Виды автотрансформаторов: устройство, принцип действия, схема, типы

Содержание

виды, особенности выбора и сферы применения

В электротехнических работах с целью обеспечения плавной регулировки напряжения переменного тока используются автотрансформаторы (ЛАТР). Они широко распространены в бытовой технике, а также довольно часто встречаются в различном оборудовании (в том числе и в строительном).

В электротехнических работах с целью обеспечения плавной регулировки напряжения переменного тока используются автотрансформаторы (ЛАТР). Они широко распространены в бытовой технике, а также довольно часто встречаются в различном оборудовании (в том числе и в строительном).

Отличительной особенностью автотрансформаторов является наличие двух обмоток, соединенных между собой напрямую. Благодаря такому прямому соединению обеспечивается двойная связь: электрическая и электромагнитная. Автотрансформаторы являются более эффективными, чем обычные трансформаторы. Это обуславливается частичным изменением мощности.

Виды автотрансформаторов

В зависимости от сферы применения, различают несколько типов автотрансформаторов:

1. ЛАТР-1. Используется при напряжении 127 В.
2. ЛАТР-2. Применяется при напряжении 220 В.
3. АДТ. Характеризуется мощностью 25 Вт, применяется редко, так как является устаревшей моделью.
4. ДАТР-1. Используется при слабом потреблении.
5. РНО. Такой прибор необходим при больших нагрузках.
6. АТЦН. Его используют в устройствах измерительного типа (в телеустройствах).
7. ВУ-25-Б. Применяется в защитных схемах с целью сглаживания вторичного тока.

Также автотрансформаторы классифицируются в зависимости от мощности. Они бывают малой и средней мощности (до 1 кВ и выше 1 кВ соответственно). Также есть и силовые варианты.

Сферы применения

Сегодня практически нет такой сферы деятельности, в которой бы не использовались автотрансформаторы. Они применяются в бытовых устройствах и промышленном оборудовании, в приборах связи. Без автотрансформаторов сейчас не обходится производственная сфера, коммунальное хозяйство, металлургия, нефтяная и химическая промышленность. Даже в образовательной сфере они являются незаменимыми, так как используются для демонстрации опытов на уроках химии или физики.

Особенности выбора автотрансформатора

При выборе такого устройства необходимо в первую очередь опираться на сферу применения. Например, для работы мощного промышленного оборудования потребуется одна модель, а для обеспечения автомобильной магнитолы питанием – совершенно другая.

Из числа главных критериев выбора автотрансформатора стоит выделить:
• мощность;
• напряжение питания;
• интервал регулировки (с повышением напряжения или с его понижением).
Что касается мощности устройства, то ее можно определить путем суммирования нагрузки всех потребителей. То есть мощность выбранного автотрансформатора должна быть хотя бы немного больше общей мощности всех потребителей.
Для домашней сети необходимо выбирать автотрансформатор на 220 В. Если же сеть имеет 3 фазы, то на 380 В.

Преимущества и недостатки автотрансформаторов

Такие устройства обладают высоким КПД, что является несомненным плюсом. Также они изготовляются довольно компактными и легкими, поэтому их можно перевозить с места на место. Кроме этого, преимуществом автотрансформаторов является их невысокая стоимость.

Но есть у этих устройств и недостатки: зачастую они применяются в схемах по типу «звезда». Нейтраль при этом заземляется. При соединении по другим схемам возникают неудобства, поэтому в основном они используются только со звездной схемой.

Также минусом является и отсутствие изоляции друг относительно друга в электрических цепях. Для обеих обмоток изоляция должна быть выполнена для высокого напряжения из-за наличия электрической связи обмоток.

Кроме этого, не допускается использование автотрансформаторов на 6-10 киловольт в виде силовых при уменьшении напряжения до 380 В. Причина заключается в том, что такое оборудование характеризуется открытым доступом, поэтому в случае аварии напряжение из первичной обмотки может попасть на вторичную.

Автотрансформаторы ЛАТРы недорого в Москве с доставкой

Автотрансформатор ЛАТР (лабораторный автотрансформатор) – устройство, предназначенное для плавной регулировки напряжения с различными видами электронной техники. Лабораторный автотрансформатор ЛАТР не обладает высокой мощностью, но вполне подходит для контроля переменного тока от любого типа сети.

Особенностью ЛАТР является наличие одиночной обмотки, которая может принимать на себя обязанности вторичной. Этот процесс полностью регулируется пользователем.

На нашем сайте вы можете ознакомиться с различными видами автотрансформаторов ЛАТР и уточнить их характеристики по телефону 8 (800) 100-73-84.

Виды автотрансформаторов ЛАТР

Классификацию устройств можно провести по мощности:

  • низкие – мощность до 1000 вольт;
  • средние – свыше 1000 вольт;
  • силовые.

По типу подключаемой сети могут использоваться одно- и трехфазные модели. Автотрансформатор однофазный ЛАТР имеет одну обмотку и один сердечник. Трехфазные состоят из трех сердечников, каждый из которых имеет обмотку. Главным отличием автотрансформаторов ЛАТР является способность повышать и понижать напряжение. При этом диапазон работы может включать величины от 0 до 450 вольт.

Автотрансформатор ЛАТР чаще всего применяется в лабораториях и научно-исследовательских институтах и центрах. Он отлично подходит для высокочувствительного оборудования и способен выдавать постоянное напряжение, требуемое для данных устройств. Но для автотрансформатора существуют ограничения – при наличии постоянно нестабильной сети, резких перепадов напряжения ЛАТР будет бесполезен. В таком случае необходим будет стабилизатор.

Преимущества автотрансформатора ЛАТР

Мы представляем автотрансформаторы ЛАТР от компании Ресанта, которые обладают следующими достоинствами:

  • высокий коэффициент полезного действия;
  • особенности внутреннего строения аппарата позволяют значительно экономить;
  • небольшой вес и умеренные габариты дают возможность спокойно перемещать прибор, а не загромождать пространство после установки;
  • невысокая стоимость, долгосрочность;
  • плавная регулировка напряжения, низкая погрешность, подача постоянного тока на выходе.

Выбирая автотрансформатор, обратите внимание на показатели мощности прибора для подключения всех потребителей, интервал регулировки и напряжение питания.

Купить автотрансформатор ЛАТР

В нашем каталоге представлены лабораторные автотрансформаторы различной мощности и технических характеристик для предприятий. Цена на автотрансформатор ЛАТР зависит от мощности и дополнительных функций аппарата.

Если вы затрудняетесь с выбором, обратитесь к нашим консультантам. Звоните 8 (800) 100-73-84.

Заказывайте автотрансформатор ЛАТР на нашем сайте – мы предоставляем выгодные цены и высокое качество товара.

Автотрансформаторы. Специальные типы трансформаторов — Студопедия

Специальные типы трансформаторов

Автотрансформаторы – это такие трансформаторы, в которых первичная и вторичная обмотки имеют не только электромагнитную связь, но и электрическую. И если в трансформаторах передача энергии осуществляется только за счёт магнитного поля, то в автотрансформаторах – ещё и за счёт электрической связи. В автотрансформаторах первичная обмотка включена в сеть параллельно, а вторичная – последовательно, при этом устройство обмоток и их расположения на стержнях такое же, как и в обычных трансформаторах. Автотрансформатор может служить как для повышения, так и для понижения напряжения. Электрические схемы повышающего трансформатора представлены на рис. 2.72.

В любом случае,

. (2.151)

Пренебрежём потерями, падениями напряжения в обмотках и намагничивающим током. Тогда ЭДС, ток и напряжения связаны так:

. (2.152)

С другой стороны, коэффициент трансформации напряжений и токов первичной и вторичной сетей автотрансформатора:

(2.153)

В автотрансформаторах не вся мощность передаётся посредством магнитного поля, часть мощности передаётся электрическим путём, следовательно, в автотрансформаторах различают мощности:


1. Проходная (внешняя) мощность, передаваемая из одной сети в другую:

. (2.154)

2. Расчётная (внутренняя) мощность, передаваемая посредством магнитного поля из первичной обмотки во вторичную:

(2.155)

Проходная мощность больше расчётной , т.к. часть мощности передаётся электрическим путём. Расход материалов, габариты и стоимость автотрансформатора определяется расчётной мощностью, и поэтому в принципе применение автотрансформаторов выгоднее, чем применение обычных двухобмоточных трансформаторов, у которых .

В автотрансформаторах:

. (2.156)

Отсюда следует, что применение автотрансформаторов тем выгоднее, чем ближе к единице. Обычно . Если обозначить расход (вес) активных материалов автотрансформатора как GАТ, а обычного двухобмоточного трансформатора как GТР, то

. (2.157)

Допустим, , тогда , т.е. расход активных материалов автотрансформатора меньше в 2 раза, чем обычного двухобмоточного трансформатора. Но напряжения короткого замыкания связаны аналогичным соотношением:

. (2.158)

Отсюда, напряжение короткого замыкания автотрансформатора меньше, чем обычного двухобмоточного трансформатора. Это недостаток автотрансформатора, т.к. ток короткого замыкания больше, чем обычного двухобмоточного трансформатора. Вместе с тем, электрические потери в автотрансформаторе меньше, т.к.

(2.159)

А, следовательно, КПД автотрансформатора больше, чем обычного двухобмоточного трансформатора.

Таким образом, применение автотрансформаторов в принципе выгоднее, чем обычных трансформаторов, т.к. у них меньше вес, габариты, потери, выше КПД, чем у обычных двухобмоточных трансформаторов, но необходимо изоляцию каждой обмотки относительно корпуса рассчитывать на напряжение сети высокого напряжения, и изоляцию потребителей необходимо рассчитать на высокое напряжение.


Трёхобмоточные трансформаторы

Трёхобмоточные трансформаторы используются на электростанциях для питания распределительных сетей с различными номинальными напряжениями и позволяют достичь экономии в капитальных затратах за счёт установки меньшего числа трансформаторов. Трёхобмоточные трансформаторы могут иметь одну первичную обмотку и две вторичных или две первичных обмотки и одну вторичную. Наиболее распространены трёхобмоточные трансформаторы с одной первичной и двумя вторичными обмотками. Конструктивное устройство такого трансформатора представлено на рис. 2.73.

При этом на одном стержне располагается несколько обмоток (в случае многообмоточного трансформатора), или 3 обмотки – у трёхобмоточного трансформатора – обмотка низкого напряжения (ОНН), обмотка среднего напряжения (ОСН), обмотка высокого напряжения (ОВН).


