От чего зависит коэффициент трансформации трансформатора

Основной параметр трансформатора

Главная особенность любого трансформатора — коэффициент трансформации. Он определяется как отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки. Также это значение можно рассчитать, разделив соответствующие показатели ЭДС в обмотках.

Формула

При наличии идеальных условий, когда отсутствуют электрические потери, решение проблемы определения коэффициента осуществляется по соотношению напряжений на выводах каждой из обмоток. Если трансформатор имеет более двух обмоток, это значение рассчитывается по одной для каждой обмотки.

В понижающих трансформаторах коэффициент трансформации будет больше единицы, в повышающих этот показатель идет от 0 до 1. Действительно, этот показатель определяет, во сколько раз трансформатор напряжения снижает подаваемое напряжение. С его помощью можно определить правильность количества витков. Этот коэффициент определяется на всех доступных фазах и на каждом ответвлении сети. Полученные данные используются для расчетов, они позволяют выявить обрывы проводов в обмотках и определить полярность каждого из них.

определить реальный коэффициент трансформации тока трансформатора можно с помощью двух вольтметров. В трансформаторах с тремя обмотками измерения проводятся как минимум для двух пар обмоток с наименьшим током короткого замыкания. Если некоторые элементы трансформатора и ответвления накрыть кожухом, определение коэффициента становится возможным только для выводов обмоток, выведенных наружу.

В однофазных трансформаторах для расчета рабочего коэффициента трансформации используется специальная формула, в которой напряжение, подаваемое в первичную цепь, делится на напряжение, измеренное одновременно во вторичной цепи. Для этого нужно заранее знать, во что измеряется каждый показатель.

запрещается подключать к обмоткам напряжение значительно выше или ниже номинала, указанного в паспорте трансформатора. Это приведет к увеличению погрешностей измерения из-за потерь тока, потребляемого измерительным устройством, к которому подключен трехфазный трансформатор. Кроме того, ток холостого хода влияет на точность измерения. Для большинства устройств разработана специальная таблица, в которой содержатся достаточно точные данные, которые можно использовать в расчетах.

Измерения производить вольтметрами с классом точности 0,2-0,5. Более легкое и быстрое определение коэффициента возможно с помощью специальных универсальных устройств, позволяющих обойтись без использования внешних источников переменного напряжения.

Что такое коэффициент трансформации

Преобразователь не меняет один параметр на другой, а работает с их значениями. Однако его называют преобразователем. В зависимости от подключения первичной обмотки к источнику питания меняется назначение устройства.

В быту эти устройства очень популярны. Их цель — обеспечить бытовой прибор такой мощностью, чтобы она соответствовала номиналу, указанному в паспорте этого устройства. Например, напряжение в сети 220 вольт, аккумулятор телефона заряжается от источника питания на 6 вольт. Следовательно, необходимо снизить напряжение сети в 220: 6 = 36,7 раз, этот показатель называется коэффициентом трансформации.

Чтобы точно рассчитать этот показатель, нужно вспомнить само устройство трансформатора. Любое такое устройство имеет сердечник из специального сплава и не менее 2-х катушек:

• начальный;
• вторичный.

Первичная катушка подключена к источнику питания, вторичная катушка подключена к нагрузке, их может быть 1 и более. Обмотка — это катушка, состоящая из электроизоляционного провода, намотанного на каркас или без него. Один полный оборот нити называется витком. Первая и вторая катушки установлены на сердечнике, с его помощью энергия передается между обмотками.

Для силового трансформатора

Есть повышающие и понижающие трансформаторы, для его определения нужно узнать коэффициент трансформации, с его помощью можно узнать, какой трансформатор. Если коэффициент меньше 1, трансформатор является повышающимся (это также можно определить по значениям, если во вторичной обмотке больше, чем в первичной, то такое увеличение) и наоборот, если K> 1, затем понижающий (если в первичной обмотке меньше витков, чем во вторичной).

Формула для расчета коэффициента трансформации

где это находится:

• U1 и U2 — напряжение в первичной и вторичной обмотках,
• N1 и N2: количество витков в первичной и вторичной обмотках,
• I1 и I2 — ток в первичной и вторичной обмотках.

