Файл: Пиотровский Л.М. Электрические машины учебник.pdf

Та из обмоток трансформатора, к которой подводится энергия переменного тока, называется первичной обмоткой, другая, от кото­ рой энергия отводится, называется вторичной. В соответствии с на­ званиями обмоток, все величины, относящиеся к первичной обмотке, как, например, напряжение, мощность, ток, сопротивление и т. д., тоже называются первичными, а относящиеся ко вторичной обмотке — вторичными.

Если первичной обмоткой является обмотка высшего напряжения, а вторичной — обмотка низшего напряжения, то такой трансформа­ тор называется понижающим. При вторичном напряжении выше первичного трансформатор называется повышающим.

Соответственно системе тока имеются трансформаторы одно-, трех- и многофазные. Обмоткой многофазного трансформатора яв­ ляется совокупность всех соединенных между собой фазкых обмоток.

Для улучшения охлаждения трансформатора его сердечник вместе с обмотками размещается в баке с жидкостью, обычно трансформа­ торным маслом; такие трансформаторы называются масляными. Трансформаторы с воздушным охлаждением называются сухими.

10-3. Основные типы трансформаторов

Наибольшее распространение получили следующие типы транс­ форматоров:

1)силовые — для передачи и распределения электроэнергии;

2)автотрансформаторы — для преобразования напряжения в не­

больших пределах, для пуска двигателей переменного тока и т. д.;

3)измерительные трансформаторы — для включения в схемы измерительных приборов;

4)трансформаторы специального назначения — сварочные, печ­ ные, испытадельные, импульсные, пиковые, высокочастотные, для ртутных выпрямителей и игнитронов, для преобразования частоты, для автоматических устройств, для медицинских и радиотехнических целей.

Таким образом, область применения трансформаторов чрезвы­ чайно широка, соответственно велико и число конструктивных форм трансформаторов. Но во всех случаях процесс преобразования энер­ гии в трансформаторах и приемы изучения происходящих в них явле­ ний по существу одни и те же. Поэтому в дальнейшем рабочие про­ цессы рассматриваются в основном типе трансформатора — в одно- и трехфазном двухобмоточном силовом трансформаторе.

10-4. Номинальные величины

Величины, характеризующие условия работы, на которые рас­ считан трансформатор, называются номинальными. Основные из них указываются на паспортном щитке. •

Номинальной полезной мощностью трансформатора называется полная мощность трансформатора на зажимах вторичной обмотки. Для двухобмоточных силовых трансформаторов номинальная под­

164

веденная мощность (первичной обмотки) принимается равной номи­ нальной полезной мощности (вторичной обмотки).

Номинальным напряжением обмотки трансформатора, не имеющей ответвлений, называется напряжение между зажимами обмотки при холостом ходе трансформатора. Таким образом, напряжение на вто­ ричной обмотке при номинальной нагрузке немного отличается от номинального. При обмотке с переключаемыми ответвлениями номи­ нальное напряжение относится к основному ответвлению.

Номинальный ток обмотки трансформатора соответствует номи­ нальной мощности и номинальному напряжению.

10-5. Основные части трансформатора

Трансформатор состоит из сердечника, обмоток, бака с маслом (если трансформатор масляный), на котором размещены проходные изоляторы (вводы) и расширитель.

Рис. 10-2. Стержневые трансформаторы: а — однофазный, б — трехфазный

1 — стержень, 2 — ярмо, 3 — обмотка низшего напряжения, 4 — обмотка

высшего напряжения

А. Сердечник трансформатора. В сердечнике трансформатора принято выделять следующие части: стержни, на которых располо­ жены катушки обмотки, и ярма, соединяющие стержни в общую маг­ нитную цепь. Сердечники бывают двух типов: стержневые и броне­ вые. Тип сердечника часто дает пазвание и трансформатору.

165

В стержневом сердечнике стержни и ярма соединены последова­ тельно. В однофазном трансформаторе (рис. 10-2, а) каждая из обмо­ ток располагается на двух стержнях, а в трехфазном (рис. 10-2, б)

на одном стержне. В броневом трансформаторе (рис. 10-3) маг­ нитная цепь имеет две парал­ лельные ветви и значительная часть поверхности обмотки охва­ тывается сердечником. Магнитный поток в ярме вдвое меньше, чем

1 — стержень, 2 — ярмо, 3 — обмотка низшего напряжения, 4 — об­

мотка высшего напряжения

Рис. 10-4. Трансформатор с разветвленной магнитной цепью: а — однофазный, б — трохфазный

в стержне, поэтому их можно выполнять вдвое меньшего сечения, как показано на рис. 10-3,а. В трехфазном броневом трансформаторе (рис. 10-3, б) для уменьшения магнитного потока в ярмах, общих для двух фаз, обе катушки среднего стержня включаются таким образом, чтобы направление магнитной оси этих катушек было про­ тивоположно направлению магнитных осей катушек крайних стерж­ ней.

166

В отечественной промышленности броневые сердечники приме­ няются только в трансформаторах малой мощности или в специаль­ ных трансформаторах. В современных трансформаторах большой мощности и высокого напряжения для перевозки в собранном виде по железным дорогам необходимо уменьшение высоты трансформа­

из полос электротехнической стали толщиной 0,5 или 0,35 мм. При­ меняется горячекатаная сталь марок Э41, Э42, Э43 и холоднокатаная сталь марок Э310, Э320, ЭЗЗО. Для уменьшения потерь от вихревых токов отдельные полосы изолируются друг от друга пленкой лака.

По способу соединения стержня с ярмом различают сердечники стыковые и шихтованные. В стыковых сердечниках стержни и ярма собираются отдельно и после укладки катушек объе­ диняются в один сердечник. В шихтованных сер­ дечниках стержни и ярма собираются впереплет (рис. 10-5). Затем полосы верхнего ярма вынимаются и после установки катушек снова укладываются на место. Стыковые сердечники получаются очень прос­

конструкции не применяются.

Встыках шихтованных сердечников также имеются дополнитель­ ные зазоры и потери от вихревых токов, однако значительно меньше, чем в стыковых сердечниках.

Вхолоднокатаной стали магнитные свойства значительно лучше вдоль проката, чем поперек, поэтому при повороте линий магнит­

167