Импульсные трансформаторы

Особенностью работы импульсных трансформаторов будет то, что входной сигнал – однополярные импульсы и, в отличие от широкополосных трансформаторов, сердечник работает с неизменным подмагничиванием. Разглядим работу импульсного трансформатора, схема включения которого приведена на рис.2.39а, а на рис 2.39б – более соответствующие эпюры.

Набросок 2.39 – Схема включения (а) и эпюры для (б) импульсного

трансформатора

Если Импульсные трансформаторы на вход поступает сигнал е(t), то индукция линейно наращивается на интервале и спадает на интервале ( ) со скоростью, определяемой неизменной времени . Перепад индукции в сердечнике равен

(2.51)

Рабочая точка на петле гистерезиса перемещается по личному циклу перемагничивания, как показано на рисунке 2.40.

Набросок 2.40 – Перемещение рабочей точки в сердечнике импульсного

трансформатора

Напряжение на нагрузке U2 имеет отрицательный Импульсные трансформаторы выброс, потому что в сердечнике скапливается энергия (ток намагничивания ). Ток первичной обмотки – трапецеидальный, так как к прямоугольному току нагрузки добавляется линейный ток намагничивания сердечника.

На интервале напряжение на входе повсевременно и равно . Тогда

, (2.52)

где – потокосцепление

s – сечение магнитопровода.

Потому что производная неизменна, то индукция наращивается линейно. Перебегаем к конечным приращениям и Импульсные трансформаторы получаем

, (2.53)

где

Тогда выражение (2.53) переписываем в виде

. (2.54)

Выражение (2.54) указывает площадь импульса, передаваемого в нагрузку – основной параметр импульсного трансформатора и чем она больше, тем лучше. Потому, чем больше перепад индукции , тем больше площадь импульса.

Индуктивность первичной обмотки определяется магнитной проницаемостью

; (2.55)

Она и определяет основную индуктивность трансформатора. Потому на кривой намагничивания желаемым является участок Импульсные трансформаторы с наибольшим μа. Остаточная индукция Вr должна быть может быть наименьшей. Из магнитных материалов идеальнее всего подходят тонкие ленты трансформаторных сталей и пермаллой с малым коэффициентом прямоугольности . Пореже употребляются ферриты, так как они владеют низкой индукцией, хотя и малыми динамическими потерями.

Примеры задач с решениями

Пример 2.6.1

Начальные данные: Индукция в сердечнике Импульсные трансформаторы трансформатора Вm =1,0 Тл, число витков первичной обмотки W1 =1000, приложенное напряжение – меандр U1 =100 В с частотой 1кГц.

Обусловьте необходимуюплощадь сечения магнитопровода.

Решение. Воспользуемся уравнением трансформаторной ЭДС для прямоугольной формы напряжения: . Откуда находим

Пример 2.6.2

Начальные данные: Наибольшая индукция в сердечнике из феррита равна Вm =0,38 Тл при напряженности Н = 25 А/м Импульсные трансформаторы, число витков первичной обмотки W =800, поперечное сечение магнитопровода sс=0,19 см2, средняя длина магнитной силовой полосы , частота приложенного напряжения (меандра) f =10 кГц,.

Обусловьте предельные значения тока холостого хода I10 , напряжения U1 и изобразите зависимость .

Решение. Из уравнения трансформаторной ЭДС следует: . Предельное значение тока холостого хода –

.

Беря во внимание нрав и то Импульсные трансформаторы, что , а , зависимость намагничивающего тока трансформатора от приложенного напряжения имеет приблизительно квадратичный нрав (набросок 2.41).

Набросок 2.41 – Зависимость тока намагничивания от напряжения

Пример 2.6.3

Начальные данные: Зависимость магнитного потока от времени Ф(t) показана на рисунке 2.42.

Набросок 2.42 – Зависимость магнитного потока от времени Ф(t)

Изобразите зависимость ЭДС от времени.

Решение. Беря во Импульсные трансформаторы внимание закон электрической индукции , определим Е(t) раздельно по участкам. На участке [0…t1] функция линейна и скорость (производная) постоянна: . Тогда . На участке [t1…t2] потому . На интервале [t2…t3], повторяется участок [0…t1], но с другим знаком. На участке [t3…t4] имеет место гармонический закон конфигурации потока , потому получаем ортогональную функцию. Результирующая Импульсные трансформаторы зависимость Е(t) изображена на рисунке 2.43.

Набросок 2.43 – Зависимость ЭДС от времени

Пример 2.6.4

Начальные данные: ЭДС первичной обмотки трансформатора меняется во времени, как показано на рисунке 2.44.

Набросок 2.44 – Зависимость ЭДС от времени

Изобразите временную зависимость магнитного потока Ф(t).

Решение. Согласно закону электрической индукции для конечных приращений находим: . На участке Импульсные трансформаторы [t0…t1] с учётом знака ЭДС, график будет убывающим. Таким макаром, кривая магнитного потока Ф(t) имеет вид, как показано на рисунке 2.45.

Набросок 2.45 –Зависимость магнитного потока от времени

Пример 2.6.5.

Начальные данные: В однофазовом трансформаторе при КПД=0,95 и коэффициенте загрузки , выходная мощность P2 =190 Вт.

