Главная › Новости

Трансформаторы. Выпрямители. Преобразователи

Опубликовано: 05.09.2018

Трансформаторы напряжения

Трансформатор служит для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Он состоит (рис. 12.6) из стального магнитопровода 2 и двух обмоток 1 и 3, которые изолированы от магнитопровода. Концы одной обмотки подсоединяются к источнику переменного тока. Эта обмотка называется первичной. Вторая обмотка своими концами соединяется с потребителем и называется вторичной.

Работа трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции. При прохождении по первичной обмотке переменного тока в магнитопроводе трансформатора создается переменный магнитный поток, который пронизывает обе обмотки и индуктирует в них ЭДС. Величина индуктивной ЭДС пропорциональна числу витков обмоток. Мерой изменения напряжения, осуществляемого трансформатором, является коэффициент трансформации, который представляет собой отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки:

где k — коэффициент трансформации; w1 и E1— число витков и ЭДС первичной обмотки; w2 и E2 — число витков и ЭДС вторичной обмотки.

При w2>w1, Е2>Е1 трансформатор называется повышающим. Если же w1>w2, то Е1>Е2 и трансформатор называется понижающим.

Трансформаторы как преобразователи напряжения находят широкое применение в различных электрических устройствах. По назначению трансформаторы делятся на силовые общего назначения и специальные. Первые из них используются на электростанциях для повышения напряжения и у места потребления электроэнергии для понижения напряжения.

К специальным трансформаторам относятся сварочные, измерительные, радиотрансформаторы и др.

В зависимости от рода переменного тока трансформаторы разделятся на одно- и многофазные,

В электрооборудовании строительных машин применяются одно- и трехфазные трансформаторы специального назначения.

Сварочные трансформаторы используются при электродуговой сварке. Они представляют собой (рис. 12.7) понижающие одно- или трехфазные трансформаторы, преобразующие напряжение питающей сети (обычно 220, 380 В) в напряжение, достаточное для горения электрической дуги.

Сварочный трансформатор работает в режиме, близком к короткому замыканию. Чтобы величина тока не оказалась слишком большой, что может вызвать прожигание свариваемого материала, последовательно во вторичную обмотку включают реактивную катушку. Катушка размещается на неподвижной части разъемного магнитопровода. Подвижная часть магнитопровода может передвигаться относительно неподвижной с помощью винтового устройства.

Рис. 12.6. Схема трансформатора: 1 — первичная обмотка; 2 — магнито-провод; 3 — вторичная обмотка

Рис. 12.7. Схема сварочного трансформатора: 1 — реактивная катушка; 2 — разъемный магнитопровод; 3 — магнитопровод основной; 4 - первичная обмотка; 5 — вторичная обмотка; 6 — винтовое устройство

Назначение реактивной катушки — создавать дополнительное индуктивное сопротивление. При уменьшении зазора 6 между частями разъемного магнитопровода индуктивное сопротивление растет, а ток во вторичной цепи падает; при увеличении б — наоборот. Изменяя таким образом величину воздушного зазора, можно регулировать силу тока сварки.

Постоянный ток, используемый в строительных машинах, в настоящее время получают, как правило, выпрямлением переменного тока с помощью полупроводниковых выпрямителей.

Полупроводниками называют материалы, занимающие промежуточное положение по электропроводности между проводниками и непроводниками. К полупроводниковым материалам относятся германий, кремний, селен, фосфор, мышьяк и др. Свойствами полупроводника обладают также химические соединения — селениды, сульфиды, карбиды и др.

В электрооборудовании строительных машин чаще всего применяются селеновые, германиевые и кремниевые выпрямители.

Преобразователи частоты преобразуют электрический ток нормальной частоты в высокочастотный. Они используются, например, в электрифицированных инструментах с двигателями повышенной частоты для преобразования переменного тока частоты 50 Гц в переменный ток частоты 200 Гц.

Преобразователь частоты представляет собой смонтированный в одном корпусе агрегат, состоящий из двухполюсного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором и восьмиполюсного асинхронного генератора. Конструктивно преобразователь состоит из корпуса и ротора. Корпус имеет статор двигателя и статор генератора. Обмотка статора — двухполюсная, обмотка генератора — восьмиполюсная.

Ротор двигателя и ротор генератора установлены на одном валу. Со стороны генератора на валу располагается коллектор, к которому прижимаются щетки, закрепленные в щеткодержателе.

Питание обмоток статора двигателя и ротора генератора осуществляется от сети переменного тока нормальной частоты. При поступлении тока в статор двигателя его ротор начинает вращаться, а вместе с ним и ротор генератора. Электрический ток ротора генератора при этом создает вращающееся магнитное поле, которое индуктирует в восьмиполюсной обмотке статора генератора электродвижущую силу с частотой 200 Гц.