Вторичные обмотки обозначим индексами 2 и 3, а первичную – 1. Тогда коэффициенты трансформации:

(2.160)

Если привести вторичные обмотки к числам витков первичной, то получаем уравнения напряжений и токов трёхобмоточного трансформатора:

(2.161)

Если пренебречь намагничивающим контуром, то получим упрощённую схему замещения (рис. 2.74).

Векторная диаграмма приводится на рис. 2.75.

Векторная диаграмма показывает, что вторичные цепи взаимно связаны. При изменении нагрузки в одной из вторичных цепей, допустим, увеличится, ток также возрастёт (согласно правилу Ленца), тогда тоже увеличится, а, значит, согласно первому уравнению выше приведённой системы уравнений, уменьшится. Изменение ЭДС влечёт за собой изменение напряжения на обеих вторичных обмотках.

Параметры схемы замещения определяются из опытов короткого замыкания. При этом необходимо провести три опыта короткого замыкания, замыкая по очереди каждую обмотку. Определение параметров приводится в литературе /1/. Сопротивления намагничивающего контура определяются из опыта холостого хода, как для двухобмоточного трансформатора.

В настоящее время производятся трёхобмоточные трансформаторы со следующими соотношениями номинальных мощностей трёх обмоток. Указаны в следующей последовательности: обмотка ВН, СН (среднего напряжения), НН:

1. 100%; 100%;100%.

2. 100%; 100%;67%.

3. 100%; 67%; 100%.

4. 67%; 67%; 100%.

Стандартные схемы соединения: Y/Y0/Δ–0–11; Y0/ Δ /Δ–11–11.

Автотрансформатор

Пользователи также искали:

автотрансформатор формулы, автотрансформатор и трансформатор разница, автотрансформатор обозначение, автотрансформатор применение, автотрансформатор ссср, автотрансформатор виды, как выбрать автотрансформатор, недостатки автотрансформатора, автотрансформатора, Автотрансформатор, автотрансформатор, обозначение, автотрансформатор и трансформатор разница, недостатки автотрансформатора, как выбрать автотрансформатор, автотрансформатор формулы, автотрансформатор виды, автотрансформатор обозначение, ссср, применение, трансформатор, разница, недостатки, выбрать, формулы, виды, автотрансформатор применение, автотрансформатор ссср, пассивные компоненты. автотрансформатор,

...

Основные понятия и классификация трансформаторов, Автотрансф...

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про классификация трансформаторов, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое классификация трансформаторов,трансформатор,автотрансформатор , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Источники питания радиоэлектронной аппаратуры

трансформатор - это статический электромагнитный аппарат, преобразующий параметры электрической энергии переменного тока (напряжение, ток, форму, число фаз и пр.). Трансформатор представляет собой магнитопровод с нанесенной на него одной или несколькими обмотками .

В зависимости от назначения трансформаторы делят на силовые, согласующие, разделительные и импульсные.

По схемному исполнению различают однообмоточные или автотрансформатор ы и многообмоточные (рисунок 1).


Рисунок 1 – Автотрансформатор (а) и многообмоточный трансформатор (б)

По конструктивному исполнению трансформаторы различают: броневые, стержневые, тороидальные, трехфазные, кольцевые и кабельные. Все они отличаются условиями охлаждения и индуктивностью рассеяния. Расположение обмоток на магнитопроводах (сердечниках) черным цветом показано на рисунке 2.


Рисунок 2. – Конструктивное исполнение трансформаторов

Часть магнитопровода, на которую нанесена обмотка, называется стержень, а открытая часть – ярмо. Наименьшей индуктивностью рассеяния обладает тороидальный трансформатор (весь магнитопровод охвачен обмотками!), а наибольшей – кабельный. Наихудшими условиями охлаждения сердечника также обладает тороидальный трансформатор, поскольку потерям (теплу) из сердечника уходить некуда. Наиболее известны и распространены первые три конструкции. Их расположение в порядке возрастания индуктивности рассеяния: в, б, а. Расположение в порядке улучшения условий охлаждения сердечника такое же: в, б, а. Именно проблема отвода тепла привела к появлению трансформаторов с воздушными радиаторами, с водяным и с масляным охлаждением, но это уже специальные типы трансформаторов.

А́втотрансформа́тор — вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую и имеют за счет этого не только магнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные электрические напряжения.

Преимуществом автотрансформатора является более высокий КПД, поскольку лишь часть мощности подвергается преобразованию — это особенно существенно, когда входное и выходное напряжения отличаются незначительно. Недостатком является отсутствие электрической изоляции (гальванической развязки) между первичной и вторичной цепью. В промышленных сетях, где наличие заземления нулевого провода обязательно, этот фактор роли не играет, зато существенным является меньший расход стали для сердечника, меди для обмоток, меньший вес и габариты, и в итоге — меньшая стоимость.

Распространены аббревиатуры:

ЛАТРЛабораторный АвтоТрансформатор Регулируемый.

РНОРегулятор Напряжения Однофазный.

РНТРегулятор Напряжения Трехфазный.

Схема «безопасного» автотрансформатора . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Слева — обычное включение. Справа — через разделительный трансформатор( применяются там, где необходима гальваническая развязка первичной и вторичной (нагрузка) цепей, а также изоляция подключаемого оборудования от контура заземления. Для повышения электробезопасности электрооборудование рекомендуется подключать в сеть через разделительный трансформатор)

Принцип работы автотрансформатора

Схема понижающего автотрансформатора с плавной регулировкой выходного напряжения

Предположим, что источник электрической энергии (сеть переменного тока) подключен к виткам ω 1 обмотки автотрансформатора, а потребитель — к некоторой части этой обмотки ω 2.

При прохождении переменного тока по обмотке автотрансформатора возникает переменный магнитный поток, индуцирующий в этой обмотке электродвижущую силу, величина которой прямо пропорциональна числу витков обмотки.

Следовательно, если во всей обмотке автотрансформатора, имеющей число витков ω 1, индуцируется электродвижущая сила E1, то в части этой обмотки, имеющей число витков ω 2, индуцируется электродвижущая сила E2. Соотношение величин этих ЭДС выглядит так: — коэффициент трансформации.

Так как падение напряжения в активном сопротивлении обмотки автотрансформатора относительно мало, то им практически можно пренебречь и считать справедливыми равенства

где U1 — напряжение источника электрической энергии, поданное на всю обмотку автотрансформатора, имеющую число витков ω 1;

U2 — напряжение, подаваемое к потребителю электрической энергии, снимаемое с той части обмотки автотрансформатора, которая обладает количеством витков ω 2.

Следовательно, .

Напряжение U1, приложенное со стороны источника электрической энергии ко всем виткам ω 1 обмотки автотрансформатора, во столько раз больше напряжения U2, снимаемого с части обмотки, обладающей числом витков ω 2, во сколько раз число витков ω 1 больше числа витков ω 2.

Если к автотрансформатору подключен потребитель электрической энергии, то под влиянием напряжения U2 в нем возникает электрический ток, действующее значение которого обозначим как I2.

Соответственно в первичной цепи автотрансформатора будет ток, действующее значение которого обозначим как I1.

Однако ток в верхней части обмотки автотрансформатора, имеющей число витков(ω 1-ω 2) будет отличаться от тока в нижней ее части, имеющей количество витков ω 2. Это объясняется тем, что в верхней части обмотки протекает только ток I1, а в нижней части — некоторый результирующий ток, представляющий собой разность токов I1 и I2. Дело в том, что согласно правилу Ленца индуцированное электрическое поле в обмотке автотрансформатора ω 2 направлено навстречу электрическому полю, созданному в ней источником электрической энергии. Поэтому токи I1 и I2. в нижней части обмотки автотрансформатора направлены навстречу друг другу, то есть находятся в противофазе.

Сами токи I1 и I2., как и в обычном трансформаторе, связаны соотношением или .

Так как в понижающем трансформаторе и результирующий ток в нижней обмотке автотрансформатора равен I2-I1.

Следовательно, в той части обмотки автотрансформатора, с которой подается напряжение на потребитель, ток значительно меньше тока в потребителе, то есть I2-I1 << I2.

Это позволяет значительно снизить расход энергии в обмотке автотрансформатора на нагрев ее проволоки (См. Закон Джоуля — Ленца) и применить провод меньшего сечения, то есть снизить расход цветного металла, уменьшить вес и габариты автотрансформатора.

Если автотрансформатор повышающий, то напряжение со стороны источника электрической энергии подводится к части витков обмотки трансформатора ω 1, а на потребитель подводится напряжение со всех его витков ω 2.

Применение автотрансформаторов

Автотрансформатор для питания телевизоров, СССР, 1960-е — 1970-е гг. Напряжение плавно регулировалось перемещением «ползунка» на верхней панели, контроль по показаниям вольтметра.

Автотрансформатор с регулированием напряжения. Защитный кожух снят. Сзади видна снятая верхняя панель со шкалой, деления показывают, какое напряжение будет подаваться потребителю.

Автотрансформаторы применяются в телефонных аппаратах, радиотехнических устройствах, для питания выпрямителей и т. д. Достаточно широкое применение автотрансформаторы получили в СССР: для ручной стабилизации питающего напряжения ламповый телевизор подключался к сети через ЛАТР и перед включением самого телевизора производилась ручная регулировка напряжения до номинального значения. Причиной этому было то, что в электросетях зачастую регулярно наблюдалось повышенное или пониженное напряжение, что могло повредить дорогостоящий телевизионный приемник и даже привести к возгоранию.

В дальнейшем для этой задачи более эффективно применялись автоматические феррорезонансные стабилизаторы. В последующих моделях телевизоров (УПИМЦТ и тп), вместо пожароопасного силового трансформатора стал применяться импульсный блок питания, что сделало использование внешних стабилизаторов напряжения излишним.

Электрификация железных дорог по системе 2×25 кВ

Электрификация железных дорог

В СССР (и на постсоветском пространстве) часть железных дорог электрифицирована на переменном токе 25 киловольт, частотой 50 Герц. С тяговой подстанции в контактный провод подается высокое напряжение , обратным проводом служит рельс. Однако, на малонаселенных территориях нет возможности часто располагать тяговые подстанции (к тому же трудно найти квалифицированный персонал для их обслуживания, а также создать для людей должные жилищно-бытовые условия).

Для малонаселенных территорий разработана система электрификации 2×25 кВ (два по двадцать пять киловольт).

