Трансформатор сдвиг фаз 90 градусов

Трансформатор сдвиг фаз 90 градусов

Чего то не могу понять следующего.

На катушке всегда сдвиг фаз тока и напряжения на -90 градусов?
Или это только при резонансе.

Я взял обычный трансформатор одним лучем встал на первичку вторым на вторичку (строго по намотке).
И не заметил никакого сдвига в сигналах. Осцилограф естественно показывает амплитуду напряжения.
Вот у меня появился вопрос. Если во вторичке эдс наводится только благодяря магнитному полю, а магнитное поле следствие движения тока, то почему на вторичке нет смещения? Или осцилограф на вторичке показал трансформацию напряжения и там (на вторичке) токи так же сдвинуты от напряжения на -90 гр.?

Чегото я запутался. Как обстоят дела в трансформаторе с токами и напряжениями в первичке и во вторичке, а так же относительно друг друга?

Поставщик валерьянки для Кота

Карма: 5
Рейтинг сообщений: 61
Зарегистрирован: Пт окт 23, 2009 15:32:35
Сообщений: 1929
Откуда: Челябинск
Рейтинг сообщения: 0

ток первички (и магнитный поток в магнитопроводе) смещен от напряжения первички на 90
напряжение вторички пропорционально _изменению_ магнитного потока, то есть производная от него, то есть смещено еще на 90 градусов

напряжение на первичке +max, ток и магнитный поток в этот момент 0, но скорость их изменения в этот момент максимальна, а значит на вторичке в этот момент тоже +max (или минус, смотря как на обмотку смотреть)

напряжение на первичке 0, ток первички в этот момент как раз достиг максимума и перестал менться, неизменный магнитный поток означает напряжение на вторичке 0

ps. это при условии что ток вторички отсутствует. при активной нагрузке на вторичке там получается LR цепь, то есть ток вторички сдвинут от напряжения вторички НЕ на 90 градусов. этот сдвинутый ток создает сдвинутую эдс в первичке, сумма двух сдвинутых синусоид это опять же сдвинутая синусоида. то есть в первичке напряжение и ток тоже становятся сдвинутыми НЕ на 90 градусов

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

Грызет канифоль

Карма: -1
Рейтинг сообщений: -3
Зарегистрирован: Ср дек 12, 2007 14:22:24
Сообщений: 255
Откуда: РФ
Рейтинг сообщения: 0

_________________

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Грызет канифоль

Карма: -1
Рейтинг сообщений: -3
Зарегистрирован: Ср дек 12, 2007 14:22:24
Сообщений: 255
Откуда: РФ
Рейтинг сообщения: 0

_________________

Построение источников бесперебойного питания с двойным преобразованием, широко используемых в современных хранилищах данных, на базе карбид-кремниевых MOSFETs производства Wolfspeed позволяет уменьшить мощность потерь в них до 40%, а также значительно снизить занимаемый ими объем и стоимость комплектующих.

Друг Кота

Карма: 48
Рейтинг сообщений: 257
Зарегистрирован: Пн апр 19, 2010 00:04:18
Сообщений: 11299
Откуда: Малороссия
Рейтинг сообщения: 0

Компэл объявляет о значительном расширении складского ассортимента продукции Connfly. Универсальные коммутирующие компоненты, соединители и держатели Connfly сочетают соответствие стандарту ISO9001:2008, высокую доступность и простоту использования. На текущий момент на складе Компэл – более 300 востребованных на рынке товарных наименований с гибкой ценовой политикой.

Читайте также:  Трансформаторы в сельском хозяйстве
Встал на лапы

Зарегистрирован: Пн май 04, 2009 08:49:12
Сообщений: 141
Откуда: г. Курган
Рейтинг сообщения: 0

2stereo
Т.е. если вторичку нагрузить, то и второй луч покажет сдвиг.
Но это я уже буду как бы «смотреть» на сопротивлении сдвиг, или это не так?

Мне интересно почему на вторичке нет сдвига на 90 нрадусов. Делал без сердечника тоже. может нужно высокоиндуктивные трансформаторы помучать?
Я к чем все это — хотел экспериментально попробывать влючаться нагрузкой в период реактивной Ф т.е. в моменты когда магнитное поле трансформатора максимально.
Не соображу как это можно организовать в связи с непонятками смещений тока.

Друг Кота

Карма: 28
Рейтинг сообщений: 271
Зарегистрирован: Ср сен 27, 2006 16:18:57
Сообщений: 3463
Рейтинг сообщения: 0

Нифига он не покажет. Не будет никакого фазового сдвига между напряжениями на первичной и вторичной обмотках. Как ни нагружай.

Вам же rustot объяснил. Ток холостого хода в первичной обмотке отстаёт от напряжения на первичной обмотке на 90 градусов. Напряжение на вторичной обмотке прямо пропорционально СКОРОСТИ изменения магнитного потока. Т.е. СКОРОСТИ изменения тока в первичной обмотке. А где скорость изменения тока максимальна? Правильно, там, где ток проходит через нулевое значение. А поскольку ток сдвинут на 90 градусов, то нулевое значение он пересекает аккурат там, где максимум напряжения на первичной обмотке. Вот и получается, что максимум напряжения на вторичке совпадает с максимумом напряжения на первичке.