Трансформатор тока

Формула для расчета коэффициента трансформации ТА:

Значения коэффициента обычно очень большие по сравнению с силовым трансформатором. Значения могут быть такими, как показано в таблице:

Определить коэффициенты трансформации: взять ТТ со значениями, выделенными в таблице 600/5 = 120. Также можно взять любой трансформатор 750/5 = 150; 800/2 = 400 и т.д.

Трансформатор напряжения

Формула для расчета коэффициента трансформации ТВ:

Рассчитаем коэффициент трансформации для ТН, который показан на фото ниже:

Возьмите первичное напряжение (красная стрелка) и разделите на вторичное напряжение (желтая стрелка). 35000/100 = 350.

Коэффициент трансформации электросчетчика

Коэффициент трансформации широко используется в приборах учета электроэнергии. Эти данные необходимы для правильного выбора счетчика электроэнергии и для дальнейших расчетов реального потребления энергии. Для этого используется дополнительный показатель — расчетный коэффициент учета.

Для определения этого значения снимаются показания электросчетчика и умножаются на коэффициент трансформации подключенного трансформаторного устройства. Например, решая задачу, как найти требуемый показатель, 60 кВт / ч нужно умножить на коэффициент 20 (30, 40 или 60). Результат умножения: 60 x 20 = 1200 кВтч. Полученное значение будет реальным потреблением энергии.

Существуют различные типы измерительных устройств. По принципу действия они могут быть однофазными или трехфазными. Они не подключаются напрямую, в цепь между ними обязательно включен трансформатор тока. Некоторые модели счетчиков предполагают возможность прямого подключения. В сетях напряжением до 380 вольт применяют 5-20 амперметров. Электроэнергия подается на счетчик в чистом виде, с постоянной величиной.

В настоящее время используются индукционные измерительные приборы, которые постепенно заменяются электронными моделями. Они считаются устаревшими, так как не могут учитывать расход электроэнергии по разным тарифам. Кроме того, они не могут передавать данные на большие расстояния. Поэтому их заменяют электронные счетчики, которые могут напрямую преобразовывать входной ток в определенные сигналы. В этих конструкциях отсутствуют вращающиеся детали, что способствует значительному повышению их надежности и долговечности. Коэффициент трансформации счетчиков напрямую влияет на точность получаемых данных.

Испытание трансформаторного масла.

Изготовлен для измерительных трансформаторов 35 кВ и выше согласно соответствующим директивам.

Для измерительных трансформаторов со значением, превышающим тангенс угла диэлектрических потерь изоляции, масло необходимо испытать в соответствии с разделом 12 таблицы. 2.14.

Для каскадных измерительных трансформаторов в масляной ванне оценка условий
масло в отдельных ступенях производится по нормам, соответствующим номинальному рабочему напряжению ступени (каскада).

Испытания емкостных трансформаторов напряжения типа NDE.

Изготовлено согласно инструкции производителя.

Проведение периодических проверок, измерений и испытаний измерительных трансформаторов в эксплуатации.

Как определить коэффициент трансформации счетчика электроэнергии

Коэффициент трансформации счетчика электроэнергии (ТА) — одна из технических величин, влияющих на точность показаний счетчика.

Показатель определяется эффективностью работы трансформаторной подстанции.

Давайте подробнее рассмотрим это значение.

Как рассчитать коэффициент трансформации

Коэффициент трансформации «k» — это отношение между напряжением U1 на первичной обмотке трансформатора и напряжением U2 на его вторичной обмотке, определяемое как минимум (когда вторичных обмоток больше, существуют также другие коэффициенты k, в данном случае они определяются по очереди). Это отношение считается равным отношению количества витков в соответствующих обмотках.

Величину коэффициента трансформации легко вычислить, разделив показатели ЭДС обмоток рассматриваемого трансформатора: ЭДС первичной обмотки — на ЭДС вторичной.

Коэффициент трансформации так же важен, как и величина, на которую вторичная обмотка подводится к первичной. В рабочих условиях большое значение имеет коэффициент трансформации напряжения, понимаемый как отношение номинального напряжения трансформатора.

Для однофазных трансформаторов нет разницы между ЭДС и коэффициентами трансформации напряжения, но в трехфазных трансформаторах их следует строго отличать друг от друга.

В идеале потери мощности (на вихревые токи и на нагрев проводников обмотки) в трансформаторе полностью отсутствуют, поэтому коэффициент трансформации для идеальных условий рассчитывается простым делением напряжений на выводах обмотки. Но в мире нет ничего идеального, поэтому иногда приходится прибегать к замерам.