На опорах контактной сети (сбоку от железнодорожного полотна и контактного провода) натянут специальный питающий провод, в который подается напряжение 50 тыс. вольт от тяговой подстанции. На железнодорожных станциях (или на перегонах) установлены малообслуживаемые понижающие автотрансформаторы, вывод обмотки {\displaystyle \omega _{1}} подключен к питающему проводу, а вывод обмотки {\displaystyle \omega _{2}} — к контактному проводу. Общим (обратным) проводом является рельс. На контактный провод подается половинное напряжение от 50 кВ, то есть 25 кВ .

Данная система позволяет реже строить тяговые подстанции, а также уменьшаются тепловые потери. Электровозы и электропоезда переменного тока в переделке не нуждаются.

Статью про классификация трансформаторов я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развии теории и практики, ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты. Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое классификация трансформаторов,трансформатор,автотрансформатор и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Источники питания радиоэлектронной аппаратуры

Виды трансформаторов, определения. - Статьи об энергетике





Трансформатор(от лат. transformo — преобразовывать) — электрический аппарат, имеющий две или более индуктивно связанные обмотки и предназначенный для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока (ГОСТ Р52002-2003).

Трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного магнито-мягкого материала.

История:

Для создания трансформаторов необходимо было изучение свойств материалов: неметаллических, металлических и магнитных, создания их теории.

Столетов Александр Григорьевич сделал первые шаги в этом направлении — обнаружил петлю гистерезиса и доменную структуру ферромагнетика (1880-е).

Братья Гопкинсоны разработали теорию электромагнитных цепей.

В 1831 году английским физиком Майклом Фарадеем было открыто явление электромагнитной индукции, лежащее в основе действия электрического трансформатора, при проведении им основополагающих исследований в области электричества.

Схематичное изображение будущего трансформатора впервые появилось в 1831 году в работах Фарадея и Генри. Однако ни тот, ни другой не отмечали в своём приборе такого свойства трансформатора, как изменение напряжений и токов, то есть трансформирование переменного тока.

В 1848 году французский механик Г. Румкорф изобрёл индукционную катушку особой конструкции. Она явилась прообразом трансформатора.

30 ноября 1876 года, дата получения патента Яблочковым Павлом Николаевичем, считается датой рождения первого трансформатора. Это был трансформатор с разомкнутым сердечником, представлявшим собой стержень, на который наматывались обмотки.

Первые трансформаторы с замкнутыми сердечниками были созданы в Англии в 1884 году братьями Джоном и Эдуардом Гопкинсон.

Большую роль для повышения надежности трансформаторов сыграло введение масляного охлаждения (конец 1880-х годов, Д.Свинберн). Свинберн помещал трансформаторы в керамические сосуды, наполненные маслом, что значительно повышало надежность изоляции обмоток.

С изобретением трансформатора возник технический интерес к переменному току. Русский электротехник Михаил Осипович Доливо-Добровольский в 1889 г. предложил трёхфазную систему переменного тока, построил первый трёхфазный асинхронный двигатель и первый трёхфазный трансформатор. На электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне в 1891 г. Доливо-Добровольский демонстрировал опытную высоковольтную электропередачу трёхфазного тока протяжённостью 175 км. Трёхфазный генератор имел мощность 230 кВт при напряжении 95 В.

1928 год можно считать началом производства силовых трансформаторов в СССР, когда начал работать Московский трансформаторный завод (впоследствии — Московский электрозавод).

В начале 1900-х годов английский исследователь-металлург Роберт Хедфилд провёл серию экспериментов для установления влияния добавок на свойства железа. Лишь через несколько лет ему удалось поставить заказчикам первую тонну трансформаторной стали с добавками кремния.

Следующий крупный скачок в технологии производства сердечников был сделан в начале 30-х годов XX в, когда американский металлург Норман П. Гросс установил, что при комбинированном воздействии прокатки и нагревания у кремнистой стали появляются незаурядные магнитные свойства в направлении прокатки: магнитное насыщение увеличивалось на 50 %, потери на гистерезис сокращались в 4 раза, а магнитная проницаемость возрастала в 5 раз.

Виды трансформаторов:

-Силовой трансформатор
Силовой трансформатор — трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, предназначенных для приёма и использования электрической энергии.

-Автотрансформатор
Автотрансформатор — вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только электромагнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные напряжения. Преимуществом автотрансформатора является более высокий КПД, поскольку лишь часть мощности подвергается преобразованию — это особенно существенно, когда входное и выходное напряжения отличаются незначительно. Недостатком является отсутствие электрической изоляции (гальванической развязки) между первичной и вторичной цепью. Применение автотрансформаторов экономически оправдано вместо обычных трансформаторов для соединения эффективно заземленных сетей с напряжением 110 кВ и выше при коэффициентах трансформации не более 3-4.Существенным является меньший расход стали для сердечника, меди для обмоток, меньший вес и габариты, и в итоге — меньшая стоимость.

Трансформатор тока
Трансформатор тока — трансформатор, питающийся от источника тока. Типичное применение — для снижения первичного тока до величины, используемой в цепях измерения, защиты, управления и сигнализации. Номинальное значение тока вторичной обмотки 1А , 5А. Первичная обмотка трансформатора тока включается в цепь с измеряемым переменным током, а во вторичную включаются измерительные приборы. Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока, равен току первичной обмотки, деленному на коэффициент трансформации. ВНИМАНИЕ! Вторичная обмотка токового трансформатора должна быть надёжно замкнута на низкоомную нагрузку измерительного прибора или накоротко. При случайном или умышленном разрыве цепи возникает скачок напряжения, опасный для изоляции, окружающих электроприборов и жизни техперсонала!

Трансформатор напряжения
Трансформатор напряжения — трансформатор, питающийся от источника напряжения. Типичное применение — преобразование высокого напряжения в низкое в цепях, в измерительных цепях и цепях РЗиА. Применение трансформатора напряжения позволяет изолировать логические цепи защиты и цепи измерения от цепи высокого напряжения.

Импульсный трансформатор
Импульсный трансформатор — это трансформатор, предназначенный для преобразования импульсных сигналов с длительностью импульса до десятков микросекунд с минимальным искажением формы импульса. Основное применение заключается в передаче прямоугольного электрического импульса (максимально крутой фронт и срез, относительно постоянная амплитуда). Он служит для трансформации кратковременных видеоимпульсов напряжения, обычно периодически повторяющихся с высокой скважностью. В большинстве случаев основное требование, предъявляемое к ИТ заключается в неискажённой передаче формы трансформируемых импульсов напряжения; при воздействии на вход ИТ напряжения той или иной формы на выходе желательно получить импульс напряжения той же самой формы, но, быть может, иной амплитуды или другой полярности.

Разделительный трансформатор
Разделительный трансформатор — трансформатор, первичная обмотка которого электрически не связана со вторичными обмотками. Силовые разделительные трансформаторы предназначены для повышения безопасности электросетей, при случайных одновременных прикасаний к земле и токоведущим частям или нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции.Сигнальные разделительные трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку электрических цепей.

Пик-трансформатор
Пик-трансформатор — трансформатор, преобразующий напряжение синусоидальной формы в импульсное напряжение с изменяющейся через каждые полпериода полярностью.

Сдвоенный дроссель
Сдвоенный дроссель (встречный индуктивный фильтр) — конструктивно является трансформатором с двумя одинаковыми обмотками. Благодаря взаимной индукции катушек он при тех же размерах более эффективен, чем обычный дроссель. Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания; в дифференциальных сигнальных фильтрах цифровых линий, а также в звуковой технике.

Трансфлюксор
Трансфлюксор — разновидность трансформатора, используемая для хранения информации. Основное отличие от обычного трансформатора — это большая величина остаточной намагниченности магнитопровода. Иными словами трансфлюксоры могут выполнять роль элементов памяти. Помимо этого трансфлюксоры часто снабжались дополнительными обмотками, обеспечивающими начальное намагничивание и задающими режимы их работы. Эта особенность позволяла (в сочетании с другими элементами) строить на трансфлюксорах управляемых генераторов, элементов сравнения и искусственных нейронов.


Автотрансформатор, Трансформатор тока, Разделительный трансф, трансформатор, Импульсный трансформатор, Трансформатор напряжения, Силовой трансформатор

Всего комментариев: 0


Виды трансформаторов | Электрика в квартире, ремонт бытовых электроприборов

Просмотров 94 Опубликовано Обновлено

Трансформатор — это статическое электромагнитное устройство, которое имеет две или более обмоток, индуктивно связанных между собой и предназначенных для преобразования одной системы переменного тока в другую систему, посредством электромагнитной индукции.

Трансформатор состоит из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных обмоток (ленточных или проволочных), намотанных на ферромагнитный сердечник (магнитопровод).

Виды трансформаторов

Силовой трансформатор


Силовой трансформатор — это трансформатор, который преобразует электроэнергию в электрических сетях и в установках, предназначенных для приёма и использования электрической энергии.

Автотрансформатор


Автотрансформатор — трансформатор, где первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только электромагнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные напряжения. Преимуществом автотрансформатора является более высокий КПД, поскольку лишь часть мощности подвергается преобразованию — это особенно существенно, когда входное и выходное напряжения отличаются незначительно. Недостатком является отсутствие электрической изоляции (гальванической развязки) между первичной и вторичной цепью. Применение автотрансформаторов экономически оправдано вместо обычных трансформаторов для соединения эффективно заземленных сетей с напряжением 110 кВ и выше при коэффициентах трансформации не более 3-4. Существенным плюсом является меньший расход стали для сердечника, меди для обмоток, меньший вес и габариты, и в итоге — меньшая стоимость.

Трансформатор тока


Трансформатор тока — трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику тока. Типичное применение — для снижения первичного тока до величины , используемой в цепях измерения, защиты, управления и сигнализации. Номинальное значение тока вторичной обмотки 1 А, 5 А. Первичная обмотка трансформатора тока включается в цепь с измеряемым переменным током, а во вторичную включаются измерительные приборы. Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока, равен току первичной обмотки, деленному на коэффициент трансформации.

Трансформатор напряжения


Трансформатор напряжения — трансформатор, питающийся от источника напряжения. Типичное применение — преобразование высокого напряжения в низкое в цепях, в измерительных цепях и цепях РЗиА (релейная защита и автоматика). Применение трансформатора напряжения позволяет изолировать логические цепи защиты и цепи измерения от цепи высокого напряжения.