Интересно, нафига это надо?

Открыл глаза

Зарегистрирован: Вс мар 01, 2009 16:41:36
Сообщений: 57
Рейтинг сообщения: 0

Собутыльник Кота

Карма: 29
Рейтинг сообщений: 714
Зарегистрирован: Сб ноя 13, 2010 12:53:25
Сообщений: 2743
Откуда: приходит весна?
Рейтинг сообщения: 0

ЭДС обмоток трансформатора, действительно, жестко связаны одной формулой и равны с точностью до масштабного множителя.

Однако! ЭДС реальной обмотки/катушки — это вовсе не минус падение напряжения на ней. У реальной катушки/обмотки есть активная составляющая импеданса, связанная с сопротивлением провода, которым эта обмотка/катушка намотана. Поэтому, если токи достаточно велики, то есть сдвиг фаз между напряжением и током через катушку. А в трансформаторе, ещё и между напряжениями на нагруженных обмотках.

В обучалке заглумили вам голову. Без нагрузки во второй обмотке вообще тока не будет. А если будет нагрузка, то величина тока и сдвиг фаз будет зависеть, в частности, и от импеданса нагрузки.

Открыл глаза

Зарегистрирован: Вс мар 01, 2009 16:41:36
Сообщений: 57
Рейтинг сообщения: 0

Последний раз редактировалось РобоКОТ Сб ноя 03, 2012 18:55:34, всего редактировалось 1 раз.

Собутыльник Кота

Карма: 29
Рейтинг сообщений: 714
Зарегистрирован: Сб ноя 13, 2010 12:53:25
Сообщений: 2743
Откуда: приходит весна?
Рейтинг сообщения: 0

РобоКОТ, цитирование предыдущего сообщения — дурной тон, а так же наказуемое преступление. Поправьте ваш пост.

1/4 периода — это глупость, невозбранно прошедшая цензуру. Если я не прав, то поправьте меня.

Открыл глаза

Зарегистрирован: Вс мар 01, 2009 16:41:36
Сообщений: 57
Рейтинг сообщения: 0

Читайте также:  Для чего нужен строительный трансформатор
Поставщик валерьянки для Кота

Карма: 5
Рейтинг сообщений: 61
Зарегистрирован: Пт окт 23, 2009 15:32:35
Сообщений: 1929
Откуда: Челябинск
Рейтинг сообщения: 0

при наличии ненулевой индуктивности рассеяния в этих обмотках, то есть при неполной магнитной связи с первичной. в этом случае часть обмотки, не учавствующей в связи можно нарисовать в виде отдельного дросселя, подключенного последовательно с нагрузкой. соответственно фазы напряжения на двух нагрузках на двух вторичных обмотках зависят и от величины индуктивности рассеяния и от величины нагрузки. в трансформаторе с полной магнитной связью разности фаз не будет. в трансформаторах с замкнутым магнитопроводом и в режиме далеком от насыщения можно считать индуктивность рассеяния нулевой.

Здравствуйте Коллеги!
Подскажите пожалуйста,
чем Вы пытались смотреть (и dragonfly — напишите пожалуйста тоже)
форму колебаний напряжений и сам сдвиг фаз в первичной и вторичной обмотках трансформатора?
Какой осциллограф?

Дело в том, что имеем осциллограф DSC203 Nano, двухканальный,
http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=119622
(2 аналоговых канала, 2 цифровых)
но он с неразрешимым замером при развязанной нагрузке(У обоих аналоговых щупов общий 0).

Подскажите пожалуйста, как быть?

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 12

Источник

Принцип действия, устройство и особенности фазоповоротного трансформатора

Фазоповоротный трансформатор (ФТ) представляет собой особый вид преобразующих устройств, используемый для изменения фазных характеристик напряжения.

Принцип работы

В основе работы трансформатора лежит явление фазового сдвига, появляющегося при прохождении тока через распределенные элементы электрических цепей. Вследствие его появления отдаваемая в нагрузку полезная мощность снижается, что недопустимо при значительной ее величине (она связана с фазными характеристиками через косинус угла между векторами напряжений на входе и выходе).

Сдвиг появляется на стороне приемника и измеряется по отношению к источнику энергоснабжения, находящемуся на распределительной подстанции. Эта особенность передачи энергии по трехфазным цепям позволяет целенаправленно управлять ее потоками между отдельными линиями (при условии, что к ним подключены нагрузки).

Благодаря этому удается восстановить баланс, нарушенный из-за несимметричности параметров линейных цепей методом искусственной компенсации появившейся разницы фаз. Принцип действия фазосдвигающего устройства как раз и состоит в том, чтобы компенсировать сдвиг на стороне потребителя.

