План урока №39 Группы/ курс ______________ дата__________ Тема 1.6. . _1_

План урока №39
Группы/ курс ______________ дата__________
Тема урока:
Тема 1.6. Трансформаторы. _1_ назначение и применение трансформаторов.
Цель урока: донести до студентов назначения и применения трансформаторов.
Вид урока: лекция
Литература: Фуфаева Л.И. «Электротехника», стр.349 - 350, Морозова Н.Ю. «Электротехника и электроника» 76-80
Содержание урока:
1. Трансформатор: статическое устройство из числа электрических машин переменного тока.
Имеет две или большее число индуктивно связанных обмотки. Предназначен для
преобразования и передачи электрического тока индуктивным путем.
2. Тр – р: Не имеет подвижный частей или скользящих контактов – что делает его конструкцию
достаточно надежной и простой не требующей кропотливого регулярного обслуживания. КПД
трансформаторов от 60% для малых мощностей, до 99% для больших силовых
трансформаторов – что является достаточно хорошим экономическим показателем, по
сравнению с другими типами преобразователей любого вида энергии.
3. Трансформатор в 1876 г. Был применен для питания электрический свечей русским
изобретателем П.Н. Яблочковым. Над усовершенствованием и широким применением
трансформаторов работали многие изобретатели того времени. Среди них: П. Н. Яблочков,
М.О. Доливо-Добровольский, Н. Тесла.и пр.
4. Назначение трансформаторов:
a. Силовые - для сопряжения генерирующих электростанций с силовыми сетями,
повышения и понижения различных напряжений в электрических сетях, для питания
электрических двигателей, осветительных сетей, и пр. Силовые Трансформаторы
являются главным элементом оборудования, на повышающих и понижающих
подстанциях. Весь силовой ток проходит через них, где повышается или понижается до
необходимого уровня напряжения. На таких подстанциях применяют или один
трехфазный трансформатор или 3 однофазных трансформатора включенных по
трёхфазной схеме.
b. Специальные - для питания сварочных аппаратов, электро- печей и других
потребителей особого назначения.
c. Измерительные – для подключения измерительных приборов.
d. Радиотехнические – в основном маломощные трансформаторы использующиеся в
радиоэлектронной аппаратуре. К ним также относятся трансформаторы работающие на
повышенной частоте.
5. Трансформаторы разделяют по числу рабочих обмоток:
a. Однообмоточные – авторансформаторы. Имеется не только магнитная но и
электрическая связь между обмотками.
b. Двухобмоточные трансформаторы – имеют 2 обмотки электрически изолированные
друг от друга.
c. Моногообмоточные трансформаторы – имеют более 2х обмоток электрически
изолированные друг от друга.
6. Трансформаторы разделяют по числу фаз:
a. Однофазные – число фаз соответственно – одна.
b. Трех фазные – число рабочих фаз соответственно - три.
7. Конструкция трансформаторов: магнитопровод, обмотки, вспомогательные конструкции.
a. В качестве магнитопровода в зависимости от назначения может использоваться
i. В Силовых - трасформаторное железо, в виде отдельных тонких листов
электротехнической стали, защищенной от коррозии и покрытой
слабоповодящей или непроводящей ток веществом.
ii. В Маломощных , специальных трансформаторах и измерительных – используют
чаще всего тоже самое только меньших размеров.
iii. В Высокочастотных и радиотехнических – может использоваться
ферромагнитный материал, с коэффициентом проницаемости в зависимости от
мощности и частоты, или ничего то есть пустой (в нутрии воздух) каркас для
обмоток.
b. Различают трансформаторы: стержневого, броневого, тороидального и специального
типа.
i. Стержневой и броневой тип – наружняя часть магнитопровода называется
ярмом, крепят после насадки на стержень обмотки. Стержни и ярмо крепят друг с
другом очень плотно, чтоб исключить воздушные промежутки ухудшающие
параметры трансформатора.
ii. Тороидальные трансформаторы чаще всего это маломощные устройства – до 1,5
кВт. Тор (или кольцо ), или два овальных сердечника, делаются или из
электротехнической стали или из ферромагнитного материала – феррит.
c. Обмотки трансформаторов. В качестве обмоточного материала используют хорошо
проводящие материалы а вместе с тем относительно дешевые – алюминий и медь.
Такие провода зарекомендовали себя как по техническим параметрам так и по
экономическим, хотя в большинстве силовых трансформаторов используют
алюминиевые обмотки из за дешевизны материала и его легкости по сравнению с
медью.
d. Обмотки разделят на первичные, вторичные, специальные, экранирующие.
i. На первичную обмотку подается – питающее напряжение, не зависимо от того
высокое оно или низкое по сравнению с напряжением на вторичной обмотке.
ii. Вторичными обмотками соответственно называются обмотки с которых
напряжение снимается.
iii. Специальные обмотки – контрольные, измерительные, и пр.
iv. Экранирующие – обмотка чаще всего с одним выводом и служит для
электростатического экранирования обмоток друг от друга. Она хорошо проводит
магнитную индукцию, но не проводит электростатическое воздействие.
Подсоединяется к земле.
v. У трехфазных трансформаторов разделяются способы соединения обмоток как
первичных так и вторичных – звезда, звезда с нейтралью, и треугольник.
e. Вспомогательные конструкции: системы крепления, охлаждения, выводов обмоток.
i. К системам крепления относятся крепление обмоток на сердечниках и крепление
самого трансформатора – все это зависит от конкретного трансформатора, его
мощности, конструктивного исполнения, места применения. Чаще всего
вышеперечисленные устройства стандартизированы и хорошо проверенное
временем эксплуатации.
ii. Системы охлаждения – различают на естественные в маломощный устройствах, и
принудительные в силовых установках (воздушные, масляные, специальные газы
в том числе и водород или жидкости в том числе и вода), с дополнительными
вентиляторами охлаждения и теплообменниками (служащими для отвода тепла
от трансформатора в охлаждающую магистраль).
iii. Вывода обмоток – начиная от естественных проводов обмоток кончая
специальными креплениями в изоляторах высокого напряжения.
Домашнее задание:
Что такое трансформатор?
Для чего служит трансформатор?
Основные виды трансформаторов?
Способы охлаждения силовых трансформаторов?