Импульсный трансформатор


Импульсный трансформатор — это трансформатор, предназначенный для преобразования импульсных сигналов с длительностью импульса до десятков микросекунд с минимальным искажением формы импульса. Основное применение заключается в передаче прямоугольного электрического импульса (максимально крутой фронт и срез, относительно постоянная амплитуда). Он служит для трансформации кратковременных видеоимпульсов напряжения, обычно периодически повторяющихся с высокой скважностью. В большинстве случаев основное требование, предъявляемое к ИТ заключается в неискажённой передаче формы трансформируемых импульсов напряжения; при воздействии на вход ИТ напряжения той или иной формы на выходе желательно получить импульс напряжения той же самой формы, но, быть может, иной амплитуды или другой полярности.

Разделительный трансформатор


Разделительный трансформатор — трансформатор, первичная обмотка которого электрически не связана со вторичными обмотками. Силовые разделительные трансформаторы предназначены для повышения безопасности электросетей, при случайных одновременных прикасаний к земле и токоведущим частям или нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции . Сигнальные разделительные трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку электрических цепей.

Пик-трансформатор

Пик-трансформатор — трансформатор, преобразующий напряжение синусоидальной формы в импульсное напряжение с изменяющейся через каждые полупериода полярностью.

Руководство по выбору автотрансформаторов

: типы, характеристики, применение

Автотрансформаторы - это особый тип силового трансформатора с одной обмоткой. Часть этой одиночной катушки служит частью первичной и вторичной обмоток. Различные напряжения получаются путем отвода или соединения в разных точках обмотки, которая имеет не менее трех отводов, где выполняются электрические соединения. И источник напряжения, и электрическая нагрузка подключаются к двум отводам.Отвод на конце обмотки служит общим соединением для обеих цепей. Обычно автотрансформаторы используются в приложениях с низким энергопотреблением и для соединения систем, работающих на разных классах напряжения. Они могут быть водонепроницаемыми, рассчитаны на использование вне помещений или оснащены кожухами NEMA.

Технические характеристики

Технические характеристики автотрансформаторов включают:

  • диапазон рабочих частот
  • максимальное номинальное первичное напряжение
  • максимальное номинальное вторичное напряжение
  • Максимальный номинальный вторичный ток
  • номинальная мощность
  • рабочая температура

Типы

Существует три основных типа продуктов: однофазные, трехфазные (многофазные) и переменные.

  • Однофазные автотрансформаторы, как следует из названия, работают с однофазным напряжением.
  • Трехфазные автотрансформаторы - это многофазные устройства, в которых три первичные обмотки соединены вместе, а три вторичные обмотки соединены вместе.
  • Переменные автотрансформаторы, или вариаки, имеют скользящий кран.

Тип сердечника и метод охлаждения являются важными характеристиками, которые следует учитывать при выборе автотрансформатора. Существует три основных типа сердечника: ламинированный, разъемный и тороидальный.Также доступны автотрансформаторы с другими частями или собственными типами сердечников. Выбор метода охлаждения включает воздушное, масляное и водяное охлаждение. Силовые трансформаторы сухого типа или с воздушным охлаждением сердечника не имеют. Вместо этого корпус трансформатора вентилируется, чтобы пропускать воздух. В маслонаполненных автотрансформаторах обмотка и сердечник погружаются в масло для охлаждения устройства. Масло также используется как изолятор.

Характеристики

Автотрансформаторы

различаются по количеству витков обмотки и выходному напряжению.В повышающих трансформаторах вторичное напряжение больше первичного. В понижающих устройствах вторичное напряжение меньше первичного. Вариаки, или регулируемые автотрансформаторы (автоформеры), имеют настройку для изменения передаточного числа по мере необходимости. Однозначные устройства имеют коэффициент поворота 1: 1 или около 1: 1. Существует два варианта выходного напряжения: переменный ток (AC) и постоянный ток (DC). Обычно значения выходного напряжения переменного тока для автотрансформаторов выражаются как среднеквадратические (RMS) значения.

Дополнительная информация

Сообщество

CR4 - Почему автотрансформаторы всегда запускаются с нуля?

Сообщество CR4 - автоматические выключатели на входе автотрансформаторов отключаются при явно нормальной нагрузке

Сообщество CR4 - Коэффициент автотрансформатора

Сообщество CR4 — Автотрансформатор

Изображение предоставлено:

© Раймонд Спеккинг / CC BY-SA 4.0


Трансформаторы переменного и регулируемого напряжения

Variacs | Трансформаторы переменного и регулируемого напряжения

В мире электрических цепей и электротехнических проектов трансформаторы определяются как пассивные электрические устройства, способные передавать энергию из одной цепи в другую (или даже во множество других цепей).Обычно они имеют две или более катушек и две цепи - первичную и вторичную.

Существует дюжина различных типов трансформаторов; каждая из них предназначена для выполнения уникальных или особых требований. В этом разделе мы рассмотрим трансформаторы переменного напряжения, также известные как «переменные».

Что такое трансформаторы переменного напряжения?

Трансформаторы переменного напряжения (также известные как регулируемые трансформаторы напряжения) - это трансформаторы, которые могут создавать различные уровни выходного напряжения всего из одного входного напряжения.Они предоставляют пользователям эффективный и беспроблемный способ изменения напряжения за короткое время.

Компенсация - одна из основных причин, по которой люди захотят так быстро изменить вторичное напряжение. При изменении входящего линейного напряжения лучше всего, чтобы вторичное напряжение, обслуживающее нагрузку, оставалось регулируемым. Это снижает риск сильных колебаний или постоянного скачка напряжения. Вот почему поддерживается предел допуска напряжения - от полувольта до нескольких вольт.

Трансформаторы переменного напряжения

, честно говоря, лучший выбор для профессионалов и любителей, которым нужен более универсальный вариант для изменения соотношения между первичной и вторичной обмотками. Они широко доступны, просты в эксплуатации и (в зависимости от модели и бренда) могут быть интуитивно понятными. Вы даже можете запрограммировать трансформаторы переменного напряжения на автоматическую настройку для поддержания постоянного или регулярного выходного напряжения.

Что такое вариаки?

Чтобы полностью объяснить, что такое вариак, вам нужно знать, что такое «переменный автотрансформатор».

«Автотрансформатор » - это трансформатор, который состоит только из одной катушки, совместно используемой как первичной, так и вторичной стороной цепи. Термин «переменный» в регулируемом автотрансформаторе в основном относится к отношению первичных обмоток к вторичным обмоткам, то есть отношению вторичного напряжения к первичному напряжению.

« Variac » - это общее название регулируемых автотрансформаторов.

Variacs, пожалуй, самый популярный тип трансформаторов переменного напряжения.Это блоки питания переменного тока, которые дешевле, меньше по размеру и намного более портативны, чем двухобмоточные трансформаторы. У них также есть ряд полезных повседневных и промышленных приложений, которые делают их очень востребованными.

От энергосберегающих моделей до промышленных - определенно найдется вариант, отвечающий вашим конкретным потребностям.

Вариакальная структура

Несмотря на то, что разные типы вариаторов будут иметь вариации в конструкции, все модели имеют примерно одинаковую базовую структуру.

Детали вариатора / регулируемого автотрансформатора:

  • Первичная обмотка
  • Вторичная обмотка
  • Ламинированный магнитопровод
  • Угольная щетка (для вторичного напряжения, вращается)
  • Угольная щетка (регулируемое нажатие, перемещение вверх и вниз)

Как это работает:

Переменные автотрансформаторы имеют одну частично открытую обмотку - первичную обмотку - намотанную вокруг многослойного магнитного сердечника. Угольная щетка (также известная как подвижный дворник) расположена таким образом, что может создавать электрическое соединение с обмоткой.Первичное соединение трансформатора осуществляется с обоих концов первичной обмотки.

Это вторичное соединение, называемое общим соединением, выполняется только с одним концом обмотки и осуществляется через подвижную угольную щетку. Угольная щетка может вращаться или скользить по открытой части первичной обмотки. Передаточное отношение трансформатора изменяется по мере движения дворника.

Трансформаторы переменного напряжения обычно проектируются с несколькими первичными обмотками, достаточными для создания вторичного регулируемого напряжения, которое можно настраивать от нескольких вольт до долей вольта на оборот.Пока угольная щетка всегда контактирует с первичной обмоткой, вторичное напряжение можно регулировать.

Общие приложения для Variacs

Есть много общих применений и практических применений для variacs. Как мы упоминали ранее, они более портативны и более экономичны, чем обычные блоки питания переменного тока, что в значительной степени делает их лучшим выбором для краткосрочных проектов и случайных хобби. Variacs можно использовать для постепенного восстановления ранее бездействующего электронного оборудования.Их также можно использовать для регулирования серводвигателей и контроля температуры духовок и обогревателей.

Регулировка напряжения при использовании с термостатическим регулированием обеспечивает более равномерный нагрев.

Вы также можете использовать вариаторы для моделирования различных напряжений и условий сети для экспериментов или для питания электрического оборудования, рассчитанного на напряжение, отличное от типичных 120 или 240 В, поставляемых внутри страны.

Вот еще несколько приложений:

  • Регулирующее напряжение
  • Управление заданным входным напряжением для элементов выпрямителя для генерации переменного напряжения постоянного тока от источника переменного тока
  • Работающее электрическое оборудование - обычно двигатели - при правильном или оптимальном напряжении даже при ненормальном или превышающем нормальное напряжение питания
  • Изменение выходного напряжения ступенчатого трансформатора путем управления входным напряжением
  • Запуск синхронных или асинхронных двигателей для обеспечения 50% -60% общего напряжения на статоре двигателя во время запуска.
  • Коррекция напряжения в источниках питания с пониженным или повышенным напряжением в 1-фазных, 2-фазных или 3-фазных цепях
  • Компенсация падений напряжения за счет небольшого увеличения разводки кабеля
  • Управление двигателями переменного и постоянного тока по выпрямленным цепям переменного тока
  • Электропитание вентиляторов и других двигателей с низким пусковым моментом
  • Регулировка яркости / затемнения цепей ламп накаливания
  • Увеличение срока службы лампы за счет работы при напряжении ниже номинального
  • Калибровка электрооборудования и органов управления
  • Компенсация значительных падений напряжения на концах линий, где расстояния слишком велики (например, в сельских распределительных сетях)

Преимущества вариаторов / трансформаторов переменного напряжения

Доступно. Как упоминалось ранее, вариаки - это доступные источники питания переменного тока, которые способны удовлетворить потребности в напряжении и работать на том же уровне, что и трансформаторы или источники питания, которые стоят в четыре раза дороже. Вот почему вариаки пользуются большим спросом у случайных любителей.

