Изучение и исследование однофазного трансформатора малой мощности

Лабораторная работа 4

ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА МАЛОЙ МОЩНОСТИ

1. Цель работы

• ознакомиться с конструкциями однофазных трансформато­ров малой мощности.
• исследовать трансформатор в режиме холостого хода и под нагрузкой.

2. Теоретические сведения.

Трансформатор является статическим электромагнитным аппа­ратом, преобразующим переменный ток одного напряжения в пере­менный ток другого напряжения той же частоты.

Работа трансформатора основывается на принципе электромаг­нитного взаимодействия нескольких контуров, неподвижных друг относительно друга. Если к зажимам одной из обмоток подвести напряжение от сети переменного тока, то под действием связываю­щего обе обмотки магнитного потока во вторичной обмотке возникает переменная ЭДС и по второму контуру течет ток, пита­ющий подключенные к зажимам трансформатора приемники элек­троэнергии. Для усиления электромагнитной связи между обмотка­ми служит сердечник трансформатора, собранный из листовой ста­ли.

К трансформаторам малой мощности относятся однофазные и трехфазные трансформаторы, мощность которых не превосходит нескольких сотен В*А. Наиболее распространенную группу транс­форматоров малой мощности составляют силовые однофазные и трехфазные трансформаторы, применяемые в блоках питания со­временных автоматических устройств и электроприводов.

Силовые трансформаторы малой мощности, работающие в уст­ройствах автоматики и системах управления, должны иметь мини­мальную стоимость. В таких устройствах срок службы трансформа­тора ограничен, поскольку он связан со сроком службы электрон­ной аппаратуры, которая сравнительно быстро морально устарева­ет. Трансформаторы, применяемые в схемах питания систем автоматики, должны иметь, как правило, минимальные габариты.

Однако следует отметить, что стремление получить трансфор­матор с малыми стоимостью и весом путем повышения электромаг­нитных нагрузок приводит к некоторому снижению коэффициента мощности и КПД.

В зависимости от способа изготовления сердечника различают силовые маломощные трансформаторы броневого, стержневого и торроидального типов (рис.2.1).

Для уменьшения потерь на вихревые токи сердечники таких трансформаторов набирают из пластин, штампованных из электро­технической стали или железоникелевых сплавов, или навивают из полос электротехнической стали, причем эти пластины и полосы покрываются с одной стороны тонким слоем изолирующего лака.

Однофазные силовые трансформаторы обычно выполняются многообмоточными с двумя, тремя и более вторичными обмотками.

Обмотки силовых трансформаторов выполняются из медного провода с эмалевой или эмалево-волокнистой изоляцией. В основ­ном применяется провод с эмалевой (марок ПЭЛ и ПЭВ) изоляцией как наиболее дешевый и занимающий меньше места в катушке. Провода с эмалево-шелковой изоляцией (марок ПЭИЮ, ПЭ11/Д) применяются в обмотках высокого напряжения.

Между слоями обмотки помещаются прокладки из кабельной бумаги или другого прокладочного материала. Для защиты транс­форматора от влаги и для повышения электрической прочности изо­ляции обмотки иногда пропитываются специальными лаками.

Обычно для снижения стоимости трансформатора обмотку с меньшим диаметром провода, как более дорогую, располагают ближе к стержню. Обмотку с большим диаметром провода делают наруж­ной. При этом конструкция обмоток приобретает большую механи­ческую прочность. Для защиты от помех, проникающих через электросеть, между первичной и вторичной обмотками помещают электростатический экран. Экран выполняется из изолированного провода в виде однослойной обмотки, один из концов которой заземляется.

Испытуемый однофазный трансформатор номинальной мощностью В*А и первичным напряжением 220/127 В предназна­чен для питания электронных устройств малой мощности. Трансформатор рассчитан на продолжительную активную на­грузку при частоте 50 Гц и температуре окружающей Среды 50 С°. 

Под коэффициентом трансформации ЭДС трансформатора (ча­сто просто коэффициент трансформации) понимается отношение ЭДС, наводимых в первичной и вторичной обмотках трансформато­ра основным магнитным потоком, замыкающимся по сердечнику трансформатора. Коэффициент трансформации трансформатора могут быть определены из опыта холостого хода как отношение пер­вичного напряжения к напряжению вторичных обмоток. При таком определении коэффициентов трансформации напряжение на зажи­мах первичной обмотки должно быть равно номинальному. Если известны обмоточные данные трансформатора, то коэффициенты трансформации могут быть определены более точно, как отношение чисел витков первичной и вторичной обмоток. 

Ход работы. 

Таблица 3.1. Определение коэффициентов траснформации.