По сути, мы всегда имеем дело с повышающим или понижающим трансформатором. Трансформаторы напряжения, увеличивающие коэффициент трансформации, всегда меньше единицы (и больше нуля), для понижающих — больше единицы. То есть коэффициент трансформации показывает, во сколько раз ток вторичной обмотки под нагрузкой отличается от тока первичной обмотки или во сколько раз напряжение вторичной обмотки ниже, чем напряжение, подаваемое на первичную обмотку.

Например, понижающий трансформатор ТП-112-1 имеет коэффициент трансформации 7,9 / 220 = 0,036 по паспорту, а это значит, что номинальный ток (по паспорту) вторичной обмотки 1,2 ампер соответствует номинальному ток первичной обмотки 43 мА.

Зная коэффициент трансформации, измеряя его, например, минимум двумя вольтметрами, вы можете убедиться, что соотношение количества витков в обмотках правильное. Если терминалов несколько, измерения выполняются на каждой ветви. Измерения этого типа помогают обнаружить поврежденные обмотки, определить их полярность.

Есть несколько способов определить коэффициент трансформации:

способ прямого измерения напряжений с помощью вольтметров;

мостовым методом переменного тока (например, портативный прибор «коэффициентного» типа для анализа параметров трехфазных и однофазных трансформаторов);

по паспорту этого трансформатора.

Для определения реального коэффициента трансформации традиционно используются два вольтметра. Номинальный коэффициент трансформации рассчитывается путем деления значений напряжения, измеренных в режиме холостого хода (они указаны в паспорте трансформатора).

Если проверяется трехфазный трансформатор, измерения следует проводить для двух пар обмоток с наименьшим током короткого замыкания. Если в трансформаторе есть проводники, некоторые из которых скрыты под кожухом, значение коэффициента трансформации определяется только для тех концов, которые доступны извне для подключения устройств.

Если трансформатор однофазный, рабочий коэффициент трансформации можно легко рассчитать, разделив напряжение, приложенное к первичной обмотке, на напряжение на вторичной обмотке, измеренное одновременно с помощью вольтметра (с нагрузкой, подключенной ко вторичной цепи).

Что касается трехфазных трансформаторов, это можно сделать разными способами. Первый способ — подать трехфазное напряжение на обмотку высокого напряжения от трехфазной сети, или второй способ — подать однофазное напряжение только на одну из трех обмоток высокого напряжения, без или с нулевая точка. В каждом варианте линейные напряжения измеряются на одноименных выводах первичной и вторичной обмоток.

В любом случае нельзя подавать на обмотки напряжение, значительно превышающее номинальное значение, указанное в паспорте, потому что погрешность измерения будет большой из-за потерь даже в режиме холостого хода.

От чего зависит величина электродвижущей силы

Величина этой ЭДС (U2) зависит от величины напряжения U1 и от соотношения витков первичной и вторичной обмоток, то есть: U2 = U1 (N2 / N1).

В этом случае соотношение количества витков вторичной и первичной обмоток Kt данного трансформатора обозначается n:
п = N2 / N1. Следовательно, коэффициент трансформации — это величина, которая показывает масштабную характеристику TR по отношению к некоторым параметрам электрической цепи.

Для силовых трансформаторов ГОСТ 16110-82 определяет коэффициент трансформации как «отношение напряжений на выводах двух обмоток в режиме холостого хода» и «принимается равным отношению числа их витков»

Расчетный коэффициент учета

Чтобы уточнить реальный уровень потребления электроэнергии, необходимо снять показания электросчетчика, а затем умножить их на КТ.

На практике ТТ трансформатора, понижающего напряжение в доме, составляет 20 единиц, поэтому данные счетчика необходимо умножить на эту цифру, после чего будет получено реальное потребление электроэнергии.

Разные виды трансформаторов и их коэффициенты

Хотя конструктивно преобразователи мало чем отличаются друг от друга, сфера их применения довольно широка. Помимо рассмотренных, существуют следующие типы трансформаторов:

• власть;
• автотрансформатор;
• запястье;
• сварка;
• разделение;
• координировать;
• пиковый трансформатор;
• двойной дроссель;
• трансфлюссор;
• вращающийся;
• воздух и масло;
• трехфазный.