Эффективный. Вариакальный трансформатор или автотрансформатор намного более эффективен для преобразования напряжения по сравнению с двухобмоточным трансформатором. Это связано с меньшими омическими потерями и потерями в сердечнике благодаря уменьшению материала трансформатора.

Действует. Трансформаторы переменного напряжения или автотрансформаторы переменного напряжения лучше регулируют напряжение, чем обычный двухобмоточный трансформатор того же номинала. Это связано с их значительно меньшим падением сопротивления и реактивного сопротивления.

Переносимость. Регулируемые автотрансформаторы примерно вдвое меньше стандартного двухобмоточного трансформатора. Это упрощает обращение с ними. Отчасти поэтому они намного дешевле.

Рекомендуемые вариаторы / трансформаторы переменного напряжения

Variac TDGC2-0.5

Компактный и невероятно доступный, этот Variac TDGC2-0.5 рассчитан на входное напряжение 110 В с регулируемым диапазоном выходного напряжения от 0 до 130 В. Энергоэффективная и не искажающая форму сигнала, эта модель способна выдавать максимальный выходной ток 5 А при мощности (кВА) 0,5.

Выход переменного тока не влияет на частоту переменного тока. Это означает, что вы можете изменить входное напряжение 110 В переменного тока при 60 Гц на любое значение от 0 до 130 В - в зависимости от того, что вам нужно - без изменения цикла 60 Гц.

Характеристики и спецификации:

  • Вход: 110 В, 60 Гц
  • Выход: 0-130 В, 60 Гц
  • Размеры: 5 "x 6" x 6,5 "
  • Вес: 5 кг, 11 фунтов.

Примечание: Модель Variac TDGC2-0.5 не преобразует переменный ток в постоянный. Следовательно, для обеспечения выхода переменного тока требуется вход переменного тока.

Популярные приложения:

Этот трансформатор переменного напряжения очень популярен для жарки кофе в домашних условиях.Диапазон напряжения обеспечивает невероятно точный контроль температуры, что важно при выполнении стольких задач, как обжарка кофейных зерен.

Variac TDGC-0.5 может также использоваться в проектах научных лабораторий, при редактировании и усилении звука, а также в приложениях для освещения фильмов или видео.

Variac TDGC2-0.5D с цифровым дисплеем

Портативный и энергоэффективный, Variac TDGC2-0.5D с цифровым дисплеем представляет собой трансформатор переменного напряжения, способный генерировать переменное напряжение от 0 до 130 вольт.Он не искажает форму сигнала и может принимать входное напряжение до 110 вольт. Что касается тока, максимальный выходной ток составляет 5 А при мощности 0,5 (кВА). Вход должен быть переменным током, выход - переменным током и не влияет на входную частоту.

Как и в случае с предыдущей версией, перечисленной здесь, у вас может быть входное напряжение 110 переменного тока и 60 Гц, и этот автотрансформатор будет изменять выходное напряжение переменного тока, не влияя на цикл Гц.

Характеристики и спецификации:

  • Вход: 110 В, 60 Гц
  • Выход: 0-130 В, 60 Гц
  • Размеры: 5 дюймов x 6 дюймов x 6.5 ”
  • Вес: 5 кг, 11 фунтов.
  • Экран: ЖК-дисплей с цифровой индикацией напряжения

Примечание: Модель Variac TDGC2-0.5D не преобразует переменный ток в постоянный. Следовательно, для обеспечения выхода переменного тока требуется вход переменного тока. Он также несовместим с большинством розеток GFI (прерывание замыкания на землю).
Популярные приложения:

Эта модель довольно популярна для аудиопроектов; редактирование, усиление, запись и тому подобное. Это особенно хорошо подходит для старых ламповых усилителей.Другие потенциальные применения включают эксперименты в научных лабораториях, приложения для освещения и небольшие проекты в области электротехники.

Столешница Variac TDGC2-3D

Управляйте выходным напряжением переменного тока легко и с минимальным риском с помощью вариационного трансформатора TDGC2-3D. Эта универсальная модель обеспечивает высокоэффективный выходной сигнал без искажения формы волны - идеально подходит для множества профессиональных и случайных проектов. Он рассчитан на ток до 30 ампер или 2 кВА в пиковом режиме, что составляет 25 А. Однако он не преобразует переменный ток в постоянный и не влияет на частоту цикла.Если ваша система питания обеспечивает частоту 60 Гц, TDGC2-3D не будет искажать выходной сигнал.

Это устройство также оснащено ЖК-цифровым дисплеем, а не стандартным аналоговым дисплеем с циферблатом.

Характеристики и спецификации:

  • Экран: цифровой ЖК-дисплей с подсветкой
  • Выход: 30 А, пиковая 3 кВА | 25А непрерывный
  • Преобразование: вход переменного тока в выход переменного тока

Примечание: Variac TDGC2-3D - довольно мощный блок, рассчитанный на пиковую выходную мощность 30 А.Поскольку большинство домашних розеток рассчитаны только на 15 ампер, убедитесь, что используемый вами блок питания может обеспечивать достаточный ток для безопасной и оптимальной работы этой модели. Также стоит отметить, что пиковая мощность рекомендуется для кратковременной работы, а длительная работа не должна превышать 25 ампер непрерывной выходной мощности.

Популярные приложения:

Эта модель отлично подходит для всех видов домашнего использования. С его помощью можно регулировать температуру для приготовления или обжарки кофейных зерен.К другим менее распространенным, но не менее идеальным приложениям относятся хобби в области электротехники, научные проекты и проекты редактирования / трансляции звука.

Трансформаторы и переменные автотрансформаторы | Блог Simply Smarter Circuitry

Прежде чем мы углубимся в то, что такое переменный автотрансформатор и как он работает, давайте взглянем на обычные трансформаторы.

Трансформатор

A обеспечивает гальваническую развязку, согласование импеданса и переводит напряжения между первичной и вторичной цепями.Переменный ток с одним напряжением подается на первичную сторону трансформатора, что обеспечивает переменный ток на вторичной стороне трансформатора с другим напряжением.

Чтобы понять, как работает трансформатор, необходимо понимать две основные концепции. Во-первых, ток, протекающий по проводу, создает магнитное поле в окружающей области. Таким образом, если вы измените ток, вы измените и магнитное поле. Во-вторых, когда магнитное поле изменяется при наличии цепи, оно вызывает ток в цепи.

Из этих концепций следует, что использование переменного тока для создания изменяющегося магнитного поля вблизи другой цепи будет генерировать электрический ток в цепи - что и происходит в трансформаторе. Стандартный трансформатор состоит из катушек проволоки, одна для первичной обмотки, а другая для вторичной, которые намотаны вокруг железного сердечника, чтобы максимизировать комбинированный магнитный поток и эффективность трансформатора.

Вариак

Регулируемый автотрансформатор, известный как вариак, представляет собой тип трансформатора с одной катушкой, которая используется совместно первичной и вторичной сторонами цепи.Отношение первичной обмотки к вторичной обмотки может меняться, как и отношение вторичного напряжения к первичному.

Внутри вариак очень похож на реостат увеличенного размера, и есть одна частично открытая обмотка, которая позволяет подвижному стеклоочистителю производить электрическое соединение. Первичное соединение трансформатора выполняется на обоих концах обмотки, а вторичное соединение - с одним концом обмотки, известным как общее соединение, а также с подвижным стеклоочистителем.Когда стеклоочиститель перемещается, передаточное отношение трансформатора изменяется.

Одно из применений вариакта - это медленный ввод электронного оборудования в работу после долгих периодов простоя. Вариаки также используются в экспериментах и ​​тестировании электроники для моделирования различных состояний линии и напряжений. Кроме того, вы можете использовать регулируемый автотрансформатор для питания электрооборудования, рассчитанного на напряжения, превышающие сто двадцать или двести сорок вольт (это стандартное напряжение в Соединенных Штатах).

Ник Якубовски

Типы трансформаторов


Промышленные управляющие и закрытые трансформаторы общего назначения

Управляющий трансформатор - это изолирующий трансформатор, предназначенный для обеспечения высокой степени стабильности вторичного напряжения (регулирования) в течение короткого периода состояния перегрузки (также называемого «пусковым током»). Трансформаторы управления обычно рассчитаны на 600 вольт или меньше.

Понижающие трансформаторы Трансформаторы

Buck-Boost - это управляющие трансформаторы с вторичной обмоткой низкого напряжения.Соединяя в поле первичную и вторичную обмотки в конфигурации автотрансформатора, они предлагают экономичное решение для регулировки линейных напряжений, которые немного выше или ниже нормального.

Понижающие-повышающие трансформаторы можно использовать для регулировки стабильных напряжений только . Колеблющиеся линейные напряжения следует регулировать с помощью стабилизатора напряжения.


Реакторы

Воздушный сердечник

Они используются в основном в качестве устройств ограничения тока или напряжения, особенно там, где большие токи могут попасть в систему, которая потребляет небольшое количество энергии.Примером может служить телефонная система, которая использует очень малые напряжения, где ток в аварийном состоянии должен быть сведен к минимуму.

Железный сердечник

Реактор с железным сердечником обеспечивает такое же регулирование тока или напряжения в системе, что и его аналог с воздушным сердечником. Блоки с железным сердечником, как правило, используются в небольших приложениях, где переменные требуют большего или более чувствительного контроля.


Изоляционные трансформаторы привода Изолирующие трансформаторы

предназначены для питания приводов переменного и постоянного тока с регулируемой скоростью.Гармоники, создаваемые приводами типа SCR, требуют тщательного проектирования, чтобы соответствовать номинальной мощности каждой приводной системы. Включенный рабочий цикл составляет примерно один пуск каждые 2 часа. Обмотки рассчитаны на перегрузку по току 150% в течение 60 секунд или 200% в течение 30 секунд.


Автотрансформаторы для запуска двигателя Двигатели

имеют большую составляющую пускового тока, которая требует специальной конструкции. Автотрансформаторы для пуска двигателей рассчитаны на броски тока, в 25 раз превышающих нормальный.Как правило, они нарезаются на большие размеры для плавного пуска двигателя, пока он не достигнет полных оборотов.

Низковольтные трансформаторы общего назначения

Низковольтные трансформаторы общего назначения обеспечивают безопасный, долговечный и высоконадежный источник питания. Они предназначены для общего освещения и других низковольтных систем. Они внесены в список UL и сертифицированы CSA.


