozlišujeme transformátory:
- jadrovéTáto
– vinutie
obklopuje
plechy;
publikácia
bola podporená
zo zdrojov EÚ z ESF.
- plášťové – plechy obklopujú vinutie.
Schéma jednofázového transformátora:
D1
T
d1
I.
U1
II.
N1
N2
D0
U2
d0
Táto publikácia bola podporená
zo zdrojov EÚ z ESF.
2.2 Prevádzkové stavy transformátorov
a) Transformátor naprázdno
I10
Na vstupnom vinutí je pripojený zdroj
napätia U1.
Výstupné vinutie je bez záťaže.
U1
Po pripojení vstupného vinutia na zdroj
napätia U1, začne týmto vinutím
prechádzať elektrický prúd I10.
U2
Φ1
Tento prúd má dve zložky: - magnetizačnú Iμ = Ij, ktorá budí magnetický indukčný
tok;
- činnú IFe = Ič, ktorá kryje straty v magnetickom obvode
a vo vinutí.
Transformátor predstavuje pre sieť indukčnú záťaž, preto
je prúd I10 fázovo posunutý za napätím U1 skoro o 90°.
Prechodom prúdu vinutím sa vybudí magnetický indukční tok Φ1,
ktorý prechádza magnetickým obvodom.
Pretože prúd I10 je striedavý, aj magnetický
indukčný tok Φ1 je premenlivý.
Zmena magnetického indukčného toku spôsobí, že
sa bude v primárnom aj sekundárnom vinutí
indukovať napätie. Táto publikácia bola podporená
zo zdrojov EÚ z ESF.
U1
I10
Ič
Ij
Ui1 = Ui2
Ak označíme napätie, ktoré sa bude indukovať v jednom závite u1N, potom
v celom vinutí sa bude indukovať napätie
- v primárnom vinutí
Ui1 = u1N . N1
- v sekundárnom vinutí
Ui2 = u1N . N2
Keďže napätie indukované v jednom závite je rovnako veľké pre primárne aj
sekundárne vinutie, potom sú indukované napätia Ui1 a Ui2 priamoúmerné počtu
závitov N1 a N2.
pomer indukovaných napätí
Ui1
= p
Ui2
sa nazýva prevod alebo transformačný pomer.
Pretože pri chode transformátora naprázdno platí Ui1 = U1 a Ui2 = U2 prevod je
daný aj pomerom
U1
N1
p =
=
U2
N2
Pri veľkých pomeroch prepočítame výstupné napätie pre fázorový
diagram podľa vzťahu
N1
´
U i2 =
Ui2
publikácia
bola podporená
NTáto
2
zo zdrojov EÚ z ESF.
V okamihu pripojenia nezaťaženého transformátora na sieť vznikne
prúdový náraz až 15-krát väčší ako je nominálny prúd.
Po vybudení magnetického indukčného toku sa prúd ustáli a je asi 3% až 10%
nominálneho prúdu.
Prúd je za vstupným napätím časovo posunutý o takmer 90°, takže účinník cos φ0
je malý.
Táto publikácia bola podporená
zo zdrojov EÚ z ESF.