Особенностью автотрансформатора является отсутствие гальванической развязки, первичная и вторичная обмотки выполнены одним проводом, а вторичная является частью первичной. Pulse масштабирует прямоугольные сигналы короткими импульсами. Сварщик работает в режиме короткого замыкания. Разделительные устройства используются там, где в электротехнике требуется особая безопасность: влажные помещения, помещения с большим количеством металлических изделий и тому подобное. Их k в основном равно 1.

Пиковый трансформатор преобразует синусоидальное напряжение в импульсное. Двойная индуктивность состоит из двух двойных катушек, но по конструктивным особенностям относится к трансформаторам. Transfluxor содержит сердечник, состоящий из магнитопровода с высокой остаточной намагниченностью, что позволяет использовать его в качестве памяти. Спиннер передает сигналы вращающимся объектам.

Воздушные и масляные трансформаторы различаются по способу охлаждения. Масло используется для масштабирования высокой мощности. Трехфазные используются в трехфазной цепи.

Для получения дополнительной информации см. Таблицу коэффициента трансформации трансформатора тока.

Номинальная вторичная нагрузка, В 351015203040506075100

Коэффициент, n	Номинальная предельная кратность
3000/5	37	31 год	25	ветры	17	13	одиннадцать	девять	восемь	6	5
4000/5	38	32	26	22	ветры	15	13	одиннадцать	10	восемь	6
5000/5	38	29	25	22	ветры	16	14	12	одиннадцать	10	восемь
6000/5	39	28 год	25	22	ветры	16	15	13	12	10	восемь
8000/5	38	21 год	ветры	19	18	14	14	13	12	одиннадцать	девять
10000/5	37	16	15	15	14	12	12	12	одиннадцать	10	девять
12000/5	39	ветры	19	18	18	12	15	14	13	12	одиннадцать
14000/5	38	15	15	14	14	12	13	12	12	одиннадцать	10
16000/5	36	15	14	13	13	12	10	10	10	девять	девять
18000/5	41 год	16	16	15	15	12	14	14	13	12	12

Практически все эти устройства имеют магнитопровод. Поток появляется за счет движения электронов в каждом из витков обмотки, а сила токов не должна быть нулевой. Текущий коэффициент трансформации также зависит от типа сердечника:

• аукцион;
• бронированный.

В армированном сердечнике магнитные поля больше влияют на масштабирование.

Зависимость КПД от коэффициента нагрузки

При эксплуатации любого оборудования важна его эффективность. Для трансформаторного оборудования на подстанции или на производстве это отношение напряжения, подаваемого сетью, к напряжению, подаваемому потребителям:

КПД = P2 / P1

В основном это эффективность преобразования напряжения.

На практике используется более точная формула:

КПД = 1- (∑P — (P2 + ∑P)), где:

∑P — это сумма потерь в обмотках и в железе.

Потери определяются на основе испытаний на короткое замыкание (Pk) и без нагрузки (P).

КПД достигает максимального значения, если потери в стали и в обмотках равны.

Поскольку отношение потерь холостого хода к выходному напряжению (P / P1) составляет 0,25-0,4, максимальный КПД достигается при коэффициенте нагрузки 0,5-0,7.

Как на практике определить коэффициент нагрузки трансформатора? Существуют каталоги и стандарты с таблицами Pk и P.

Для расчета оптимального значения используется формула:

opt = √P / Pк.

Это примерно 0,45-0,5.

При понижении или превышении показателя КПД снижается, что приводит к увеличению эксплуатационных расходов.

Если токи малы, полезная работа равна потерям. При превышении оптимальной нагрузки провода обмотки нагреваются и сердечник насыщается, преобразователь нагревается. Во время работы большую часть времени можно регулировать уровень нагрузки таким образом, чтобы получить оптимальное значение КПД.

Как определить этот показатель в цепях передачи мощности

Когда они передают энергию определенной нагрузке, они пытаются согласовать мощность нагрузки во вторичной цепи с мощностью, извлекаемой трансформатором из его первичной цепи обмотки, то есть из источника. Такое согласование может быть достигнуто за счет использования балластных резисторов во вторичных цепях или согласующего трансформатора.

Коэффициент мощности в этом случае будет

Отношение S1 = S2 + S

где S1 — мощность, потребляемая трансформатором из сети, а S2 — мощность, подаваемая трансформатором в нагрузку;

ΔS — потери мощности в самом трансформаторе — обычно составляют 1–2% от мощности.

