Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



"Компонентна база рез"

"Компонентна база рез"




Сторінка17/17
Дата конвертації22.04.2017
Розмір1.01 Mb.
ТипРеферат
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   17

Трансформатори.Визначення та класифікація


Трансформатор — електромагнітний пристрій, що має дві чи більше індуктивно зв'язані обмотки і призначений для перетворення з допомогою електромагнітної індукції однієї чи декількох систем перемінного струму в одну чи кілька інших систем перемінного струму.
Оса́дження, оса́джування, - процес та дія утворення осаду внаслідок випадіння твердих частинок з суспензії або компонентів з розчину у гравітаційному, або відцентровому полі. Використовується для вловлювання мінеральної речовини, як операція збагачення корисних копалин, згущення шламів та прояснення оборотної води.
Електромагні́тна інду́кція - явище створення в просторі вихрового електричного поля змінним магнітним потоком. Одним із наслідків електромагнітної індукції є зв'язок між змінними електричним та магнітними полями в електромагнітній хвилі, інший наслідок, практично важливий для генерації електричного струму, - виникнення електрорушійної сили в провідному контурі, магнітний потік через який змінюється.
При класифікації трансформаторів їх розділяють на групи, які володіють загальними властивостями і виконуючі близькі функції.

Трансформатори узгодження, призначені для передачі перемінних електричних сигналів, що несуть корисну інформацію, для зміни рівня напруг (струмів) при збереженні потужності і мінімальному перекручуванні сигналу. Разом з активними елементами, наприклад транзисторами, ці трансформатори входять до складу підсилювачів потужності, які використовуються для передачі мови і музики, спектр частот яких знаходиться в межах від 30...50 Гц до 3...20 кГц.

Застосування трансформаторів в РЕА і вимоги до них. В РЕА є каскади і пристрої, для живлення яких вимагаються різні постійні і перемінні напруги. Звичайно могутнє первинне джерело живлення має одна напруга перемінного струму. Тому будь-який радіоелектронний пристрій повинний містити складну систему живлення, в яку входять трансформатори, випрямлячі на різні напруги і потужності, перетворювачі постійного струму однієї напруги в постійний струм іншої напруги і т.п.

Першоджерело, первинне джерело - безпосереднє джерело певних відомостей або оригінальна основоположна праця в якій-небудь галузі науки, культури тощо.
Складна́ систе́ма - система, поняття, що широко використовується в сучасній науковій літературі і вказує на специфічні особливості об'єктів дослідження практично в усіх розділах природничих та гуманітарних наук.
Інвертор (лат. inverto - повертати, перевертати) - перетворювач постійного струму в змінний однофазний або багатофазний струм, силовий генератор змінного струму. Зазвичай являє собою генератор періодичнї напруги, за формою здебільшого наближеної до синусоїди, або дискретного сигналу.

Трансформатори живлення призначені для перетворення електричної енергії з заданою точністю по напрузі. Вони повинні мати високу надійність, мінімальні розміри, масу вартість і припустимий перегрів. Вимоги зменшення маси і габаритів трансформаторів живлення і підвищення надійності суперечливі. В даний час для поліпшення малогабаритних характеристик ДВЕЖ все ширше впроваджуються статичні перетворювачі, у яких трансформатори працюють на підвищених частотах, наприклад до 200 кГц.

Трансформатори узгодження повинні погоджувати опір навантаження з опором джерел потужності в широкому діапазоні частот. Основна вимога, яка пред'являється до них , забезпечення мінімальних чи припустимих спотворень сигналу який передається.

Нелінійні спотворення в трансформаторах визначаються нелінійною залежністю магнітної проникненості і індукції від напруженості магнітного поля, тобто від напруги на вході трансформатора.

В багатьох випадках трансформатори узгодження працюють при малих потужностях, тому їх нагрів незначний.

Трансформатори живлення. Основні співвідношення для розрахунків


Трансформатори живлення призначені для перетворення перемінної напруги первинного джерела в будь - які інші значення напруги, необхідні для нормального функціонування апаратури. Їх можна розділити на три підгрупи: малопотужні трансформатори з вихідною потужністю менше 1 кВт і напругою не більше 1000 В (широко застосовуються в РЕА і в складі джерел вторинного електроживлення (ДВЕЖ) апаратури різного призначення); потужні трансформатори живлення з вихідною потужністю більше 1 кВт (в РЕА застосовуються тільки для могутніх джерел живлення передавачів і підсилювачів); високовольтні трансформатори, напруга на обмотках яких перевищує 1000 В чи обмотки яких знаходяться під високим потенціалом (використовуються в РЕА в складі випрямлячів для живлення магнетронів, електронно-променевих трубок і т.д.).
Магнетро́н - потужний генератор високочастотних електромагнітних хвиль мікрохвильового діапазону. Магнетрони використовуються як в радіолокації, так і в побутових приладах на зразок мікрохвильової печі.

Границі між цими групами - умовні і в основному визначаються тим, при якій потужності і якій напрузі відбувається зміна конструкції трансформатора, тобто зміна конструкції магнітопровода, ізоляційних матеріалів, марок при проводів. і т.д.

