Разомкнутой вторичной

Стремление применить для передачи и распределения электроэнергии переменный однофазный ток также не дало эффективных результатов, так как двигатели однофазного тока не удовлетворяли требованиям промышленного электропривода. Использование переменного тока в этот период ограничивалось лишь областью электрического освещения. Значительным стимулом к внедрению переменного тока явилось изобретение П. Н. Яблочковым электрической свечи и разработка им схемы дробления электроэнергии посредством индукционных катушек, представлявших собой трансформатор с разомкнутой магнитной системой. В середине 80-х годов были созданы промышленные типы однофазных трансформаторов с замкнутой магнитной системой (О. Блати, М. Дери, К. Циперновский).

Магнитная проницаемость тела всегда меньше проницаемости вещества и меньше зависит от напряженности намагничивающего поля, а также от изменений, вызванных внешними причинами (температурой, механическими напряжениями и т. п.), т. е. стабильность свойств разомкнутой магнитной цепи выше стабильности замкнутой цепи из того

обмотку проходит весь ток. Наличие постоянной составляющей тока заставляет делать реактор с разомкнутой магнитной системой, в связи с чем он имеет большое число витков и сравнительно большое активное сопротивление.

^Электрическая энергия в начальный период использовалась неосновном для освещения. Система переменного тока была впервые применена П. Н. Яблочковым (1876 г.) для питания созданных им электрических свечей. Совместно с инженерами завода Грамма им был сконструирован и построен многофазный генератор переменного тока с рядом кольцевых несвязанных обмоток, обеспечивающих питание групп свечей. В цепи обмоток включались последовательно первичные обмотки индукционных катушек, от вторичных обмоток которых получали питание группы свечей. С помощью этих катушек, являющихся трансформаторами с разомкнутой магнитной цепью, был впервые решен вопрос о возможности дробления энергии, поступающей от источника переменного тока. В дальнейшем трансформаторы выполнялись с замкнутой магнитной цепью (О. Блати, М. Дерн, К. Циперновский).

Преобразователи плунжерного типа. Индуктивные преобразователи плунжерного типа с разомкнутой магнитной цепью ( 9.12) применяются для преобразования перемещений от 10 до 100 мм. В основу принципа действия этих преобразователей положено изменение магнитного сопротивления участков рассеяния магнитного потока при перемещении плунжера. Плунжерный индуктивный преобразователь состоит из неподвижной катушки / и ферромагнитного стержня (плунжера) 2. Индуктивность катушки является функцией глубины погружения плунжера внутрь катушки. Точное теоретическое описание функции преобразования такого преобразователя затруднено. Однако, если пренебречь неравномерностью распределения поля внутри катушки ограниченной длины, представляется возможным получить приближенную зависимость изменения индуктивности в функции преобразуемого перемещения [79]:

Широкое распространение получили индуктивные преобразователи плунжерного типа с разомкнутой магнитной цепью. В основу принципа действия этих преобразователей положено изменение магнитного сопротивления участков рассеяния магнитного потока, а значит, и индуктивности катушки, при перемещении ферромагнитного подвижного элемента (плунжера) внутри катушки. Плунжерные индуктивные преобразователи могут быть с ферромагнитным сердечником или без такового, обычные или дифференциальные. Преимущественное распространение получили дифференциальные плунжерные преобразователи с магнитопроводом ( 20.6, г).

Для измерения небольших толщин ферромагнитных изделий или их покрытий используют трансформаторные измерительные преобразователи с разомкнутой магнитной цепью. На 21.4 показана схема прибора, предназначенного для измерения толщины гальванического покрытия ферромагнитных деталей. Магнитный поток сердечника трансформаторного преобразователя замыкается через исследуемую деталь. Рабочий зазор равен измеряемой толщине 8Х неферромагнитного покрытия. Питая схему от стабилизированного источника питания или применяя логометрический выходной прибор, можно устранить влияние колебаний напряжения питания на результат измерения.

Следующим типом индуктивных преобразователей является преобразователь с разомкнутой магнитной цепью, изображенный на 4-10, в. Он представляет собой катушку /, внутри которой помещен стальной сердечник 2. Перемещение сердечника, а следо-

Широкое распространение получили индуктивные преобразователи плунжерного типа с разомкнутой магнитной цепью. В основу принципа действия этих преобразователей положено изменение магнитного сопротивления участков рассеяния магнитного потока, а значит, и индуктивности катушки, при перемещении ферромагнитного подвижного элемента (плунжера) внутри катушки. Плунжерные индуктивные преобразователи могут быть с ферромагнитным сердечником или без такового, обычные или дифференциальные. Преимущественное распространение получили дифференциальные плунжерные преобразователи с магнитопроводом ( 20.6, г).

Для измерения небольших толщин ферромагнитных изделий или их покрытий используют трансформаторные измерительные преобразователи с разомкнутой магнитной цепью. На 21.4 показана схема прибора, предназначенного для измерения толщины гальванического покрытия ферромагнитных деталей. Магнитный поток сердечника трансформаторного преобразователя замыкается через исследуемую деталь. Рабочий зазор равен измеряемой толщине 6Л неферромагнитного покрытия. Питая схему от стабилизированного источника питания или применяя логометрический выходной прибор, можно устранить влияние колебаний напряжения питания на результат измерения.