Пренебрегая этими малыми потерями трансформатора, получаем зависимости для мощностей

Формулы

S1 = U1 * I1 = U21 / Z1

S2 = U2 * I2 = U22 / Z2

где Z1 — входное сопротивление цепи нагруженного трансформатора относительно первичной цепи,

Z2 — входное сопротивление цепи нагрузки трансформатора, подключенной к вторичной обмотке.

Поскольку цепи совпадают, то

Формула S1 = S2 → U12 / Z1 = U22 / Z2 → U12 / U22 = Z1 / Z2 = nz = nu2

Получается значение другого показателя, который называется коэффициентом трансформации для сопротивления, и этот коэффициент трансформации равен отношению квадратов напряжений на первичной и вторичной обмотках.

Как определить опытным путем?

В реальных практических случаях не всегда удается найти коэффициент трансформации чисто аналитическим способом, чему не помогает даже использование калькуляторов. Например, трансформаторы с несколькими обмотками.

Коэффициент трансформации трехфазного трансформатора, как правило, не один, а несколько, так как трехфазный трансформатор содержит несколько вторичных обмоток, намотанных на один сердечник.

Или когда перед нами трансформатор, но мы не знаем точное количество витков в обмотках.

Примечание

Поэтому существуют экспериментальные методы определения, основанные на измерении напряжений на входе трансформатора и напряжения на вторичных обмотках. Эти измерения должны выполняться как минимум одновременно на первичной и вторичной обмотках. Из них вы найдете требуемые коэффициенты трансформации. Найденное значение послужит основой для дальнейших расчетов.

Определение и формула коэффициента трансформации трансформатора

Получается, что коэффициент — это постоянная величина, показывающая шкалу электрических параметров, она полностью зависит от конструктивных особенностей устройства. Для разных параметров k рассчитывается по-разному. Выделяют следующие категории трансформаторов:

• по напряжению;
• по току;
• для сопротивления.

Перед определением коэффициента необходимо измерить напряжение на катушках. ГОСТ указывает, что проводить такое измерение необходимо по минимуму. Это когда к инвертору не подключена нагрузка, показания можно увидеть на паспортной табличке этого устройства.

Затем показания первичной обмотки делятся на показания вторичной, это будет коэффициент. Если есть информация о количестве витков в каждой катушке, количество витков первичной обмотки делится на количество витков вторичной. В этом расчете не учитывается активное сопротивление катушек. Если имеется несколько вторичных обмоток, они находят свой k для каждой.

Трансформаторы тока имеют свою особенность, их первичная обмотка включена последовательно с нагрузкой. Перед вычислением индекса k измеряются первичный и вторичный токи. Значение первичного тока разлагается на ток вторичной цепи. При наличии в паспорте данных о количестве витков допускается вычисление k путем деления количества витков провода вторичной обмотки на количество витков первичного провода.

При расчете коэффициента для трансформатора сопротивления его еще называют соответствующим, сначала определяется входное и выходное сопротивление. Для этого рассчитайте мощность, которая равна произведению напряжения и тока. Затем разделите мощность на квадрат напряжения и получите сопротивление. Разделив входное сопротивление трансформатора и нагрузки по отношению к его первичной цепи и входное сопротивление нагрузки во вторичной цепи, мы получим k устройства.

Есть другой способ расчета. Вам нужно найти коэффициент напряжения k и возвести его в квадрат, результат будет таким же.

Как выбрать трансформатор тока по коэффициенту трансформации? ↑

При выборе данного типа трансформаторных устройств существуют определенные ограничения и правила установки дополнительного оборудования. Так, например, установка трансформатора тока с завышенным ТТ нежелательна. При повышенном коэффициенте допускается установка измерительных приборов непосредственно на приемном входе. Если речь идет об устройствах преобразования мощности, то счетчики следует монтировать на стороне напряжения с наименьшим значением.

На сегодняшний день наиболее популярными на рынке являются трансформаторы с ТТ, так как гарантировано, что этот показатель для устройства не изменится за все время работы.

Инженерный центр «ПрофЭнергия» имеет все необходимые инструменты для качественного тестирования машин постоянного тока, слаженную команду профессионалов и лицензии, дающие право проводить все необходимые испытания и измерения. Оставив выбор за электролабораторией «ПрофЭнергия», выбирайте надежную и качественную работу вашего оборудования!