На конструкцію трансформаторів живлення істотно впливає - частота. Тому додатково вони класифікуються по частоті живлячої напруги, наприклад трансформатори, що працюють від мережі 50 чи 400 ... 1000 Гц. Трансформатори в цьому випадку називають мережними на відміну від перетворюючих, які використовуються в статичних перетворювачах, що в останні роки знаходять широке застосування.

У статичних перетворювачах трансформатори працюють в режимі, відмінному від режиму, у якому працюють мережні, і на інших частотах, звичайно значно більш високих (для зменшення розмірів трансформатора). Частота, на якій працює трансформатор, визначається не частотою мережі, а припустимою частотою для магнітопровода трансформатора, що входить до складу генератора (при проектуванні пристрою живлення).

По конструкції (магнітопроводів, каркасів-гільз, захисних елементів) до трансформаторів живлення близькі дроселі фільтрів. Вони мають високий індуктивний опір на частоті пульсації в випрямлячах і малий опір по постійному струму, що дозволяє знижувати втрати у фільтрах ДВЕЖ.

Пульсація (рос. пульсация, англ. pulsation, нім. Pulsation f, Pulsieren n, Schwankung f) - періодична зміна якої-небудь характеристики, явища. Зокрема П. - періодично повторювана короткочасна дія сил на фізичне тіло або середовище.


Корисною потужністю трансформатора називається добуток ефективної напруги на затисках вторинної обмотки на величину її навантажувального струму

 
P2 = U2I2

 
Розрахунковою потужністю трансформатора називається добуток ефективного струму, що протікає по обмотці, на величину напруги на її затискачах. Ця потужність характеризує собою габаритні розміри обмотки, тому що число витків обмотки визначається напругою на її затискачах, а перетин дроту - ефективним струмом. Розрахункова потужність первинної обмотки дорівнює добутку напруги на її затискачах і струму, споживаного трансформатором з мережі, тобто

 
P1 = U1I1

 
Типовою потужністю називається потужність, яка визначає розміри всього трансформатора. Її величину визначають за формулою

 
Pтип = (P1 P2) / 2,

 
де P1 і P2 - розрахункові потужності обмоток трансформатора. 


Знаючи необхідну напругу на вторинній обмотці (U2) і максимальний струм навантаження (Iн), трансформатор розраховують у такій послідовності: 


1) Визначають значення струму, поточного через вторинну обмотку трансформатора: 
I2 = 1,5 Iн, 
де: I2 - струм через обмотку II трансформатора, А; 
Iн - максимальний струм навантаження, А.

 
2) Визначають потужність, споживану випрямлячем від вторинної обмотки трансформатора: 
P2 = U2 I2, 
де: P2 - максимальна потужність, споживана від вторинної обмотки, Вт; 
U2 - напруга на вторинній обмотці, В; 
I2 - максимальний струм через вторинну обмотку трансформатора, А. 
3)

 Підраховують потужність трансформатора: 



Pтр = 1,25 P2, 

де: Pтр - потужність трансформатора, Вт; 


P2 - максимальна потужність, споживана від вторинної обмотки трансформатора, Вт. 

Якщо трансформатор повинен мати декілька вторинних обмоток, то спочатку підраховують їх сумарну потужність, а потім потужність самого трансформатора.

 
4)Визначають значення струму, поточного в первинної обмотці: 


I1 = Pтр / U1, 
де: I1 - струм через обмотку I, А; 
РТР - підрахована потужність трансформатора, Вт; 
U1 - напруга на первинній обмотці трансформатора (напруги).

 
5)Розраховують необхідну площу перерізу осердя магнітопровода: 


S = 1,3 Pтр, 
де: S - переріз сердечника магнітопроводу, см2;
Магнітне коло, Магнітопровід - це сукупність пристроїв з магнітом'якого матеріалу з високою магнітною проникністю (електротехнічна сталь, пермалой), що утворюють замкнену систему в якій за наявності магніторушійної сили (МРС) створюється магнітний потік.
 
РТР - потужність трансформатора, Вт.

 
6) Визначають число витків первинної (мережевою) обмотки: 


w1 = 50 U1 / S, 
де: w1 - число витків обмотки; 
U1 - напруга на первинній обмотці, В; 
S - переріз сердечника магнітопроводу


7) Підраховують число витків вторинної обмотки: 
w2 = 55 U2 / S, 
де: w2 - число витків вторинної обмотки; 
U2 - напруга на вторинній обмотці, В; 
S-перетин сердечника магнітопроводу


8) Визначають діаметри проводівобмоток трансформатора: 
d = 0,02 I, 
де: d-діаметр дроту, мм; 
I-струм через обмотку, мА.


Імпульсні трансформатори. Основні характеристики


Імпульсні трансформатори, основне призначення яких полягає в тому, щоб під впливом струмів (напруг), що діють у первинній обмотці, виробляти на виході короткі імпульси заданої форми чи трансформувати імпульси з необхідною зміною рівня напруги і струму.
Напруга (U) на ділянці електричного кола - це різниця потенціалів між двома точками електричного поля та чисельно дорівнює відношенню роботи, яку необхідно виконати для переміщення заряду з однієї точки поля в іншу точку, до величини цього заряду.