Энергосберегающие трансформаторы

В электротехнической промышленности наблюдается растущее движение к энергоэффективным продуктам во всех секторах, включая сухие трансформаторы.Помимо пользы для окружающей среды, энергоэффективные трансформаторы также могут обеспечить значительную экономию эксплуатационных расходов, тем самым оказывая прямое влияние на первоначальные инвестиции, оцениваемые в течение определенного периода времени.

Стандарты, охватывающие класс энергоэффективности 600 вольт в сухих трансформаторах в Северной Америке, изложены в DOE 10 CFR Part 431, «Программа энергосбережения для коммерческого оборудования: стандарты энергосбережения распределительных трансформаторов; окончательное правило». В этих спецификациях тщательно учтена общая стоимость владения, уникальная для промышленных или коммерческих установок, где коэффициент нагрузки является неотъемлемой частью рейтинга эффективности.

Энергосберегающие трансформаторы общего назначения

Энергоэффективные трансформаторы общего назначения предназначены для линейных нагрузок и наиболее часто используются в таких приложениях, как коммерческие здания, которые будут обеспечивать различные общие нагрузки.

Энергоэффективные трансформаторы с коэффициентом К

Энергоэффективные трансформаторы с коэффициентом k спроектированы так, чтобы выдерживать нагрев из-за гармоник, связанных с нелинейными нагрузками.Гармоники могут указывать на их присутствие по-разному: перегрев, неисправность устройства, телефонные помехи, вибрация оборудования и срабатывание выключателей.

Энергосберегающие трансформаторы для подавления гармоник

Энергоэффективные трансформаторы для подавления гармоник с технологией подавления потока нулевой последовательности специально разработаны для обработки гармоник, генерируемых компьютерным оборудованием и другими нелинейными силовыми электронными нагрузками. Комбинация подавления потока нулевой последовательности со сдвигом фазы обрабатывает 3-ю, 5-ю, 7-ю, 9-ю, 15-ю, 17-ю и 19-ю гармоники во вторичных обмотках.Типичные применения в условиях жесткой нелинейной нагрузки включают центры обработки данных, поставщики интернет-услуг, телекоммуникационные узлы, центры обработки вызовов, вещательные центры и т. Д.


Герметичные (герметичные) трансформаторы

Вот две полные линейки герметизированных трансформаторов, подходящих как для коммерческих, так и для промышленных предприятий. Эти блоки герметизированы и полностью закрыты.

Герметизированные трансформаторы для коммерческого использования

Инкапсулированные трансформаторы

для коммерческого использования представляют собой идеальное решение для коммерческих приложений.Все агрегаты инкапсулированы кварцевым песком и компаундом на основе смол, которые полностью покрывают сердечник и змеевик, чтобы изолировать влагу и переносимые по воздуху загрязнения. Это также устраняет коррозию и износ.

Герметичные трансформаторы для агрессивных сред и опасных зон

Герметизированные трансформаторы для агрессивных сред и опасных мест особенно подходят для областей, которые могут содержать опасные газы, жидкости, пыль, пух, влагу и где присутствуют коррозионные загрязнители.Типичные области применения: институциональные, коммерческие, промышленные, нефтехимические, целлюлозно-бумажные; пищевая промышленность, шахты, морские и судовые установки. Они разработаны в соответствии со стандартом UL 1604 под названием «Электрооборудование для использования в опасных (классифицированных) зонах Класса I и Класса II, Раздела 2 и Класса III» и Сертификатом типа ABS для «Морские службы и морские приложения - Электрооборудование. Распределение и движение ".


Автотрансформаторы Автотрансформаторы

похожи на трансформаторы Buck-Boost в том, что они также являются экономичным средством регулировки выходного напряжения.Автотрансформаторы предназначены для регулировки питающего напряжения, когда изоляция от линии не требуется и если это разрешено местными электротехническими нормами. Агрегаты разработаны как для повышающих, так и для понижающих нагрузок и выдерживают пусковые токи двигателя.


Энергоэффективные распределительные трансформаторы среднего напряжения

С 1 января 2010 года все сухие распределительные трансформаторы среднего напряжения, производимые или импортируемые в Северную Америку, должны соответствовать новым стандартам DOE 10 CFR Part 431 / NRCan.Эти стандарты были введены для снижения дополнительного потребления энергии, а также сокращения выбросов парниковых газов.

Эти трансформаторы действительно являются энергоэффективными распределительными трансформаторами сухого типа класса 5 кВ. Они предназначены в первую очередь для использования при понижении мощности среднего напряжения (т. Е. С 4160 В или 2400 В первичной обмотки) до более низкого напряжения для коммерческих, институциональных или промышленных приложений.

Упрощение трехфазного автотрансформатора

В Johnson ElectricCoil Company мы работаем со многими различными OEM-производителями для создания индивидуальных трансформаторов, индукторов и других нестандартных магнитов.Многие из наших клиентов работают с нами на протяжении десятилетий, доверяя нам предоставлять им индивидуальную поддержку, информацию и помощь, чтобы гарантировать правильность их заказов каждый раз.

Однако не все производители оригинального оборудования знакомы с кастомными магнитами. Может быть трудно различить различные термины и различия между различными вариантами трансформаторов, поэтому более пристальный взгляд на компоненты каждого типа может быть очень полезным.

Трехфазный автотрансформатор используется в самых разнообразных сферах применения.Когда экономия физического пространства, повышение эффективности и управление напряжением имеют решающее значение для приложения, трехфазный автотрансформатор может быть практичным и экономичным вариантом, который следует рассмотреть.

Автотрансформатор

Как и большинство трансформаторов, автотрансформатор используется для понижения или повышения мощности в системе. Определяющей особенностью автотрансформатора является то, что он имеет только одну обмотку, и часть этой же обмотки используется как входной (первичной), так и выходной (вторичной) стороной схемы. Следовательно, в отличие от более знакомого изолирующего трансформатора, между входной и выходной обмотками автотрансформатора нет физического или электрического разделения, то есть изоляции. Вместо этого одна обмотка, которая вмещает наивысшее заданное напряжение, отводится в заданной точке, чтобы получить доступ к требуемому повышающему или понижающему напряжению.

Преимущества

Хотя ни однофазные, ни трехфазные автотрансформаторы не обеспечивают гальванической развязки между входом и выходом, где изоляция не требуется, автотрансформатор часто является привлекательным выбором для повышающих и / или понижающих требований.Одним из преимуществ является то, что трехфазный автотрансформатор обычно, а иногда и значительно меньше по размеру, чем трехфазный изолирующий трансформатор аналогичного номинала. Для многих специализированных приложений, где минимизация веса и занимаемой площади может быть критичной, это может быть важным соображением. А благодаря сравнительно небольшому размеру трехфазный автотрансформатор также дает экономию средств. Наконец, с точки зрения производительности, трехфазный автотрансформатор очень эффективен.

По сути, это очень простой компонент, трехфазный автотрансформатор, разработанный нашей командой в соответствии с вашими требованиями, обеспечит повышающую или понижающую мощность, которая вам нужна, и все это занимает минимум места, с максимальной эффективностью и в рамках вашего бюджета. .

Что нужно знать о трехфазных автоматических трансформаторах в Миссиссауге

Трансформатор используется для увеличения / уменьшения или увеличения напряжений в электрической цепи по принципу электромагнитной индукции. Это полезно, когда доступное вам напряжение питания или напряжение сети не соответствует требованиям к входному напряжению устройства, с которым вы хотите работать.

Штатные трансформаторы имеют две катушки - первичную и вторичную .

Трехфазный автотрансформатор имеет одну катушку, которая действует как первичная и вторичная обмотки.Они используются для запуска асинхронных двигателей, в аудиосистемах, при передаче и распределении электроэнергии и даже на железных дорогах. Читайте дальше, чтобы узнать, на какие функции следует обратить внимание при покупке трехфазного автотрансформатора.

Какие варианты вам следует рассмотреть: -

1. Номинальная мощность

Номинальная мощность трансформатора указывает на максимальную нагрузку, которую он может выдержать. Он выражается в кВА и может быть определен по следующей формуле:

кВА = (1.73 * Вольт * Ампер) / 1000

Вольты и амперы в формуле представляют собой текущее напряжение при максимальной нагрузке. Каждое устройство имеет рабочее напряжение и ток, которые вы можете узнать из его технических характеристик. Рекомендуется выбирать трансформатор с номинальной мощностью, превышающей вашу максимальную мощность.

2. Первичное напряжение

Следует выбрать трансформатор, первичное напряжение которого соответствует напряжению питания или имеющемуся сетевому напряжению.

3.Вторичное напряжение

Вторичное напряжение должно соответствовать требованиям к входному напряжению нагрузки, подключенной к трансформатору. Основное назначение трансформатора - преобразовать имеющееся напряжение питания в это значение.

4. Частота

Трансформатор может только повышать или понижать напряжение и не может изменять частоту напряжения питания. Следует проверить частоту работы автотрансформатора. В Канаде частота переменного тока обычно составляет 60 Гц.

5. Обмотка

Хотя медные обмотки дороги по сравнению с алюминиевыми обмотками, они также более долговечны и устойчивы к коррозии. Выбор автотрансформатора с медными обмотками гарантирует, что он будет работать в течение длительного периода при минимальном обслуживании.

3-фазный автоматический трансформатор за и против

У каждого типа трансформатора есть свои достоинства и недостатки. Иногда недостатки использования трансформатора определенного типа заставят вас исключить его.Важно, чтобы вы знали об этом, чтобы вы могли принять обоснованное решение.

Плюсы:
  • Они меньше и дешевле традиционных трансформаторов.
  • Поток утечки в этих трансформаторах меньше, что позволяет улучшить регулирование.
  • Потери в меди также меньше в этих трансформаторах, что делает их более эффективными.
Минусы:
  • Поскольку между первичной и вторичной обмотками нет изоляции, небезопасно использовать для понижения очень высоких напряжений до тех, которые подходят для меньшей нагрузки.
  • Трехфазные автотрансформаторы не очень эффективны в подавлении гармонических токов и в основном служат источником токов замыкания на землю.
  • Они не являются экономичным вариантом, если соотношение напряжений больше 3: 1.

Заключение

Автотрансформатор имеет решающее значение для работы различных типов тяжелой техники. При выборе трансформатора, который вы хотите приобрести, важно знать максимальную мощность, которую он может выдержать, а также его входное и выходное напряжения.