Что такое режим холостого хода

Одним из наиболее часто используемых электрических устройств является трансформатор. Это оборудование используется для изменения величины электрического напряжения. Рассмотрим характеристики режима холостого хода трансформатора с учетом правил определения характеристик для различных типов устройств.

Трансформатор состоит из первичной и вторичной обмоток, расположенных на сердечнике. Когда на входную катушку подается напряжение, создается магнитное поле, которое индуцирует ток в выходной обмотке. Разница в производительности достигается за счет разного количества витков на входной и выходной катушках.

Под режимом холостого хода понимается состояние устройства, в котором во время подачи переменного электрического тока на входную катушку выходная катушка находится в разомкнутом состоянии. Такая ситуация типична для агрегата, подключенного к сети, при условии, что нагрузка на выходной контур еще не активирована.

Режим короткого замыкания

В ходе эксперимента можно найти:

• электрический ток холостого хода (измеряется амперметром) — обычно его величина небольшая, не более 0,1 номинального тока первой обмотки;
• потеря мощности в магнитопроводе устройства (или другими словами потери в стали);
• индикатор трансформации напряжения — примерно равный значению в первичной цепи, деленному на значение во вторичной (оба значения дает вольтметр);
• по результатам измерений силы тока, мощности и напряжения первичной электрической цепи можно рассчитать коэффициент мощности: мощность делится на произведение двух других величин.

Разновидности приборов учета электроэнергии

Приборы учета электроэнергии — это многофункциональные механизмы, которые могут отражать текущее местоположение данных, хранить и передавать важную информацию. Сегодня используются три различных варианта вычислительных механизмов.

Механические или индукционные приборы учета

Самый распространенный классический тип устройства. Конструкция состоит из двух обычных катушек. Один из них ограничивает данные о напряжении переменного тока, предотвращая искажение и получение электрического тока. Второй преобразует поток переменного напряжения.

Основные преимущества — простота использования, долговечность устройств. Срок службы счетчиков этого типа высокий, а стоимость невысокая. Минус: размер механизма.

Механические устройства имеют большую погрешность, которая очень заметна при использовании в сетях низкого напряжения.

Электронные приборы учета

У устройств более высокая точность расчетов, но и цена у них выше. Еще одним преимуществом является возможность работы в разных режимах (например, утренний и ночной, двух и трех тарифные устройства).

Электронные счетчики преобразуют поступающие аналоговые показания в специальную цифровую кодировку, которая, в свою очередь, преобразуется небольшим микроконтроллером. Полученные данные можно просмотреть на дисплее. Такие устройства стараются устанавливать все чаще, заменяя устаревшие механические модели.

Гибридные приборы учета

Они представляют собой промежуточный вариант между электронным и механическим счетчиком. С одной стороны, для удобства устройства оснащены цифровым дисплеем. С другой стороны, они используют классический метод индукции для получения и обработки данных.

Как пользоваться онлайн калькулятором для расчета трансформатора пошагово

Подготовка исходных данных за 6 простых шагов

Шаг 1. Задайте форму сердечника и его поперечное сечение

Наилучшим распределением магнитного потока обладают сердечники, собранные из пластин W. Кольцевая форма U-образных элементов имеет большое сопротивление.

Для проведения расчета необходимо указать форму сердечника исходя из типа пластины (щелкнув точку) и ее измеренных линейных размеров:

1. Ширина пластины под катушку с намоткой.
2. Толщина составного мешка.

Вставьте эти данные в соответствующие ячейки таблицы.

Шаг 2. Выбор напряжений

Трансформатор выполнен в виде повышающей, понижающей (в принципе обратимой) или разделительной конструкции. В любом случае необходимо указать, какие напряжения необходимы на его первичной и вторичной обмотках в вольтах.

Заполните указанные ячейки.

Шаг n. 3. Частота сигнала переменного тока

По умолчанию стандартное значение домашней сети установлено на 50 герц. При необходимости его необходимо изменить на требуемый для другого расчета. Но для высокочастотных трансформаторов, используемых в импульсных источниках питания, этот метод не предназначен.

Они создаются из других основных материалов и рассчитываются другими способами.

Шаг n. 4. Эффективность

Для обычных моделей трансформаторов сухого типа КПД зависит от подаваемой электроэнергии и рассчитывается как среднее значение.

