Однофазний трансформатор. Призначення, пристрій і основні характеристики
Є стара інститутська жарт. На запитання викладача «як працює однофазний трансформатор» студент у відповідь гуде: «У-у-у!». Звук такий дійсно має місце, обумовлений же він тим, що при наведенні індукційного поля виникає магнітно-стрікціонний ефект, що змушує пластини муздрамтеатру вібрувати.
Однофазний трансформатор призначений для створення змінної напруги потрібної величини для навантаження, яка не потребує трехфазном електроживленні.
Будь-трансформатор складається з двох основних вузлів: сердечника і котушок, їх буває не менше двох. Принцип роботи простий. В результаті проходження електричного струму по провіднику в первинній обмотці, на вторинну наводиться електрорушійна сила (ЕРС). Сердечник складається з пластин феромагнетика, тобто матеріалу, що сприяє посиленню магнітного поля (електротехнічна сталь спеціальних марок).
Величина ЕРС визначається за формулою:
Е = 4,44 х Ф х f х ω
де:
Ф - амплітуда магнітного потоку;
f - частота струму;
&omega- - число витків в обмотці.
Допустима потужність навантаження, яку «потягне» однофазний трансформатор, задається перетином проведення, яким намотані котушки, і добротністю муздрамтеатру, зокрема магнітною проникністю феромагнетика µ-. Розміри сердечника і число витків є предметом розрахунку, який часто стає темою курсової роботи в технічних ВНЗ.
У будь-якому випадку, чим потужніший однофазні трансформатори напруги, тим солідніше їх розміри. На їх корпусі найчастіше є ярлик з перерахуванням основних параметрів (допустимого струму вхідного і вихідного напруг). Однак так буває не завжди.
На практиці багато ремонтники часто стикаються з необхідністю замінити згорілий однофазний трансформатор напруги. Для того щоб переконатися в придатності, слід вивчити характеристики пристрою, призначеного для заміни.
Перше, що слід зробити, це визначити вхідну обмотку. У знижувальних трансформаторів вона має найбільший опір.
Потім, включивши його в мережу, можна виміряти вихідну напругу в режимі холостого ходу. Ставлення вхідного і вихідного ЕРС становить коефіцієнт трансформації K. Він також дорівнює дробу N вх. / N вих., Тобто числу витків в обмотках.
Після цього можна в якості навантаження під`єднати потужне змінне опір (реостат) і зняти вольт-амперну характеристику, визначивши величину номінального струму. У міру зростання навантаження вихідна напруга поступово падає.
Трансформатори бувають не тільки силовими, а й вимірювальними. У тих випадках, коли потрібно визначати значну величину струму в ланцюзі, використовують амперметр. Він включається послідовно, і повинен мати низький опір в поєднанні з великим перетином проведення в магнітної системи, що відхиляє системі. Такий прилад був би занадто масивним і дорогим, тому використовують однофазні трансформатори струму, що знімають пропорційно зменшені значення, і подають їх на звичайні серійні амперметри. Обчислити ампераж нескладно, залишається лише застосувати зазначені на корпусі множники.