Обусловьте утраты в обмотках.

Решение. КПД трансформатора . При рациональном Импульсные трансформаторы коэффициенте загрузки, PC = PОБ (рис.2.28). Решим относительно РОБ.

Как следует,

Пример 2.6.6

Начальные данные: В итоге проведения опытакороткого замыкания трансформатора с отношением витков W1/W2=5, найдено Rкз = 10 Ом.

Обусловьте сопротивления утрат первичной и вторичной обмоток.

Решение. Схема замещения трансформатора в опыте КЗ имеет вид, как показано на рисунке 2.46.

Набросок 2.46 – Схема замещения Импульсные трансформаторы трансформатора в опыте КЗ

Из определения коэффициента трансформации следует, что W1/W2= n=5.

В рациональном трансформаторе имеет место: Как следует, .

Пример 2.6.7

Начальные данные: В схеме замещения трансформатора (набросок 2.47) имеет место U1ном=141В, Uкз=10%, , .

Обусловьте номинальный ток первичной обмотки трансформатора.

Набросок 2.47 – Схема замещения трансформатора

Решение. Определим внутреннее сопротивление Импульсные трансформаторы трансформатора:

, , .

В опыте КЗ на вход подаётся пониженное напряжение: . Тогда номинальный ток равен .

Пример 2.6.8

Начальные данные: Трансформатор выполнен на броневом сердечнике (набросок 2.48). Все обмотки равны W1=W2=W3. К обмотке W1 подведено напряжение U1=100В.

Обусловьте напряжения U2 и U3..

Набросок 2.48 – Трансформатор

Решение. В сердечнике трансформатора основной магнитный поток делится на Импульсные трансформаторы две части, которые пронизывают свои обмотки W2 и W3. Из уравнения трансформаторной ЭДС: следует, что основной магнитный поток прямо пропорционален напряжению, как следует, U2 =U3 =

= 50 В.

Пример 2.6.9

Начальные данные: В стержневой однофазовый трансформатор (набросок 2.49) вводится магнитный шунт.

Обусловьте как поменяется выходное напряжение трансформатора (U2) на холостом ходу при внедрении Импульсные трансформаторы магнитного шунта.

Набросок 2.49 – Введение магнитного шунта

Решение. Вследствие введения магнитного шунта, возникает ещё один путь для магнитного потока (см. набросок 2.50), что приведёт к уменьшению потока Ф 0 и уменьшению напряжения U2 пропорционально магнитным сопротивлениям.

Набросок 2.50 – Воздействие магнитного шунта

Пример 2.6.10

Начальные данные: Утраты в магнитопроводе трансформатора составляют Pст = 10 Вт; соотношение витков – W1/W2= 1; активные сопротивления Импульсные трансформаторы обмоток r1 = r2 = 0,2 Ом.

Обусловьте при каком токе нагрузки I2 КПД трансформатора будет наибольшим?

Решение. КПД трансформатора максимален, когда РСТ =РОБ . Коэффициент трансформации n=1. Потому РСТ =I22*rк, где . Тогда .

Пример 2.6.11

Начальные данные: Из опыта холостого хода трансформатора получено: U1хx=220В; I1xx=0,4A; P1xx=16Вт.

Обусловьте Импульсные трансформаторы активное сопротивление цепи намагничивания в схеме замещения трансформатора.

Решение. В опыте холостого хода схема замещения трансформатора имеет вид (набросок 2.51):

Набросок 2.51 – Схема замещения трансформатора в опыте ХХ

Пренебрегая потерями и индуктивностью рассеяния, получим

.

Пример 2.6.12

Начальные данные: В трансформаторе при питании от сети с напряжением 220 В и частотой сети f=50 Гц утраты в Импульсные трансформаторы магнитопроводе составляют РСТ =20 Вт.

Обусловьте утраты в магнитопроводе, если этот трансформатор включить в сеть с частотой 400 Гц и напряжением 110 В (зависимость утрат от частоты и индукции принять квадратичной).

Решение. Магнитная индукция пропорциональна напряжению, а утраты зависят от индукции и частоты согласно выражению (2.2) . Как следует,

Пример 2.6.13

Начальные данные: Первичная обмотка Импульсные трансформаторы трёхфазного трансформатора соединена звездой.

Обусловьте восколько раз поменяются утраты в магнитопроводе, если первичную обмотку трёхфазного трансформатора переключить на треугольник.

Решение. При соединении обмоток треугольником к каждой фазной обмотке трансформатора прикладывается линейное напряжение (Uл), которое больше фазного (Uф) в раз.

Набросок 2.52 – Схема соединения обмоток звездой и треугольником

Утраты в Импульсные трансформаторы магнитопроводе зависят от индукции и частоты согласно выражению (2.2 ) .

При переходе на соединение треугольником напряжение, прикладываемое к фазной обмотке возрастает в раз, что приведёт к повышению магнитной индукции в раз, а утраты вырастут в 3 раза.

Выпрямители и фильтры


impressionizm-v-lirike-a-feta.html
improvizacii-yunogo-kaufmana.html
improvizaciya-za-30-millionov-mozhno-li-nazvat-chudom-vizdorovlenie-ot-tyazheloj-bolezni-dumayu-da-itakih-chudes.html