Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, transformátory a jejich vlastnosti

Transkript

1 Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, transformátory a jejich vlastnosti Pracovní list - příklad vytvořil: Ing. Lubomír Kořínek Období vytvoření VM: září 2013 Klíčová slova: transformátor, převod, hodinový úhel, zapojení vinutí Materiál je určen k procvičení probíraného učiva pod vedením učitele

2 Transformátory Transformátor je elektrický stroj, který pracuje na principu elektromagnetické indukce. Transformátor se používá ke změně elektrického střídavého napětí na napětí jiné velikosti při stálém kmitočtu. V elektrických obvodech se transformátor kreslí schématickou značkou: Rozdělení transformátorů: 1. Podle počtu fázových vodičů: 1.1. Jednofázové 1.2. Třífázové 2. Podle provedení magnetického obvodu: 2.1. Jádrové provedení 2.2. Plášťové provedení 3. Podle způsobu chlazení 3.1. Vzduchem chlazené 3.2. S olejovým chlazením

3 Magnetický obvod jednofázového transformátoru plášťového provedení: Magnetický obvod jednofázového transformátoru jádrového provedení: U jednofázových transformátorů je častější plášťové provedení magnetického obvodu. Magnetický obvod se skládá ze sloupků a spojek, vinutí se umisťuje na střední sloupek.

4 U jednofázových transformátorů se magnetický obvod skládá z plechů tvaru M nebo plechů ve tvaru EI. Jádrové provedení se používá u transformátorů větších výkonů. V dnešní době se u jednofázových transformátorů používá toroidní jádro. Vinutí malých transformátorů bývá obvykle měděné, u transformátorů větších výkonů se používá i hliníkové vinutí. Princip činnosti transformátoru: Transformátor má na magnetickém obvodu navinuty dvě cívky primární a sekundární. Primární cívka se připojuje na síť a odebírá z ní proud I1. Tímto proudem se vyvolá střídavý magnetický tok Φ v magnetickém obvodu. Tento magnetický tok prochází oběma cívkami a indukuje do nich napětí dle vztahu. U i N. t N počet závitů příslušné cívky Napětí indukované do primární cívky je úbytkem napětí v primárním obvodu a napětí indukované do sekundární cívky je zdrojem napětí v sekundárním obvodu.

5 Převod transformátoru - p: Je definován jako podíl indukovaných napětí na primární a sekundární straně: p U U 1 2 N N 1 2 I I 2 1 Zatěžovací charakteristika transformátoru: Udává závislost výstupního napětí transformátoru na zatěžovacím proudu. Transformátor představuje tvrdý zdroj. Pokles napětí závisí na tzv. procentním napětí nakrátko u k, které se určí měřením a je jednou ze štítkových hodnot transformátoru. Čím je jeho hodnota větší (4%-10%), tím transformátor představuje měkčí zdroj. Trojfázové transformátory: Trojfázový transformátor představuje tři jednofázové transformátory na společném magnetickém obvodu, jejichž primární a sekundární vinutí jsou vzájemně spojena. Vinutí trojfázových transformátorů můžeme spojovat do hvězdy (Y), trojúhelníku (D) a na sekundární straně i do lomené hvězdy (Z).

6 Zapojení vinutí do hvězdy vnikne tak, že začátky nebo konce vinutí spojíme do uzlu a druhé vývody vinutí připojíme ke svorkám. Vývod ze společného uzlu se obvykle vyvádí na svorku N: Zapojení do trojúhelníku dostaneme tak, že konec cívky na jednom sloupku spojíme se začátkem cívky na následujícím sloupku: Při zapojení do lomené hvězdy je vinutí každé fáze na polovinu. Zapojení pak vznikne tak, že začátky druhých polovin cívek spojíme do uzlu a konce spojíme se začátky prvních polovin cívek umístěných na předchozích sloupcích. Konce pak vyvedeme na svorkovnici. Hodinový úhel transformátoru Je to fázový posun mezi primárním a sekundárním fázorem napětí téže fáze, měřený ve směru hodinových ručiček od primárního napětí k sekundárnímu, vyjádřený v hodinách (1 hodina = 30 ). Možná zapojení Yy0, Yz6, Dy5.

7 Speciální transformátory: 1. Autotransformátor je to transformátor, který má obě vinutí (primární a sekundární) zapojené do série. Výhoda spočívá v úspoře měděného vinutí i magnetického materiálu, nevýhodou pak vodivé spojení mezi primárním a sekundárním vinutí, takže se nemůže použít tam, kde je předepsáno bezpečné napětí. 2. Svařovací transformátory jsou dvojího druhu pro odporové svařování a obloukové svařování Pro odporové svařování je potřebné malé napětí a velký proud, proto má výstupní vinutí několik málo závitů velkého průřezu 2.2. Pro obloukové svařování je k zapálení oblouku potřeba V, pro udržení oblouku V 3. Měřící transformátory proudu a napětí slouží ke změně rozsahu ampérmetru a voltmetru. Použité zdroje: Voženílek Lstibůrek: Základy elektrotechniky II, SNTL Praha 1985 Jan, Kubát, Žďárský - Automobily, elektrotechnika motorových vozidel I, nakladatelství AVID s.r.o., ISBN