Причина несимметричности нагрузок в различных цепях – непропорциональность их подключения к различным фазам одной и той же питающей линии.

Дополнительная информация: Каждая из подводимых к жилым или промышленным объектам фаз «работает» на свою группу нагрузок, состав которых постоянно меняться.

В результате этого возможны перегрузки отдельных линий и как следствие – возрастание неэффективных потерь, а также угроза выхода из строя станционного оборудования.

Устройство трансформатора

Схема включения

Каждый фазоповоротный трансформатор принцип работы которого был рассмотрен в предыдущем разделе, состоит из двух преобразователей напряжения, отличающихся схемой включения. В его состав входят:

  • параллельный трансформатор (ПТ);
  • последовательное его дополнение (можно обозначить его как ПсТ).

Первичные обмотки ПТ включается параллельно линейной цепи по общеизвестной схеме типа «треугольник» (смотрите рисунок выше).

Вторичные же выполнены в виде полностью изолированных катушек с отводами от отдельных витков. Одним своим концом они подключаются к первичным обмоткам ПсТ, ответные части которых наглухо заземляются.

Вторичные обмотки последовательного трансформатора – это три изолированные фазы, включенные в разрыв основных питающих цепей. Из приведенной выше схемы следует, что трансформатор ПсТ подключается по схеме «звезда» (с наглухо заземленной нейтралью).

Важно! Такое включение обеспечивает дополнительный сдвиг фазы питающего напряжения на 90 градусов относительно сигнала, приходящего со станционного оборудования.

По этой причине другое название этих устройств – фазоповоротный или кросс-трансформатор. Они способны работать как самостоятельно, так и в составе агрегатов, в которые входят преобразователи других типов. Из схемы включения также видно, что нагрузки к нему подключается через фазные вторичные обмотки ПсТ.

Эффект коррекции фаз

Последствия коррекции фаз могут быть представлены в виде поправок, которые вносятся в цепи после установки в них фазовращательных устройств. Для успешной работы таких трансформаторов при их проектировании должны учитываться следующие моменты:

  • В нагрузках формируется питающее напряжение, состоящее из суммы двух компонентов (вектора источника и величины, вносимой фазовращателем).
  • Добиться компенсации потерь в линии удается за счет изменения второй компоненты.
  • Для управления характеристиками ФТ во вторичной обмотке ПТ предусмотрены регулируемые отводы в виде реостата.
  • При изменении положения движка регулятора меняется вторая составляющая фазной суммы, компенсируя «набежавший» в линии сдвиг.

Таким путем осуществляется коррекция фазной разницы между векторами напряжений источника и потребителя, возникающего из-за распределенных параметров линий и неравномерности нагрузки.

Особенности фазовращающих устройств

Особенностью фазосдвигающего трансформатора является возможность его использования только в промышленных целях, масштабы которых оправдывают затраты на изготовление такого агрегата. Для личных потребительских нужд (в частных хозяйствах, например) его применение неоправданно и совершенно бессмысленно.

К специфике этих устройств также относят:

  • Значительные габариты, сравнимые с размерами линейных трансформаторов питающих подстанций.
  • Низкий КПД, определяемый потерями в собственных электрических цепях.
  • Высокая стоимость изготовления и установки преобразовательного оборудования.

Основное назначение фазоповоротного трансформатора – перераспределять нагрузку на линейные цепи, оптимизируя распределение полезной мощности в них.

Стоимость фазоповоротных трансформаторов из-за сложности их схемы довольно велика. Однако затраченные на них средства с лихвой окупаются тем выигрышем, который удается получить за счет оптимизации работы нагрузочных цепей. Особую актуальность приобретает это обстоятельство при эксплуатации линий, в которых устанавливаются достаточно мощные потребительские нагрузки.

История и перспективы

История появления трансформаторов этого класса не очень богата датами и событиями, хотя первые упоминания и достоверная информация о них появилась еще в 1969 году. В дальнейшем в конце века они были введены в эксплуатацию в ряде европейских стран (в 1996 году – во Франции и Германии, в частности). В Бельгии, Голландии и Казахстане они появились чуть позже – к 2009-му году.

В России решение об использовании фазосдвигающих трансформаторов было принято много лет назад, однако их разработка по-прежнему находится в стадии проектирования. Опыт, накопленный специалистами многих стран в части эксплуатации ФТ, свидетельствует о целесообразности их применения в мощных и разветвленных трехфазных цепях. Он однозначно подтверждает все теоретические выкладки и согласуется с ними при оценке эффективности работы электрических сетей после установки в них корректирующих устройств.

В заключение отметим, что перспективность развития систем управления фазовыми характеристиками трехфазных цепей все чаще увязывается с внедрением современной микропроцессорной техники. Для эффективного их применения помимо быстродействующих контроллеров потребуется комплект чувствительных измерительных датчиков. С их помощью можно будет организовать статистические исследования характера изменений параметров контролируемых цепей.

Источник

Оцените статью
Adblock
detector