книги / Электротехнические устройства радиосистем

180° и их геометрическая сумма равна арифметической разности, т. е.

В понижающем автотрансформаторе ток Ii2 совпадает по направлению с током /2, в повышающем — направлен противоположно току /2.

Преимуществами автотрансформатора перед транс­ форматором той же полезной мощности являются мень­ ший расход активных материалов — обмоточного прово­ да и стали, меньшие потери энергии, -более высокий к. п. д., меньшее изменение напряжения при изменениях нагрузки.

у трансформатора на сердечнике имеется две обмотки — первичная с числом витков поперечное сечение про­ вода которой рассчитано на ток Л, и вторичная с числом

витков (wi—w2) из провода, поперечное сечение которо­ го рассчитано на ток Л, а другая (часть а—X) с числом витков w2 из провода, поперечное сечение которого рас­ считано на разность токов / 2—h — 112.

Поперечное сечение и вес стали сердечника авто­ трансформатора также меньше сечения и веса стали сер­ дечника трансформатора. Это объясняется тем, что в трансформаторе энергия из первичной сети во вторич­ ную передается магнитным путем за счет электромаг­ нитной связи между обмотками. В автотрансформато­ ре энергия из первичной сети во вторичную частично передается за счет электрического соединения первичной и вторичной сетей, т. е. электрическим путем. Так как в процессе передачи этой части энергии магнитный по­ ток не участвует, у автотрансформатора электромагнит­ ная мощность меньше, чем у трансформатора.

Полезная мощность автотрансформатора при актив­ ной нагрузке равна:

Р2= f/2/2.

Имея в виду, что /2= / i - f / i 2, получим:

р2 — U211 + U21\2 = Рэ+ Рьи

где Рэ— мощность, передаваемая электрическим соеди­ нением нагрузки и сети; Ям — электромагнитная мощ­ ность автотрансформатора, определяющая необходимый магнитный ток, поперечное сечение и вес стали сердеч­ ника. Эта мощность является расчетной или габаритной мощностью автотрансформатора.

Наряду с преимуществами автотрансформаторов перед трансформаторами они имеют существенные не­ достатки. Автотрансформатор имеет малое сопротивле­ ние короткого замыкания, что обусловливает большую кратность тока короткого замыкания. Недостатком авто­ трансформатора является также возможность попадания высшего напряжения в цепь низшего напряжения за счет электрической связи между этими цепями. Наличие электрической связи между сетью источника и прием­ ника энергии делает невозможным применение авто­ трансформатора в случае, когда приемник энергии имеет заземленный полюс (в выпрямительных устройствах).

Достоинства автотрансформаторов будут выражены тем сильнее, чем меньше коэффициент трансформации. Поэтому автотрансформаторы применяются при неболь­

обычного трансформатора, но расчетной мощностью является электромагнитная мощность и автотрансфор­ матор заменяется эквивалентным трансформатором, в котором первичной обмоткой является обмотка А а с числом витков w 1—w2, первичное напряжение — U2t

ток /,; вторичной обмоткой является обмотка аХ с чис­ лом витков w2, вторичное напряжение U2, ток / 12= / 2—Л-

1-ю. Трансформаторы с регулируемым напряжением

В выпрямительных устройствах, в схемах со­ вместной работы нескольких сетей, в устройствах пуска в ход и регулирования скорости вращения асинхронных двигателей и во многих других случаях необходимо ре­ гулируемое напряжение.

Наиболее простым способом изменения вторичного напряжения трансформатора или автотрансформатора является изменение числа витков обмотки, для чего обмотка (первичная или вторичная) выполняется с не­ сколькими отводами. С помощью переключателя изме­

витков вводятся активные или реактивные сопротивле­ ния. Существует ряд схем, позволяющих ограничить то­ ки короткозамкнутых витков. Однако такие регуляторы очень громоздки и находят применение в трансформато­ рах большой мощности.

Ограничение токов короткозамкнутых витков при ре­ гулировании напряжения используется в ЛАТР (лабо­ раторном автотрансформаторе регулируемом), который представляет собой автотрансформатор, выполненный на тороидальном магиитопроводе, часть витков обмотки которого оголена и по оголенным проводникам переме­ щается угольная щетка (рис. 1-19). Угольная щетка выполняется в виде ролика так, чтобы она могла пере­ крывать не более двух проводников, т. е. чтобы не более одного витка замыкалось щеткой накоротко. Большое переходное сопротивление между проводниками обмот­ ки ЛАТР и угольной щеткой ограничивает ток короткозамкнутого -витка.

