Transformatory - Jerzy Olencki

Transkrypt

Transformatory - Jerzy Olencki
w12
41
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
Transformator
idealny
Budowa transformatora
Prostowanie prądu
Transformator trójfazowy
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
Transformator idealny - założenia


Opór uzwojeń pomijalnie mały
Strumień magnetyczny taki sam dla obu
uzwojeń
(M =

L1 • L2
)
Namagnesowanie rdzenia proporcjonalne do
natężenia pola magnetycznego
Φ
n• S
S

2
= n• µ 0 • µ •
= µ0•µ •n • 
 L = n•
i
l
l

Podstawy elektrotechniki
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
w12
Transformatory
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
Uzwojenie wtórne rozwarte
di0
U 0 • sin ( ω • t ) − L1 •
= 0
dt
di0 U 0
=
• sin ( ω • t )
dt
L1
U0
di0 =
• sin ( ω • t ) dt
L1
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
Prąd jałowy
U0
i0 = −
• cos( ω • t )
L1 • ω
U1
i0 = −
L1 • ω
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
Napięcie uzwojenia wtórnego (rozwarte)
di0
U 2 = − L1 • L2 •
dt
U0
U 2 = − L1 • L2 •
• sin ( ω • t )
L1
U2 = −
L2
n2
• U 0 • sin ( ω • t ) = −
• U1
L1
n1
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
Przekładnia transformatora
U 2 n2
=
U 1 n1
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
Uzwojenie pierwotne (wtórne zwarte)
di1
di 2
− L1 •
− M•
+ U 0 • sin ( ω • t ) = 0
dt
dt
di1
M di2 U 0
= −
•
+
• sin ( ω • t )
dt
L1 dt
L1
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
Uzwojenie wtórne (zwarte)
di2
di1
− L2 •
− M•
− i2 • R = 0
dt
dt
 M di2 U 0

di2
− L2 •
− M •  −
•
+
• sin ( ω • t )  − i2 • R = 0
dt
L1
 L1 dt

w12
Podstawy elektrotechniki
Transformatory
di2 M 2 di2
− L2 •
+
•
+
dt
L1
dt
M
−
• U 0 • sin ( ω • t ) − i2 • R = 0
L1
di2 L1 • L2 di2
− L2 •
+
•
+
dt
L1
dt
−
L1 • L2
L1
• U 0 • sin ( ω • t ) − i2 • R = 0
w12
Podstawy elektrotechniki
Transformatory
i2 = −
L2 U 0
•
• sin ( ω • t )
L1 R
w12
Podstawy elektrotechniki
Transformatory

di1 = 


i1 = ∫ 


U0
L2 U 0
•
• ω • cos( ω • t ) +
• sin ( ω • t )  dt
L1 R
L1


U0
L2 U 0
•
• ω • cos( ω • t ) +
• sin ( ω • t )  dt
L1 R
L1

w12
Podstawy elektrotechniki
Transformatory
R L1 = L1 • ω
2
 n2  U 0
U0
i1 =   •
• sin ( ω • t ) −
• cos( ω • t )
R
R L1
 n1 
w12
Podstawy elektrotechniki
Transformatory
L2  n 2 
=  
L1  n1 
2
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
Uzwojenie wtórne zwarte - uzwojenie pierwotne
U 1 = U 0 • sin ( ω • t )
2
 n2  U 0
U0
i1 =   •
• sin ( ω • t ) −
• sin ( ω • t )
R
R L1
 n1 
2
 n2  U 1 U 1
i1 =   •
−
R R L1
 n1 
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
Uzwojenie wtórne zwarte - uzwojenie wtórne
n2
U2 = −
• U 0 • sin ( ω • t )
n1
n2
U2 = −
• U1
n1
n2 U 0
i2 = −
•
• sin ( ω • t )
n1 R
n2 U 1
i2 = −
•
n1 R
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
Stosunek natężeń prądów
n2 U 1
−
•
n1 R
i2
n1
=
≈
2
i1  n  U
n2
U
 2  • 1 − 1
R RL1
 n1 
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
Regulacja obciążenia
2
 n2  U 1 U 1
i1 =   •
−
R R L1
 n1 
R ↑ ⇒ i1 ↓
R → 0 ⇒ i1 ↑
→ zwarcie
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
Prąd jałowy
i0 = 3÷12% in
L2 U 1
U1
•
−
in
L1 Rn L1 • ω
L2
=
=
−1
U1
i0
Rn • ω
L1 • ω
w12
Podstawy elektrotechniki
Transformatory
Napięcie zwarcia
Uz = 4÷15% Un
Prąd zwarcia
iz = 7÷25 in
Prąd zwarciowy udarowy iud=1,2÷1,8 iz
U z in
=
U n iz
Podstawy elektrotechniki
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
w12
Transformatory
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
Autotransformator
Uzwojenie
wtórne połączone elektrycznie
z uzwojeniem pierwotnym
W części wspólnej uzwojenia płynie
różnica prądu pierwotnego i wtórnego
Duży prąd zwarcia
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
Uproszczone wzory empiryczne do obliczania transformatora
jednofazowego małej mocy
Pole przekroju rdzenia
(ferromagnetycznego)
Liczba zwojów
przypadającą na 1[V]
Średnica drutu
nawojowego
S Fe
[cm ] =
2
P[VA]
45
 zwoje 
N
=
2

V
S
cm


Fe
[
d [ mm] =
i[ A]
2
]
Podstawy elektrotechniki
w12
Transformatory
w12
Podstawy elektrotechniki
Transformatory
•Symetryczny strumień
magnetyczny
•Duży koszt wykonania
rdzenia
Podstawy elektrotechniki
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
w12
Transformatory
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
Symbol
Yy0
Dy5
Yd5
Yz5
Dy11
Yd11
Yz11
Przesunięcie
fazowe
0
Przekładnia
nz
1
5
π
6
3
nz
3n z
2
3
nz
1
11
π
6
3
nz
3n z
2
3
nz
Podstawy elektrotechniki
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
w12
Transformatory
Podstawy elektrotechniki
w12
Transformatory

Podobne dokumenty