Імпульсні трансформатори виконують функції, аналогічні функціям трансформаторів узгодження, але відносно до імпульсних сигналів, наприклад, тривалістю від 0,2 до 100 мкс, тому в них особливо тверді вимоги пред'являються до індуктивності первинної обмотки, індуктивності розсіювання і власної ємності обмотки.

Анало́гія - (грец. αναλογια - «відповідність») - подібність, схожість у цілому відмінних предметів, явищ за певними властивостями, ознаками або відношеннями.


Перспективи розвитку трансформаторів


В одних випадках бувають потрібні напруги у тисячі чи навіть в сотні тисяч вольт, в інших необхідні напруги у кілька вольт або кілька десятків вольт. Змінити таким чином постійну напругу дуже складно, а між тим змінну напругу можна перетворювати – підвищувати і знижувати – досить просто і майже без втрат енергії. Це є однією з основних причин того, що в техніці переважно користуються змінним, а не постійним струмом. Прилади, за допомогою яких здійснюють перетворення напруги змінного струму, носять назву трансформаторів.Трансформатор дуже простий пристрій, що дозволяє як підвищувати, так і знижувати напругу. Кожен трансформатор складається з залізного осердя, на якому розміщені дві обмотки (котушки).
Письменник і вчений пізньої античності Пліній так висловився про роль заліза: «Рудокопи заліза видобувають для людини найкраще й найзлісніше знаряддя. Цим знаряддям прорізаємо ми землю, висаджуючи кущі, оброблюємо плодоносні сади й, обрізуючи дикі виноградні лози, примушуємо їх щоразу омолоджуватися. Цим знаряддям зводимо ми будівлі, руйнуємо камінь і використовуємо залізо на всі подібні потреби. Але тим же самим залізом вчиняємо війни, битви, грабунки й користуємося як зброєю не тільки обличчям до обличчя з ворогом, але й як летючим снарядом, що я вважаю злочинною підступністю людської винахідливості, бо для того, щоб смерть настигла людину, ми зробили її крилатою й надали залізу крила. Хай вина за це буде приписана людині, а не природі».
Число витків у котушках різне. Обмотки мають незначний опір і велику індуктивність.Синусоїдальна зміна струму в первинної котушки буде викликати синусоїдальну е. р. с. індукції у вторинній котушці. Виток первинної і виток вторинної котушок знаходяться в однакових умовах. Е. р. с. одного витка первинної котушки дорівнює е. р. с. мережі, поділеної на число витків первинної котушки, тобто на , а е. р. с. вторинної котушки дорівнює добутку значення на число витків. У принципі, кожен трансформатор може бути використаний і як підвищувальний, і як знижуючий – в залежності від того, до якої котушки підключена первинна напруга.Трансформатор являє собою прилад, що передає енергію із електричного кола первинної обмотки в електричне коло вторинної..Треба сказати, трансформатор належить до числа найдосконаліших перетворювачів енергії.ККД сучасних трансформаторів досягає 98-99% для потужних і близько 95% для менших. Наприклад, багатьом доводилося мати справу з бобінами автомобіля.
Автомобі́ль, авто́ (від грец. αὐτός - сам і лат. mobilis - той, що рухається) - самохідна колісна машина, яка приводиться в рух встановленим на ній двигуном і призначена для перевезення людей, вантажу, буксирування транспортних засобів, виконання спеціальних робіт та перевезення спеціального устаткування безрейковими дорогами.
Бобіна – це підвищувальний трансформатор.Для зварювальних апаратів вимагаються знижуючі трансформатори.
Звáрювання (рос. сварка, англ. welding; нім. Schweißen) - технологічний процес утворення нероз'ємного з'єднання між матеріалами при їх нагріванні та/або пластичному деформуванні за рахунок встановлення міжмолекулярних і міжатомних зв'язків.
Для зварювання потрібні дуже сильні струми, і трансформатор зварювального апарата має усього лише єдиний вихідний виток.

Потужні трансформатори, що перетворюють сотні та тисячі кіловатт – величезні споруди. Звичайно потужні трансформатори вміщують в сталевий бак, заповнений спеціальним маслом. Це покращує умови охолодження трансформатора, і, крім того, масло грає важливу роль як ізолююча речовина. Кінці обмоток трансформатора виводяться через прохідні ізолятори, які закріплені на верхній кришці бака. В лініях трифазного струму використовуються або звичайні, однофазні трансформатори, які вмикаються в кожну з трьох фаз лінії, або спеціальні трифазні трансформатори, що мають три пари обмоток.

Трифа́зний струм - змінний струм у електричному колі, сконструйованому таким чином, щоб у трьох лініях коливання сили струму відбувалися із зсувом фази на 2 π / 3 . Трифазний струм широко використовується в системах промислового і побутового електропостачання.




1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   17



  • Трансформатори живлення. Основні співвідношення для розрахунків
  • Імпульсні трансформатори. Основні характеристики
  • Перспективи розвитку трансформаторів