Elect Power Inc. входит в число ведущих производителей трехфазных автомобильных трансформаторов в Канаде. На их веб-сайте вы можете выбрать трансформаторы с различными номиналами мощности и требованиями к напряжению.

Сравнение показателей качества электроэнергии и номинальной полной мощности (кВА) в различных 30-импульсных преобразователях переменного тока в постоянный на основе автотрансформатора

1Введение

Последние достижения в технологии твердотельного преобразования привели к распространению приводов с асинхронными двигателями с регулируемой частотой (VFIMD), которые используются в нескольких областях, таких как кондиционеры, воздуходувки, вентиляторы, насосы для очистных сооружений, текстильных фабрик, прокатных станов и т. д.(Bose, 1998). Наиболее практичным методом в VFIMD является стратегия прямого управления крутящим моментом, поскольку она обеспечивает лучшую производительность, чем другие методы управления. Метод прямого управления крутящим моментом реализован в инверторе источника напряжения, который в основном питается от шестипульсного диодного мостового выпрямителя. Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) используются в качестве переключателей VSI. Наиболее важным недостатком шестипульсного диодно-мостового выпрямителя является низкий коэффициент мощности инжекции гармоник тока в сеть переменного тока.Циркуляция гармоник тока в импеданс источника приводит к возникновению гармонических загрязненных напряжений в точке общего соединения (PCC) и, как следствие, приводит к возникновению нежелательных условий напряжения питания для находящихся поблизости потребителей. Значение гармонических составляющих тока, которые вводятся в сеть нелинейными нагрузками, такими как DTCIMD, должно быть ограничено стандартными ограничениями. Наиболее известными стандартами в этой области являются стандарт IEEE 519 (стандарт IEEE 519-2014 (2014) и Международная электротехническая комиссия (IEC) 61000-3-2 (стандарт IEC 61000-3-2: 2004 (2004)).

Дуговые печи генерируют больше гармонических искажений тока, а статические преобразователи мощности (SPC) являются источником гармонического тока с самым широким распространением в электрических системах. Одним из эффективных решений DTCIMD является использование многоимпульсных преобразователей переменного тока в постоянный. Эти преобразователи основаны либо на умножении фазы, либо на сдвиге фазы, либо на удвоении импульса, либо на их комбинации (Abdollahi, 2012h; Abdollahi & Jalilian, 2011, 2012b; Paice, 1996; Singh, Bhuvaneswari, & Garg, 2007b). Хотя в условиях малой нагрузки или небольшого импеданса источника полное гармоническое искажение (THD) линейного тока будет более 5% для преобразователей переменного тока в постоянный, насчитывающих до 18 импульсов (Singh, Bhuvaneswari, & Garg, 2007c; Singh, Garg , & Bhuvaneswari, 2007).В (Abdollahi, 2012a) описан 20-импульсный преобразователь переменного тока в постоянный с шестигранным соединением автотрансформатора, у которого изменение THD составляет 5,18–7,20% от полной нагрузки до малой нагрузки (20% от полной нагрузки). 24-импульсный преобразователь переменного тока в постоянный с зигзагообразным соединением на основе автотрансформатора описан в (Abdollahi, 2015a), у которого изменение THD составляет 3,95–5,85% от полной нагрузки до малой нагрузки (20% от полной нагрузки). Другой 24-импульсный преобразователь переменного тока в постоянный на основе автотрансформатора с Т-образным соединением также был представлен в Singh, Bhuvaneswari, and Garg (2006a), однако, THD тока питания при такой топологии, как сообщается, варьируется от 2.От 46% до 5,20%, что больше 5% при работе с малой нагрузкой.

36-пульсный двигатель был разработан для приводов асинхронных двигателей с векторным управлением в Singh and Gairola (2007), который имеет изменение THD 2,03–3,74% от полной нагрузки до легкой (20% от полной нагрузки) соответственно, но Напряжение звена постоянного тока выше, чем у 6-пульсного диодного мостового выпрямителя, что делает эту схему неприменимой для модернизации. 36-импульсный преобразователь переменного тока в постоянный с трансформаторным соединением треугольником / многоугольником для улучшения качества электроэнергии в (Abdollahi, 2012d), который имеет изменение THD равное 2.Сообщалось о 92–3,89% от полной нагрузки до малой нагрузки (20% от полной нагрузки), соответственно, и 36-пульсные преобразователи переменного тока в постоянный с трансформаторным соединением треугольник / вилка и треугольник / шестиугольник (Abdollahi, 2012e, 2015b) для уменьшения общих гармонических искажений (THD) переменного тока сети. Но для этих топологий требуются более высокие магнитные характеристики, что приводит к увеличению капитальных затрат. Однако такие топологии повышают рейтинг магнитных деталей, что в конечном итоге сказывается на общей стоимости проекта. Магнитные характеристики многоимпульсного преобразователя переменного тока в постоянный, основанного на топологии трансформатора, составляют более 100% от номинальной нагрузки.Напротив, конфигурации на основе автотрансформатора (Paice, 1996) снижают номинальные характеристики магнитных частей. Это верно из-за того, что в этой топологии только часть номинальной мощности асинхронного двигателя в кВА должна быть защищена деталями магнитной муфты. Следовательно, конфигурации на основе автотрансформатора могут значительно уменьшить размер и пропорционально вес трансформатора. Абдоллахи (2012f, 2015c, 2012g) предложил 36-пульсные преобразователи переменного тока в постоянный с Т-образным соединением, основанные на автотрансформаторе, с ответвлениями, треугольником, которые питают асинхронные двигатели для улучшения качества электроэнергии в PCC.Хотя увеличение числа импульсов может привести к значительному улучшению различных показателей качества электроэнергии, оно также сделает конфигурацию автотрансформатора громоздкой, и потребуется больше диодных мостовых выпрямителей, что приведет к увеличению компонентов и стоимости в общей системе преобразователя переменного тока в постоянный.

В данной статье представлено сравнение двух топологий 30-импульсного преобразователя переменного тока в постоянный на основе автотрансформатора. Топология A включала многоугольник (Singh, Garg, & Bhuvaneswari, 2006), шестиугольник (Singh, Bhuvaneswari, & Garg, 2007a), звезду (Singh, Bhuvaneswari, Garg, & Chandra, 2006), вилку (Abdollahi & Jalilian, 2012a), и T (Singh, Bhuvaneswari, & Garg, 2006b) 30-импульсные преобразователи переменного тока в постоянный, подключенные к автотрансформатору, и топология B Включенный многоугольник (Abdollahi, 2012b), и T (Abdollahi, 2012c), подключенные к автотрансформатору, 30-импульсные Преобразователи AC – DC.В этом исследовании, основанном на технико-экономических факторах, сравниваются различные 30-импульсные преобразователи переменного тока в постоянный на основе автотрансформатора. Планируются результаты моделирования шестиимпульсных и различных 30-импульсных преобразователей переменного тока в постоянный, питающих нагрузку DTCIMD, и устанавливаются различные критерии качества, такие как THD переменного тока в сети, коэффициент мощности, коэффициент смещения, коэффициент искажения и THD напряжения питания на PCC. сравниваются. Экономическое сравнение различных 30-импульсных преобразователей переменного тока в постоянное основано на номинальной полной мощности (кВА) 30-импульсных преобразователей переменного тока в постоянный.

230-импульсный преобразователь переменного тока в постоянный

В данной статье представлено сравнение двух топологий 30-импульсного преобразователя постоянного тока в переменный ток на основе автотрансформатора. В топологии A трехфазные напряжения переменного тока подаются на автотрансформатор, который производит пять наборов трехфазных напряжений, как показано на рис.1, а в топологии B трехфазные напряжения переменного тока подаются на автотрансформатор, который производит три набора пятифазных напряжений одинаковой величины, распределенных во времени посредством фазовых сдвигов на 12 °, как показано на рис.2. Топология A включала многоугольник, шестиугольник, звезду, вилку и Т-образные 30-пульсные преобразователи переменного тока в постоянный на основе автотрансформатора, а топология B включала многоугольник и 30-импульсные преобразователи переменного тока в постоянный автотрансформатор с тройным соединением.

Для реализации 30-пульсного преобразователя переменного тока в постоянный (топология A) путем параллельного включения пяти мостовых выпрямителей, то есть пяти 6-импульсных выпрямителей, пяти наборов трехфазных напряжений с разностью фаз 120 ° между напряжениями каждого группы и 12 ° между одинаковыми напряжениями пяти групп.Соответственно, каждый мостовой выпрямитель состоит из 3 диодов с общим анодом и 3 диодов с общим катодом (пять трехполюсных выпрямителей). Соединения автотрансформатора и его векторная диаграмма, показывающая угловое смещение напряжений, показаны на рис. 1. Вышеупомянутые пять наборов напряжений называются (Va1, Vb1, Vc1) и (Va2, Vb2, Vc2) и (Va, Vb, Vc). ) и (Va3, Vb3, Vc3) и (Va4, Vb4, Vc4), которые подаются на выпрямители I, II, III, IV и V соответственно. Те же напряжения пяти групп, то есть Vai, сдвинуты по фазе на 12 °.Va1 и Va3 имеют фазовый сдвиг на + 12 ° и -12 ° от входного напряжения фазы A соответственно. Согласно векторной диаграмме, трехфазные напряжения складываются из основных фазных и линейных напряжений переменного тока с долями витков первичной обмотки, которые выражаются следующими соотношениями.

Для реализации 30-пульсного преобразователя переменного тока в постоянный (топология B) путем параллельного включения трех мостовых выпрямителей, т. Е. Трех 10-пульсных выпрямителей, трех наборов 5-фазных напряжений с разностью фаз 72 ° между напряжениями каждого группы и 12 ° между одинаковыми напряжениями трех групп.Соответственно, каждый мостовой выпрямитель состоит из 5 диодов с общим анодом и 5 диодов с общим катодом (три пятиполюсных выпрямителя). Соединения автотрансформатора и его векторная диаграмма, показывающая угловое смещение напряжений, показаны на рис. 2. Вышеупомянутые три набора напряжения называются (Va1, Va2, Va3, Va4, Va5) и (Vb1, Vb2, Vb3, Vb4, Vb5). ) и (Vc1, Vc2, Vc3, Vc4, Vc5), которые подаются на выпрямители I, II и III соответственно. Одинаковые напряжения трех групп, то есть Vai, Vbi и Vci, сдвинуты по фазе на 12 °.Vb1 и Vc1 имеют фазовый сдвиг на + 12 ° и -12 ° от входного напряжения фазы A соответственно. Согласно векторной диаграмме, 5-фазные напряжения складываются из основных фазных и линейных напряжений переменного тока с долей витков первичной обмотки, которые выражаются следующими соотношениями.