ЛАТР нашли широкое использование в схемах элек­ тропитания радиоустройств, в лабораторном оборудо­ вании и т. д.

Для регулирования вторичного напряжения транс­ форматора может быть использовано не только измене-

кие числа витков обмотки (первичной или вторичной), но также и изменение величины магнитного потока. Для изменения магнитного потока, а следовательно, и вто­ ричного напряжения под нагрузкой используются либо перемещаемые катушки, либо подвижные магнитопроводы трансформатора. Для регулирования напряжения

менно катушка 1 является так же вторичной обмоткой трансформатора. Катушки 1 и 2 намотаны встречно так, что магнитные потоки Ф’1 и Ф2, создаваемые НС

этих катушек, в любой момент времени равны и на­ правлены встречно. Поэтому по сердечнику замкнуться они не могут и вынуждены замыкаться через воздушное пространство в средней части окна сердечника. Поверх обмоток 1 и 2 намотана короткозамкнутая катушка которая может перемещаться по высоте стержня от крайнего нижнего до крайнего верхнего положения.

Если катушка К находится в средней части между катушками 1 и 2, то она не сцеплена с магнитными ли­ ниями потоков Ф'1 и Ф2 и не оказывает никакого влия­

ния на эти катушки. Следовательно, в этом случае при­ ложенное напряжение уравновешивается противо-э. д . с. катушек 1 и 2 (если пренебрегать падением напряжения в сопротивлениях этих катушек), т. е.

Ui = — Б,— Е2.

жения по высоте стержня на выходе регулятора можем получить любое напряжение от 0,5 U't до 0.

Следовательно, в зависимости от положения короткозамкнутой катушки вторичное напряжение трансформа­ тора может быть плавно изменено в пределах отО до Ui.

Перемещение короткозамкнутой катушки по сердеч­ нику осуществляется с помощью червячной передачи.

Достоинством регулятора является равномерное из­ менение выходного напряжения. Такие трансформаторы нашли широкое применение в электропитающих устрой­ ствах радиосвязи для регулирования напряжения нака­ ла ламп и анодного напряжения выпрямительных устройств. Они применяются в ряде специальных элек­ троустановок.

Недостатками такого трансформатора являются большой намагничивающий ток (так как магнитный поток замыкается через значительный воздушный про­ межуток), большие индуктивные сопротивления обмоток (из-за больших потоков рассеяния) и низкий coscp.

1-11. ПИКТРАНСФОРМАТОР

Широкое практическое применение в различных радио­ технических и электронных устройствах нашли пиктрансформаторы, преобразующие напряжение синусоидальной формы в импульсное напряжение пикообразной формы.

Форма импульсов вторичного напряжения зависит от кривой из­ менения магнитного потока во времени. Для получения на зажимах вторичной обмотки трансформатора импульсов пикообразной формы кривая изменения магнитного потока, с которым сцеплена вторичная обмотка, должна иметь трапецеидальную форму.

Пиктрансформатор имеет сердечник, состоящий из трех стерж­ ней (рис. 1-21). Первый стержень 1 не насыщен. На нем помещена

первичная обмотка пиктрансформатора. Второй стержень 2 с распо­ ложенной на нем вторичной -обмоткой за счет уменьшения площади сечения стержня насыщается. Третий стержень 3 является магнит­ ным шунтом и отделен от сердечника воздушным зазором. Магнит­ ный поток первого стержня замыкается частично через агорой -и тре­

тий стержни и -может быть опре­

ное сопротивление второго стержня возрастает и увеличение магнит­ ного потока Ф2 прекращается.

Электродвижущая сила вторичной обмотки е2= — w2 — Таким

образом, форма кривой э. д. с. вторичной обмотки найдется как про­ изводная по времени от потока Ф2 с обратным знаком (кривая е2 на рис. 1-23).

Обмотки пиктрансформатора размещаются на различных стерж­ нях, и -индуктивные сопротивления их велики.

1-12. ДРОССЕЛИ

Дросселем называется статический электромаг­ нитный аппарат, используемый в электрических цепях в качестве индуктивного сопротивления. В зависимости от назначения дроссели можно подразделить на дрос­ сели переменного тока (катушки индуктивности), регу­ лирующие дроссели (магнитные усилители) и сглажи­ вающие дроссели фильтров. Дроссели переменного тока и регулирующие дроссели включаются в сеть переменно­ го тока, а сглаживающие дроссели — в цепи постоянного (выпрямленного) тока.

Дроссели переменного тока находят применение в це­ пях переменного тока в качестве балластных и токоогра­ ничивающих (например, при включении двигателей)