Но вы можете скорректировать его значение вручную.

Шаг n. 5. Магнитная индуктивность

Параметр определяет зависимость магнитного потока от геометрических размеров и формы проводника, по которому течет ток.

Настройка по умолчанию для расчета трансформаторов — средний параметр 1,3 Тесла. Это можно исправить.

Шаг 6. Плотность тока

Термин используется для выбора обмоточного провода для условий эксплуатации. Предполагается, что среднее значение для меди составляет 3,5 А на квадратный миллиметр поперечного сечения.

Чтобы трансформатор работал в условиях повышенного нагрева, его необходимо уменьшить. При принудительном охлаждении или небольших нагрузках допускается увеличение. Однако для домашних устройств 3,5 А / мм² вполне подходит.

Выполнение онлайн расчета трансформатора

После заполнения ячеек исходными данными нажмите кнопку «Рассчитать». Программа автоматически обрабатывает введенные данные и отображает результаты расчетов в таблице.

Преобразователь тока в напряжение для незаземленного источника

Такой преобразователь отличается наличием второго резистора считывания тока в тракте сигнального тока, который соединен с землей. Схема симметричного преобразователя тока в напряжение похожа на дифференциальный усилитель.

Из-за падения напряжения на заземленном резисторе входной потенциал операционного усилителя падает ниже потенциала земли, и на выходе устанавливается напряжение:

Сбалансированный преобразователь тока в напряжение является примером рабочей схемы, для которой требуется незаземленный (плавающий) источник сигнала. Таким источником может выступать сам фотодиод. В этом случае фотодиод можно вытащить из платы. Для дальнейшего уменьшения помех рекомендуется использовать экранированный кабель, экран которого должен быть заземлен.

Как проводится опыт холостого хода

При проведении неактивного эксперимента становится возможным определить следующие характеристики агрегата:

• коэффициент трансформации;
• потери мощности в стали;
• параметры намагничивающей ветви схемы замещения.

Для эксперимента к устройству прилагается номинальная нагрузка.

При проведении неактивного эксперимента и вычислении характеристик по этой методике необходимо учитывать тип устройства.

В этом состоянии трансформатор имеет нулевую полезную мощность из-за отсутствия электрического тока на выходной катушке. Приложенная нагрузка преобразуется в тепловые потери на входной катушке I02 × r1 и потери в магнитном сердечнике Pm. Из-за неактуальности величины тепловых потерь на входе в большинстве случаев они не учитываются. Следовательно, общая величина потерь холостого хода определяется магнитной составляющей.

Ниже приведены характеристики расчета характеристик для различных типов трансформаторов.

Для однофазного трансформатора

Испытание на обрыв цепи проводится для однофазного трансформатора с подключением:

• вольтметры на первичной и вторичной обмотках;
• ваттметр на первичной обмотке;
• амперметр на входе.

Подключение устройств осуществляется по следующей схеме:

Для определения тока покоя я использую показания амперметра. Его сравнивают со значением номинального тока по следующей формуле, получая общий процент:

I% = I0 × 100 / I10.

Для определения коэффициента трансформации k определите значение номинального напряжения U1n по показаниям вольтметра V1, подключенного к входу. Затем с помощью выходного вольтметра V2 снимается значение номинального напряжения U2O.

Коэффициент рассчитывается по формуле:

К = w1 / w2 = U1n / U2O.

Сумма потерь складывается из электрической и магнитной составляющих:

P0 = I02 × r1 + I02 × r0.

Но, если пренебречь электрическими потерями, первую часть суммы можно исключить из формулы. Однако незначительное количество электрических потерь характерно только для маломощного оборудования. Поэтому при расчете характеристик мощных агрегатов следует учитывать эту часть формулы.

Потери холостого хода для трансформаторов мощностью 30-2500 кВА

Для трёхфазного трансформатора

Аналогичным образом испытываются трехфазные блоки. Но напряжение подается отдельно на каждую фазу, при соответствующей установке вольтметров. Их потребуется 6 единиц. Вы можете провести эксперимент с устройством, поочередно подключая его к нужным точкам.

При номинальном напряжении электрического тока обмотки более 6 кВ на испытание предусматривается 380 В. Высоковольтный режим проведения эксперимента не позволит получить необходимую точность определения показателей. Помимо точности, режим низкого напряжения обеспечивает безопасность.