Моделирование на основе 3Matlab

Спроектированные конфигурации были смоделированы с использованием программного обеспечения Matlab / Simulink и набора инструментов Power System Block Set (PSB). В этой модели трехфазная сеть 460 В и 60 Гц используется в качестве источника питания для 30-импульсных преобразователей.Разработанный автотрансформатор моделируется тремя многообмоточными трансформаторами. Блок многообмоточного трансформатора также используется для моделирования ИПТ. На выходе преобразователя последовательная индуктивность (L) и параллельный конденсатор (C) в качестве звена постоянного тока подключены к инвертору источника напряжения (VSI) на базе IGBT. VSI управляет асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором, используя стратегию прямого управления крутящим моментом. Смоделированный двигатель мощностью 50 л.с. (37,3 кВт), 4-полюсный, с Y-соединением. Подробные данные двигателя приведены в Приложении A. Результаты моделирования представлены на рис.3–5. Параметры качества электроэнергии также перечислены в таблице 1 для 6-импульсных и различных 30-импульсных преобразователей переменного тока в постоянный. Номинальные параметры входного трансформатора рассчитываются на основе смоделированных среднеквадратических значений напряжения и тока.

4 Результаты и обсуждение

На рис. 3 (a) изображены три группы сигналов 5-фазного напряжения со сдвигом фазы на 12 ° между одинаковыми напряжениями каждой группы (топология A), а на рис. 3 (b) показаны пять групп сигналов Трехфазные кривые напряжения со сдвигом фаз 12 ° между одинаковыми напряжениями каждой группы (топология B).Напряжение на межфазном трансформаторе (показанном на рис. 4 (а)) имеет частоту, в 3 раза превышающую частоту источника питания, что приводит к значительному уменьшению объема и стоимости магнетиков. Выходное напряжение 30-импульсного преобразователя (показано на рис. 4 (b)) почти плавное и без пульсаций, а его среднее значение составляет 608,9 В, что примерно равно напряжению звена постоянного тока 6-пульсного выпрямителя (607,6 В). . Это делает 36-импульсные преобразователи пригодными для модернизации.

Формы входного тока и его гармонический спектр для 6-импульсного и различных 30-импульсных преобразователей (многоугольник (A), шестиугольник, звезда, вилка, T (A), многоугольник (B) и, T (B)) извлечены и показано на рис.5 соответственно. Текущий THD устройства может быть оценен, чтобы проверить, может ли его гармонический спектр способствовать достижению пределов IEEE 519. Эти гармонические спектры получаются, когда асинхронный двигатель работает при небольшой нагрузке (20% от полной нагрузки) и при полной нагрузке. Очевидно, что для 6-пульсного преобразователя доминируют гармоники пятого и седьмого порядков. Следовательно, коэффициент нелинейных искажений входного тока этого преобразователя будет относительно большим и будет составлять 28,53% и 52,53% для условий полной и малой нагрузки, которые выходят за стандартные пределы.Более того, коэффициент мощности при полной нагрузке составляет 0,937, который снижается до 0,848 при уменьшении нагрузки. Эти результаты показывают, что существует потребность в улучшении качества электроэнергии в сети переменного тока с использованием некоторых подавителей гармоник, которые могут легко заменить существующий 6-пульсный преобразователь. Форма волны питающего тока вместе с его гармоническим спектром 30-импульсного преобразователя переменного тока в постоянный на основе вилочного автотрансформатора при малой нагрузке и полной нагрузке показана на рис. сетевой ток - 1.13%, а при небольшой нагрузке THD сетевого тока переменного тока составляет 1,95%. Результаты моделирования различных 30-импульсных преобразователей переменного тока в постоянный с питанием от DTCIMD на основе автотрансформатора показаны на рис. 5 при полной нагрузке и небольшой нагрузке (20%). В таблице 1 показано сравнительное исследование различных показателей качества электроэнергии, таких как THD тока и напряжения питания (THDi и THDv), коэффициент мощности смещения (DPF), коэффициент искажения (DF) и коэффициент мощности (PF) DTCIMD, питаемого от 6-пульсный преобразователь и различные 30-пульсные преобразователи на автотрансформаторной основе для различных условий нагрузки.Результаты показывают, что входной ток, соответствующий различным конфигурациям 30-импульсного преобразователя переменного тока в постоянный на основе автотрансформатора, имеет коэффициент мощности почти равный единице. Различные 30-пульсные преобразователи переменного тока в постоянный на основе автотрансформатора выдают такое же напряжение в звене постоянного тока, что и 6-пульсный диодный мостовой выпрямитель, что делает их пригодными для модернизации. Кроме того, в худшем случае (легкие нагрузки) THD по току достигала менее 4% для различных 30-импульсных преобразователей переменного тока в постоянный на основе автотрансформатора.

5 Номинальные значения кажущейся мощности

Номинальные значения полной мощности (кВА) различных автотрансформаторов и ответвлений IPT для 36-импульсной конфигурации рассчитываются по следующей формуле.(1):

, где Vwinding - среднеквадратичное значение напряжения на каждой части автотрансформатора, а обмотки IPT и Iwinding указывают на полный ток нагрузки тех же обмоток. Эти среднеквадратичные значения получены путем моделирования нагрузки 50 л.с. (37,3 кВт), как указано в таблице 2.

Расчетные значения составляют 11 376,5 ВА и 2792,5 ВА для многоугольного (A) (топология A) автотрансформатора и IPT, соответственно, что составляет 30,5% и 7,5% от номинальной мощности нагрузки (37,3 кВт) соответственно. Это означает, что требуемый магнитный рейтинг топологии многоугольника (A) составляет около 38% от номинальной нагрузки.Расчетные значения составляют 9250,4 ВА и 2163,4 ВА для шестигранного автотрансформатора и IPT соответственно. Получены номинальные значения входного шестигранного автотрансформатора и IPT, которые составляют 24,8% и 5,8% соответственно от номинальной нагрузки (37,3 кВт). Как упоминалось ранее, требуемый магнитный рейтинг топологии шестиугольника составляет 30,6% от номинальной нагрузки.

Расчетные значения составляют 19 134,9 ВА и 2778,85 ВА для автотрансформатора звезды и IPT, соответственно, что составляет 51,3% и 7,45% от номинальной мощности нагрузки (37.3кВт) соответственно. Это означает, что требуемый магнитный рейтинг звездообразной топологии составляет около 58,75% от номинальной нагрузки. Расчетные значения составляют 16 225,5 ВА и 2387,2 ВА для вилочного автотрансформатора и IPT, соответственно, что составляет 43,5% и 6,4% от номинальной мощности нагрузки (37,3 кВт) соответственно. Это означает, что требуемый магнитный рейтинг вилочной топологии составляет около 49,9% от номинальной нагрузки. Расчетные номинальные значения равны 11 190 ВА и 2312,6 ВА для автотрансформатора T (A) и IPT соответственно, что составляет 30.0% и 6,2% от номинальной мощности нагрузки (37,3 кВт) соответственно. Это означает, что требуемый магнитный рейтинг топологии T (A) составляет около 36,2% от номинальной нагрузки.

Расчетные значения составляют 16 337,4 ВА и 2088,8 ВА для многоугольного автотрансформатора (B) и IPT, соответственно, что составляет 43,8% и 5,6% от номинальной мощности нагрузки (37,3 кВт) соответственно. Это означает, что требуемый магнитный рейтинг топологии многоугольника (B) составляет около 49,4% от номинальной нагрузки. Расчетные значения: 17 027,45 ВА и 2581 ВА.16 ВА для автотрансформатора T (B) и IPT, соответственно, что составляет 45,65% и 6,92% от номинальной мощности нагрузки (37,3 кВт) соответственно. Это означает, что требуемый магнитный рейтинг топологии T (B) составляет около 52,57% от номинальной нагрузки.

Также можно получить из моделирования, что шестигранный 30-импульсный подавитель гармоник для модернизируемых приложений требует в сумме всех необходимых магнитных напряжений 11,413 кВА, то есть только 30,6% от номинальной мощности нагрузки. По сравнению с суммарными магнитными характеристиками обычного многоугольного (A) автотрансформатора на базе 30-импульсного (38%) и звездообразного (58.75%), вилочный автотрансформатор (49,9%), автотрансформатор T (A) (36,2%), автотрансформатор полигональный (B) (49,4%), автотрансформатор T (B) (52,57%) на базе 30-импульсных преобразователей переменного тока в постоянный, Суммарные номиналы магнитов шестигранной автотрансформаторной системы 30-пульсного выпрямителя намного меньше. Низкая эквивалентная номинальная мощность шестигранного автотрансформатора в кВА привела к более низкой стоимости системы по сравнению с другими типами 30-импульсных преобразователей переменного тока в постоянный, основанных на автотрансформаторной конфигурации. Подробные результаты сравнения представлены в таблице 2.

Конфигурация автотрансформатора с Т-образным соединением требует двух однофазных трансформаторов, что более экономично (по весу и объему) по сравнению с другими топологиями, использующими три однофазных трансформатора. Это дополнительно приводит к экономии объема, размера и, наконец, стоимости привода. Кроме того, 30-импульсный подавитель гармоник T (A) должен иметь в сумме все необходимые магнитные параметры в 13,502 кВА, то есть только 36,2% от номинальной мощности нагрузки. Низкая эквивалентная номинальная мощность в кВА, а также малый вес и объем автотрансформатора T (A) привели к системе с меньшим объемом, весом, потерями и стоимостью по сравнению с другими типами 30-импульсных преобразователей переменного тока в постоянный, основанных на автотрансформаторной конфигурации.

6Выводы

Различные 30-импульсные преобразователи переменного тока в постоянный способны устранять до 27-й гармоники во входном токе питания. Различные выпрямители имеют возможность изменять напряжение звена постоянного тока, просто изменяя соотношение числа витков трансформатора, что делает его пригодным для модернизации. Результаты моделирования показали, что THD входного тока остается ниже 4,0%, а коэффициент мощности всегда выше 0,99 в широком рабочем диапазоне нагрузок для различной конфигурации 30-импульсного преобразователя переменного тока в постоянный на основе автотрансформатора.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *