Трансформаторы специального назначения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дисциплина «ПМ01.МДК01.01.Т.1 «Применение основного электрооборудования электрических станций и сетей»

Задание 3. Записать назначение, принцип работы и область применения трансформаторных устройств специального назначения.

Тема: «Трансформаторы специального назначения»

Гр. Э-1-19зк

Аксютин Алексей Георгиевич

План

1. Трансформатор с подвижным сердечником

2. Трансформаторы для выпрямительных устройств

3. Пик - трансформаторы

4. Умножители частоты

5. Трансформаторы для дуговой электросварки

1. Трансформатор с подвижным сердечником

Назначение: для плавного регулирования вторичного напряжения.

Принцип работы: при смещении подвижного сердечника влево или вправо относительно среднего положения вторичной обмотки в последней наводится ЭДС. При этом фаза (направление) зависит от того, в зоне какой из первичных катушек находится вторичная обмотка. При перемещении этой обмотки из зоны одной первичной катушки в зону другой катушки фаза ЭДС изменится на 180^о.

Область применения: в управляющих системах ру.

2. Трансформаторы для выпрямительных устройств

Назначение: преобразование переменного напряжения одной величины в переменное напряжение другой величины.

Принцип работы: особенность работы обусловлена включением в его вторичную цепь диодов - полупроводниковых элементов, обладающих односторонней проводимостью. Вторичная цепь таких трансформаторов включает вентили, благодаря которым переменный ток преобразуется в пульсирующий. Габариты и масса специальных трансформаторов для выпрямительных установок значительно больше, чем у аналогичных устройств идентичной выходной мощности, но в их обмотках имеется синусоидальный ток. Объясняется это тем, что в трансформаторах, подключенных к выпрямительным схемам, полезная мощность зависит от составляющей вторичного тока, а нагрев обмоток - от полных первичного и вторичного токов с высшими гармониками. Сетевая, или первичная, обмотка трехфазных выпрямительных трансформаторов соединяется в "треугольник" либо "звезду", а вторичная - вентильная - подключается таким образом, чтобы одно- и трехфазный ток преобразовывался в многофазный с количеством фаз, требуемых для конкретной схемы преобразования. Чем больше число фаз, тем ниже пульсация выпрямленного напряжения.

Область применения: в промышленной сфере на электровозах и тяговых подстанциях, в быту в стабилизаторах напряжения и других выпрямительных устройствах.

3. Пик-трансформаторы

Назначение: для преобразования напряжения синусоидальной формы в импульсы напряжения пикообразной формы.

Принцип работы: основан на явлении магнитного насыщения ферромагнитного материала. Индукционные параметры, определяющие величину ЭДС на вторичной обмотке, напрямую зависят от магнитного потока. Причём эта зависимость нелинейная. Быстрое нарастание индукции происходит в тот момент, когда синусоида, характеризующая намагничивающее поле, проходит через нулевое значение. А при пике этого показателя величина индукции остаётся практически неизменной. В результате получают следующую картину. При минимальном показателе магнитного поля, в момент, когда оно меняет свою полярность, происходит практически моментально увеличение ЭДС, благодаря чему и появляется пиковое напряжение на вторичной обмотке. Во все остальные моменты этот показатель близок к нулевому значению.

Область применения: наибольшее применение пиковые трансформаторы получили в автоматизации технологических процессов. Незаменимы там, где для запуска исполнительного устройства требуется единичный импульс с установленной амплитудой напряжения. В качестве такого примера можно привести управляющие электронные схемы, собранные на тиристорах. Кроме того, пик-трансформатор применяется и как рабочий узел импульсных генераторов, исследовательских электроустановок, работающих с высоким вторичным напряжением. Устройства этого класса нашли применение и в промышленном оборудовании. В металлообработке широко используются электроимпульсные станки, обеспечивающие высокое качество обработки поверхностей. Такое оборудование незаменимо при изготовлении деталей сложной формы, например, лопаток турбин, которые сделаны из жаропрочных сортов стали.

4. Умножители частоты

Назначение: для увеличения частоты переменного тока в целое число раз. На входе одна частота сигнала на выходе другая.

Принцип работы: на практике применение получили удвоители и утроители частоты.

Удвоитель частоты. Два замкнутых магнитопровода имеют пять обмоток. Первичную обмотку щ1 выполняют так, чтобы она охватывала сразу два магнитопровода. При включении обмотки в сеть переменного тока с синусоидальным напряжением и частотой f1 она создает в каждом магнитопроводе переменную МДС F1. Две секции вторичной обмотки щ1' и щ2", каждая из которых расположена на своем магнитопроводе, включены друг с другом последовательно согласно, так что результирующий магнитный поток, сцепленный с этими обмотками, равен сумме потоков магнитопроводов Фa + Фb. Кроме того, на каждом магнитопроводе имеется по одной обмотке подмагничивания щ0, включенных между собой последовательно. При включении этих обмоток на постоянное напряжение U0 в каждом из магнитопроводов возникает подмагничивающая МДС F0 = I0 щ0.

При включении в сеть с синусоидальным напряжением u1 и частотой f1 обмотка щ1 в течение первого полупериода напряжения u1 создает МДС F1 = I1 щ1 в магнитопроводе a, направленную согласно с МДС постоянного тока F0. При этом магнитные потоки в магнитопроводе a складываются и создают результирующий поток Фa = Ф0 + Ф1.

Утроитель частоты. Работа утроителя частоты основана на явлении искажения синусоидальной формы графика переменного магнитного потока в магнитопроводе. Если в первичные обмотки утроителя подать трехфазное синусоидальное напряжение, которое вызовет в них токи таких величин, которые вгонят сердечники трансформаторов в насыщение, то можно добиться того, что магнитные потоки, возбужденные этими токами, будут несинусоидальными, содержащими основные гармоники, и в основном -- третьи. Эти потоки вызовут во вторичных обмотках трансформаторов соответствующие ЭДС, состоящие из основных и третьих гармоник. Поскольку вторичные обмотки трансформаторов соединены последовательно, то сумма ЭДС первых гармоник будет равна 0. Поэтому выходная ЭДС или напряжение утроителя найдутся как сумма ЭДС третьих гармоник с тройной частотой.

Область применения: в промышленности в радиоэлектронной аппаратуре, для устройств автоматики, телемеханики, измерительной техники.

5. Трансформаторы для дуговой электросварки

трансформатор автоматизация электросварка сердечник

Назначение: преобразование напряжения сети 220 или 380 В в напряжение 60 - 70 В, необходимое для надежного зажигания и устойчивого горения электрической дуги между металлическим электродом и свариваемыми деталями.

Принцип работы: специфика работы сварочного трансформатора состоит в прерывистом режиме его работы: зажиганию электрической дуги предшествует короткое замыкание вторичной цепи, а обрыв дуги создает режим холостого хода. Номинальный режим работы сварочного трансформатора соответствует устойчивому горению электрической дуги при напряжении U₂ = 30 В. Принцип работы основан на том, что на катушку входа подаётся электрический ток, создаётся магнитное поле и электродвижущая сила, замыкаемая на сердечнике, в результате на вторичной обмотке наводится свой магнитный поток и электрический ток, различие в количестве витков обмоток изменяет параметры тока, позволяя достигнуть характеристик, обеспечивающих расплавление металла.

Область применения: в производственной сфере и в быту для электродуговой сварки.

Размещено на Allbest.ru