Формованные магнитопроводы нашли широкое применение в высокочастотных устройствах РЭА. На 12.3 дан пример броневого маг-нитопровода из магнитодиэлектрика: а — с замкнутой; 6 — с разомкнутой магнитной цепью (/ — подстроечник, 2 — верхняя чашка, 3 — нижняя чашка). На 12.4 приведены некоторые образцы магнито-

или записать на осциллографе при разомкнутой вторичной обмотке трансформатора, когда /2 = 0. При работе с нагрузкой, как об этом уже говорилось, магнитный поток создается МДС первичной и вторичной обмоток и правило Ленца устанавливает связь между магнитным потоком Ф(/0) трансформатора и ЭДС первичной и вторичной обмоток, так как

8.33. К пояснению работы трансформатора тока при разомкнутой вторичной обмотке

Это объясняется тем, что МДС первичной обмотки определяется током приемников энергии и не зависит от того, замкнута или разомкнута вторичная обмотка. Когда вторичная обмотка замкнута, она создает МДС /тИ>2, направленную против Ilwl, и результирующая МДС, которая практически равна их разности, будет создавать магнитную индукцию всего в 0,06 — 0,1 Тл (точка л, 8.33). При разомкнутой вторичной обмотке {/2w2 = С) магнитная индукция возрастает до значений 1,5 — 2,0 Тл, что соответствует точке б. Магнитная индукция возрастает в 10 — 20 раз, что приведет к появлению большого напряжения на вторичной обмотке и резкому возрастанию (в 100 — 400 раз) потерь в магиигопроводе. Для предотвращения отмеченных неприятностей перед тем как отсоединить на ремонт или проверку измерительный прибор, вторичную обмотку трансформатора тока необходимо замк-муть накоротко перемычкой.

При разомкнутой вторичной цепи идеализированный однофазный трансформатор превращается в идеализированную катушку с магнитопроводом. Следовательно, схема замещения ненагруженного идеализированного однофазного трансформатора совпадает со схемой замещения идеализированной катушки ( 8.2), если у катушки и первичной обмотки однофазного трансформатора одинаковые числа витков и магнитопроводы катушки и трансформатора одинаковые.

При разомкнутой вторичной цени схема замещения такого идеализированного однофазного трансформатора совпадает со схемой замещения идеализированной катушки, обведенной на 8.7, б штриховой линией. Активная g и индуктивная bf проводимости идеализированной катушки определяются (см. § 8.3) после замены статической петли гистерезиса магнитопровода эквивалентным эллипсом (см. 8.6). Схема замещения нагруженного идеализированного однофазного трансформатора приведена на 9.7 и обведена штриховой линией, а приведенная вторичная цепь та же, что и у рассмотренной выше упрощенной схемы замещения идеализированного однофазного трансформатора (см. 9.6).

Нельзя размыкать вторичную цепь работающего ТТ. В разомкнутой вторичной цепи ТТ ток /2 равен нулю, но в первичной цепи ток /j практически не изменяется. Следовательно, прь разомкнутой вторичной цепи весь первичный ток становится намагничивающим, т. е. по (9.30) /, w\ ~ l\w\, а так как при номинальном режиме ItKwt составляет примерно 0,5% Ли1), то такое многократное увеличение МДС вызывает очень большое увеличение,» магнитного потока (ограниченное насыщением магнитонровода). Электродвижущая сила Е2 пропорциональна магнитному потоку [см. (9.29)], и в результате увеличения последнего при размыкании вторичной цепи во вторичной обмотке индуктируется ЭДС порядка сотен вольт (до 1,5 кВ у ТТ на большие токи). Следовательно, возникает опасность для жизни человека, разомкнувшего вторичную ценьг.Кроме того, возрастает мощность потерь в магнитопроводе [см. (8:*Ч.) и (8.12)] и в результате сильное его нагревание и расширение. То'и другое опасно для целости изоляции и в конечном итоге может привести к пробою изоляции и короткому замыканию на землю со стороны ВЫ.

В процессе изготовления трансформатора опыт холостого хода используют как элемент технического контроля. По величине тока и мощности потерь можно судить о качестве материала, использованного для сердечника, о правильности выбора сечения сердечника и числа витков первичной обмотки. Измеряя напряжение t/2x на разомкнутой вторичной обмотке, можно проверить число ее витков:

работа трансформатора тока с разомкнутой вторичной обмоткой. В этом случае результирующий магнитный поток в сердечнике сильно возрастает, что приводит к перегреву сердечника и к появлению опасных для персонала напряжений в цепях вторичной обмотки.

Из примера 4-1 известно, что при /У, = 120 в и разомкнутой вторичной обмотке индукция в сердечнике Вт^1,41 тл.

Определите: полное сопротивление ZBX и индуктивность первичной обмотки при разомкнутой вторичной и напряжениях на последней, равных [/2 = 0,25 и t/2=0,5 В; взаимную индуктивность М между обмотками при тех же значениях индукции.

Перед проведением испытаний производят подготовку установки. Для этого на установку при отсоединенных электродах подают напряжение, замыкают контакт К1 и с помощью автотрансформатора Tpl в разомкнутой вторичной цепи трансформатора Тр2 уста навливают напряжение 12,5 кВ. По вольтметру VI определяют соответствующее напряжение, после чего отключают установку.