Линейные трансформаторы устанавливаются в электрических цепях для возможности регулирования подаваемого напряжения при снижении рабочей мощности. Катушки создают электромагнитное поле, которое разряжается, когда уменьшается сила тока в цепи. Таким образом обеспечивается подача стабильного электричества.
При их изготовлении не используются ферромагнитные сердечники. Эта особенность позволяет регулировать напряжение в сети. Специальные трансформаторы изготавливаются для уменьшения напряжения на высоковольтных линиях с 6, либо 10 кВ до 230 или 115 В.
Для чего служит?
Такие трансформаторы используются для регулирования объемов электричества, проходящего по электрической сети. Каждая катушка последовательно включается в сеть. Это важный элемент электрической цепи, изменяющий силу тока и напряжения. Прибор изготавливается из пары неподвижных катушек, в которых не используются ферромагнитные сердечники. Такие устройства называются воздушными и относятся к категории линейных. Они изготовлены без ферромагнитных сердечников.
Такие приборы устанавливаются на отдельных или нескольких линиях с целью регулирования мощности. Последовательный и питающий элемент входит в основу трансформатора. Они используются для реконструкции сетей, в которых установлены не регулирующие приборы, пропускающие через себя высокую нагрузку.
Преимущества использования
Преимущества этих агрегатов по сравнению с устройствами, в которых установлен первый магнитный сердечник, заключается в возможности регулирование мощности, проходящей в цепи. Другие изделия не могут выполнять эту функцию из-за особенностей своей конструкции.
Регулировочный механизм имеет такие достоинства:
- Эффективная работа обеспечивается при разной нагрузке. Изделие легко переносит быстрый запуск системы на максимальную мощность из выключенного состояния.
- Устойчивость к коротким замыканиям.
- Хорошая защита от внешнего атмосферного воздействия, обеспечивает устойчивость к химическим и механическим воздействиям, высокому уровню влажности.
- Возможность регулировки объемов электричества позволяет экономично расходовать электроэнергию.
Особенности функционирования делают их универсальными изделиями, преобразующими электроэнергию.
Схема линейного трансформатора
Предельный двухобмоточный трансформатор можно рассматривать в виде пары катушек с линейной индуктивностью.
Сопротивление R1 и R2 учитывает снижение энергии в парных катушках. В ситуации, когда нелинейность магнитных элементов не воздействует на свойства прибора с установленными ферромагнитными сердечниками, они рассматриваются в качестве линейных при изучении цепей с применением соответствующей схемы замещения.
Уравнение:
Данная пара уравнений равнозначна следующей:
Указанные уравнения считаются контурными для следующей схемы:
Это схема замещения, не имеющая связанных индуктивностей.
При одинаковом количестве витков на каждой обмотке индуктивность рассеивается. Работе на холодном ходу (12=0), ток в первой обмотки отличен от 0.
Это явление тока намагничивания:
Способ решения уравнений касательно электричества, проходящего через первую обмотку:
Показатели на первичной и вторичной обмотках пропорциональны в данном примере. Сопротивление нагрузки Zн всегда определяет коэффициент пропорциональности.
Трансформатор, изготовленный по такой схеме, уменьшает потери при переходе электричества с первой обмотки на вторую. Оценка КПД проводится для определения невосполнимой потери энергии. Динамические свойства тоже могут повлиять на уменьшение объемов проходящей энергии, если на мотках не предусмотрена фазировка токов. Поэтому при оценке КПД по соотношению объемов энергии, проходящей через регулировочный механизм в первой цепи с объемом, проходящим по вторичной цепи, разница не должна быть больше 0,8. Такой показатель является оптимальным для электрических установок малой и средней мощности, работающих на активную нагрузку.
В обычных приборах при повышении тока в обмотках возникает накопление энергии и усиление магнитного поля. При уменьшении мощности эта энергия расходуется, и таким образом сохраняется стабильная мощность в сети. Энергия продолжает накапливаться в магнитопроводе, благодаря разрядке конденсаторов при снижении значения тока в парной катушке. Поэтому ток холостого хода значительно уменьшается.
Где применяют?
Наибольшая польза от использования регулировочных устройств получается на электростанциях, переводящих мощность одновременно с низкой и средней на высокую. Приборы без ферромагнитных стержней используются при необходимости обеспечения связи между несколькими повышенными мощностями.
Трансформаторы применяются, если на обычных автоматических механизмах не установлен РПН.
Такие устройства не используются только в небольших установках 380-220 В. Использование регулировочных изделий актуально при необходимости независимого изменения на участке низшего напряжения.
