Электротехника и электроника. - Немцов М.В.
Скачать (прямая ссылка):
Недостатком автотрансформатора является электрическое соединение цепей высшего и низшего напряжения. По этой причине электроизоляция цепи низшего напряжения должна соответствовать высшему напряжению. При большем значении коэффициента трансформации этот фактор приводит к увеличению стоимости электрооборудования цепи низшего напряжения и снижению безопасности работы обслуживающего персонала.
Изменение положения точки а на обмотке автотрансформатора (см. рис. 7.18) позволяет плавно регулировать вторичное напряжение, например, в лабораторных автотрансформаторах (JIATP), у которых одним из выводов вторичной цепи служит подвижный контакт.
Обмотки трехфазных автотрансформаторов обычно соединяются звездой с выведенной нейтральной точкой или без нее (рис. 7.19).
7.11. Многообмоточные трансформаторы
Многообмоточный трансформатор имеет одну первичную и несколько вторичных обмоток, расположенных на общем магнитопроводе. Такие трансформаторы имеют полную мощность до 1 ООО В ¦ А и применяются в устройствах промышленной электроники для питания от одного источника нескольких изолированных друг от друга цепей. Принципы действия многообмоточного и двухобмоточно-го трансформаторов аналогичны.
Рассмотрим работу трехобмоточного однофазного трансформатора, включенного по схеме, приведенной на рис. 7.20. Намагничивающий ток первичной обмотки/1х возбуждает в магнитопроводе магнитный поток, который индуцирует во всех обмотках ЭДС, пропорциональные их числам витков. Если вторичные обмотки нагружены токами I2 и I3, то МДС первичной Рис. 7.20
169
обмотки должна уравновешивать размагничивающее действие МДС этих токов. Поэтому баланс МДС в многообмоточном трансформаторе аналогично (7.8) равен
/,If1 = I2W2 + I3W3 + I1xW1,
а напряжения между выводами вторичных обмоток аналогично (7.1) равны
U2= UxW2/wx; U3=UxW3Iwx.
Трехфазные трансформаторы также могут иметь две или более вторичных обмоток.
Вероятность одновременной номинальной нагрузки всех вторичных обмоток,- при которой токи нагрузки совпадают по фазе, мала. Поэтому первичная обмотка многообмоточного трансформатора обычно рассчитывается на мощность меньшую, чем сумма номинальных полных мощностей вторичных обмоток.
7.12. Конструкции магнитопроводов и обмоток силовых трансформаторов
Магнитопровод трансформатора изготовляют из холоднокатаных и горячекатаных листов электротехнической стали. Магнитопровод из горячекатаной электротехнической стали, содержащей для уменьшения потерь от вихревых токов до 4 % кремния, набирается из штампованных листов толщиной 0,35 или 0,5 мм. Применяется сталь 1511 (см. табл. 3.2), 1512, 3411, 3412. Листы перед сборкой магнитопровода покрывают изоляционным лаком и затем стягивают в пачки стальными шпильками. В зависимости от положения магнитопровода по отношению к обмоткам различают стержневые и броневые трансформаторы. В первом случае обмотки BH и HH охватывают стержни магнитопровода (рис. 7.21), во втором — магнитопровод частично охватывает обмотки BH и HH (рис. 7.22).
Конструкция стержневого трансформатора проще, чем броневого, облегчает получение необходимой изоляции обмотки и применяется в большинстве силовых трансформаторов. Некоторым преимуществом броневого магнитопровода, собранного из Ш-об-разных штампованных листов, можно считать частичную защиту обмоток от механических повреждений.
Для уменьшения магнитного сопротивления стыков отдельных листов магнитопровода они шихтуются в стыках, т.е. укладываются в переплет (рис. 7.23).
Магнитопровод трансформатора может изготовляться также из холоднокатаной электротехнической стали, для которой харак-
170
HH
Рис. 7.21
Рис. 7.22
терны после отжига без доступа воздуха высокая магнитная проницаемость в направлении прокатки. Ленты из этой стали, нарезанной вдоль проката, свивают в магнитопровод требуемых размеров, отжигают и затем разрезают на части, удобные для сборки трансформатора (рис. 7.24). Такой магнитопровод в сборке не имеет воздушных зазоров, что значительно уменьшает ток холостого хода.
Различают концентрическое (см. рис. 7.21) и чередующееся (см. рис. 7.22) взаимные расположения обмоток BH и HH. Концентрическое расположение обмоток применяется в большинстве силовых трансформаторов и представляет собой размещение катушек обмоток BH и HH в виде двух коаксиальных цилиндров. Обмотка HH располагается ближе к стержню, так как ее легче изолировать от магнитопровода.
Трансформаторы малой мощности выполняются обычно с естественным воздушным охлаждением и называются сухими (табл. 7.1), средней и большой мощности — с масляным охлажде-
Таблица 7.1
Параметры некоторых типов сухих трехфазных трансформаторов компании «Шнейдер электрик» (Франция)
Мощность, кВ А Первичное напряжение, В Вторичное напряжение, В Мощность потерь в режиме холостого хода, Вт Мощность потерь при номинальной нагрузке и V = = 75 °С, Вт Масса, кг Габариты*, м
100 10000 400 440 1700 650 1,05 x0,65x1,2
400 10000 400 1000 4500 1 210 1,375x0,795x1,33
1600 10000 400 2 800 12 300 3210 1,665x0,945x2,035
3 150 10000 400 • 5 500 21800 6000 2,06x1,195x2,33