Действует следующая схема:

Работа устройства в режиме ожидания определяется его магнитной системой. Если говорить о типе устройства, аналогичного однофазному трансформатору или бронированной системе, то замыкание третьей гармонической составляющей в каждой из фаз будет происходить отдельно, с усилением до 20 процентов от активного магнитного потока.

В результате появляется дополнительная ЭДС с довольно высокой скоростью — до 60 процентов от основной. Есть риск повреждения изоляционного слоя покрытия с вероятностью выхода устройства из строя.

предпочтительно использовать трехстержневую систему, когда один из компонентов не проходит через сердечник, при коротком замыкании в воздухе или другой среде (например, масле), с низкой магнитной проницаемостью. В такой ситуации не произойдет развития дополнительного сильного электромагнитного поля, которое приведет к сильным искажениям.

Дополнительные сведения

Особенность учета витков

Трансформаторы передают энергию из первичной цепи во вторичную через магнитное поле. За редким исключением так называемых «воздушных трансформаторов», магнитное поле передается через специальные магнитные цепи (например, из электротехнической стали или других ферромагнитных материалов) с магнитной проницаемостью намного выше, чем у воздуха или вакуума. Это концентрирует магнитные силовые линии в теле магнитной цепи, уменьшая магнитную дисперсию и, кроме того, увеличивает плотность магнитного потока (индукцию) в этой части пространства, занимаемого магнитной цепью. Последнее приводит к увеличению магнитного поля и меньшему потреблению тока «холостого хода», т.е меньшим потерям.

Как известно из курса физики, магнитные силовые линии представляют собой концентрические самозамкнутые «кольца», охватывающие проводник током. Прямой проводник с током окружен кольцами магнитного поля по всей своей длине. Если проводник изогнут, кольца магнитного поля разных участков длины проводника сходятся на внутренней стороне изгиба (как спиральная пружина, изогнутая в одну сторону, с катушками, вдавленными и растянутыми на внешней стороне изгиба). Этот шаг позволяет увеличить концентрацию силовых линий внутри кривой и, следовательно, увеличить магнитное поле в этой части пространства. Даже лучше гнуть проводник кольцом, тогда все распределенные по окружности магнитные линии будут «слипаться» внутри кольца. Этот шаг называется созданием катушки с токопроводом.

Все вышеперечисленное очень подходит для трансформаторов без сердечника (или других случаев с относительно однородной магнитной средой вокруг витков), но совершенно бесполезно при наличии замкнутых магнитных сердечников, которые, к сожалению, по геометрическим причинам не могут заполнить все пространство вокруг намотка трансформатора любым способом. И поэтому магнитные силовые линии, охватывающие виток обмотки трансформатора, находятся в неравном состоянии по периметру витка. Некоторым силовым линиям «повезло» больше, и они проходят только по световому пути магнитопровода, в то время как другим приходится проходить часть пути вдоль сердечника (внутри петли), а остальная часть пути проходит по воздуху, чтобы создать цепь сила замкнутого «контура». Магнитное сопротивление воздуха почти гасит эти силовые линии и, следовательно, нейтрализует присутствие той части кольца, которая генерировала эту магнитную линию.

Из всего вышеизложенного и изображенного на рисунке можно сделать вывод: в работе трансформатора с замкнутым ферромагнитным контуром участвует не весь виток, а лишь небольшая часть, полностью окруженная этим магнитопроводом. Или другими словами: основной магнитный поток, проходящий через замкнутый сердечник трансформатора, создается только той частью провода, которая проходит через «окно» этого сердечника. На рисунке видно, что для создания 2 «витков» достаточно дважды пропустить провод с током через «окно» магнитопровода, сэкономив на обмотке.

Советы и рекомендации

Однако в условиях использования большого количества бытовой техники с разными показателями мощности рекомендуется отдавать предпочтение трехфазным счетчикам, которые позволяют подключать энергоемкие устройства, рассчитанные на напряжения 220В и 380В.

При выборе устройства обязательно обращайте внимание на рассчитываемые текущие показатели, а также на класс точности, который представляет наибольшая допустимая относительная погрешность, выраженная в процентах.

Все вновь устанавливаемые трехфазные счетчики обязательно должны иметь государственные поверочные пломбы, срок давности которых не превышает двенадцать месяцев. Срок давности пломбы на однофазном счетчике не может превышать двух лет.