Однофазний трансформатор. Призначення, пристрій і основні характеристики

Є стара інститутська жарт. На запитання викладача «як працює однофазний трансформатор» студент у відповідь гуде: «У-у-у!». Звук такий дійсно має місце, обумовлений же він тим, що при наведенні індукційного поля виникає магнітно-стрікціонний ефект, що змушує пластини муздрамтеатру вібрувати.

Однофазний трансформатор призначений для створення змінної напруги потрібної величини для навантаження, яка не потребує трехфазном електроживленні.

Будь-трансформатор складається з двох основнихвузлів: сердечника і котушок, їх буває не менше двох. Принцип роботи простий. В результаті проходження електричного струму по провіднику в первинній обмотці, на вторинну наводиться електрорушійна сила (ЕРС). Сердечник складається з пластин феромагнетика, тобто матеріалу, що сприяє посиленню магнітного поля (електротехнічна сталь спеціальних марок).

Величина ЕРС визначається за формулою:

Е = 4,44 х Ф х f х ω

де:

Ф - амплітуда магнітного потоку;

f - частота струму;

ω - число витків в обмотці.

Допустима потужність навантаження, яку «потягне»однофазний трансформатор, задається перетином проведення, яким намотані котушки, і добротністю муздрамтеатру, зокрема магнітною проникністю феромагнетика μ. Розміри сердечника і число витків є предметом розрахунку, який часто стає темою курсової роботи в технічних ВНЗ.

У будь-якому випадку, чим потужніший однофазнітрансформатори напруги, тим солідніше їх розміри. На їх корпусі найчастіше є ярлик з перерахуванням основних параметрів (допустимого струму вхідного і вихідного напруг). Однак так буває не завжди.

На практиці багато ремонтники часто стикаютьсяз необхідністю замінити згорілий однофазний трансформатор напруги. Для того щоб переконатися в придатності, слід вивчити характеристики пристрою, призначеного для заміни.

Перше, що слід зробити, це визначити вхідну обмотку. У понижуючих трансформаторів вона має найбільший опір.

Потім, включивши його в мережу, можна вимірятивихідна напруга в режимі холостого ходу. Ставлення вхідного і вихідного ЕРС становить коефіцієнт трансформації K. Він також дорівнює дробу N вх. / N вих., Тобто числу витків в обмотках.

Після цього можна в якості навантаженняпід'єднати потужне змінне опір (реостат) і зняти вольт-амперну характеристику, визначивши величину номінального струму. У міру зростання навантаження вихідна напруга поступово падає.

Трансформатори бувають не тільки силовими, а йвимірювальними. У тих випадках, коли потрібно визначати значну величину струму в ланцюзі, використовують амперметр. Він включається послідовно, і повинен мати низький опір в поєднанні з великим перетином проведення в магнітної системи, що відхиляє системі. Такий прилад був би занадто масивним і дорогим, тому використовують однофазні трансформатори струму, що знімають пропорційно зменшені значення, і подають їх на звичайні серійні амперметри. Обчислити ампераж нескладно, залишається лише застосувати зазначені на корпусі множники.