Трехфазные трансформаторы.

План урока №41
Группы/ курс ______________ дата__________
Тема урока: Тема 1.6. Трансформаторы. _3_ трехфазные трансформаторы. Потери и КПД
трансформаторов.
Литература: Морозова Н.Ю. «Электротехника и электроника» 88 – 92стр
Содержание урока:
Трехфазные трансформаторы.
Разновидности схем включения трехфазных трансформаторов в зависимости от
соединения первичных и вторичных обмоток.
Специальные схемы включения трехфазных трансформаторов:
Устройство трансформатора с контрольной обмоткой:




Все расчеты трехфазных трансформаторов по напряжению и току точно такие - же
как и для однофазных кроме углов сдвигов между фазами.
Где:
UA,B,C первичное напряжение наводящее в первичной обмотке ЭДС – EA,B,C
Ua,b,cвторичное напряжение наведенное в нагрузке снятое со вторичной обмотки
где без нагрузки наводится ЭДС – ea,b,c.
Фa,b,c – суммарный магнитный поток трехфазного трансформатора наведенный в
магнитопроводе первичной и вторичной обмотками.
Также как и в однофазном трансформаторе каждая обмотка имеет начало
обмотки (обозначенное *) и конец обмотки. В зависимости от начала обмотки
стрелками указано направление течения тока по обмотке.
В силовых линиях, в промышленных сетях и установках: очень часто используют
именно трехфазные трансформаторы, которые по сравнению с однофазными
имеют большие преимущества по экономическим, конструктивным и
электрическим параметрам.
Сравнительный пример использования однофазного и трехфазного трансформаторов в
схеме выпрямителя.
iVD1
i1
uVD1
T
VD1
iн
iVD1
VD3
u1A
+()
u2a
VD1
u1B
u2b
u2ab
u1C
u2c u2ca
i2
u2
Rн
VD3
VD5
VD2
Rн
B
uн
VD4
VD6
а)
u2ф
u2

t1
2
t3
t5
uн
1,4
1,6
3,6
t
t7
Uн.ср
u2ca
u2bc
u2ab
t
t6
t4
uн ,
iн
Uн.ср
u2c
u2b
u2а
t2
t
iн
VD4
VD2
а)
0
u2bc
C
uн
(+)
uн
T
A
u1
uн,
iн
iн
uVD1
2,3
2,5
iн
4,5
1,6
3,6
t
iVD1
uVD1,
-u2ca
-u2bc
-u2ab
iVD1
Как
видно из графиков – качествоtвыпрямленного напряжения у трехфазного
трансформатора несравненно
лучше чем у однофазного
(гораздо меньше
iVD1
uVD1
uVD1,
U2m
iVD1
коэффициент пульсаций)
несмотря на сложность
схемы. Таким образом t
б)
применение трехфазных
трансформаторов в схемах выпрямителей
- оправдано и
U2лm
uVD1
предпочтительней
подиаграммы
сравнению
Рис. 2.4. Схема (а) и временные
(б) токовсиоднофазными трансформаторами.
напряжений однофазного мостового выпрямителя
б)
Потери в Рис.
трансформаторах.
2.6. Схема (а) и временные диаграммы (б) токов и напряжетрехфазного мостового выпрямителя
Рассчитываются по схеме замещениянийреального
трансформатора:
Потери в трансформаторах складываются из потерь в стали и потерь в обмотках.
1. Потери в стали первичной обмотки (обмоток для 3ф схем) а именно в
стержнях, сердечниках и ярме трансформатора, обозначены на схеме как Х0
и r0
2. Потери в проводе складываются из сопротивлений обмоток ( r1,x1, r2, x2 ) и
паразитных проводимостей и емкостей обмоток ( X2, R2 ). В основном при
расчетах используют не сопротивление утечки а именно проводимость
потери.
КПД трансформаторов.
1. КПД трансформаторов обозначается буквой ( ŋ ) высчитывается по формуле:
ŋ=(P2/P1)*100 то есть - отношение полезной мощности трансформатора к
потребляемой мощности, перемноженное на 100 %.
a. В то время как потребляемая мощность складывается из полезной
мощности отдаваемой нагрузке, потерях с сталь и потерях в обмотке.
формула для расчета: Р1 = Р2 +Рст + Робм
b. Полезная мощность для однофазных трансформаторов: P2 = U2I2cosα2 , для
трехфазных трансформаторов: P2 = √3U2I2cosα2
2. КПД трансформаторов на сегодняшний день достигают от 50-70% в
маломощных устройствах, и до 98-99% в силовых установках.
a. Современные трансформаторы рассчитывают таким образом чтоб
максимум КПД достигал при нагрузке равной примерно половине
номинального значения. При этом достигаются наиболее благоприятные
параметры использования трансформаторов.
Домашнее задание:
1. Разница между однофазным и трехфазным трансформатором?
2. Что входит в расчетные параметры схемы замещения трансформатора?
3. формулы для расчета КПД трансформаторов?
4. Задача: КПД = 50%, к = 0.1 ,U1 = 220 в, Rн =20 ом. Найти I1 , I2 учитываются
потери в обмотках - с применением КПД трансформатора.