Чем обусловлена активная проводимость трансформатора

Все доброго времени суток! При расчете и проектировании трансформатора необходимо учитывать электромагнитные характеристики и особенности его конструкции с тепловыми и геометрическими характеристиками. Поэтому основной задачей при проектировании является анализ указанных свойств и определение оптимальных зависимостей гарантирующих получение требуемо результата.

В прошлой статье я рассмотрел геометрические характеристики трансформатора, в данной статье я расскажу об электромагнитных параметрах.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Приведенные параметры трансформатора

Для теоретического анализа трансформатора не очень удобно использовать реальные значения основных параметров трансформатора. Для этого используют приведённые параметры, которые характеризуют трансформатор в случае равенства числа витков N первичной w1 и вторичной w2 обмоток. Обычно приведение производится к первичной обмотке. Для перевода реальных параметров к приведённым, используется коэффициент трансформации k равный

Приведение количества витков происходит совместно с реальными значениями основных параметров.

К основным параметрам относятся сопротивления обмоток R, их напряжения U и токи I, а также сопротивление намагничивающего контура, характеризующий сердечник трансформатора. Обозначение приведённых величин обычно сопровождается верхним штрихом

Смысл приведения заключается в том, что количество витков не влияет на принцип работы трансформатора, но для анализа удобнее использовать одинаковое число витков.

4.10.ГРУППЫ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК

До сих пор мы считали, что при построении векторной диаграммы ЭДС Е1 и Е2 совпадают по фазе. Но это соответствует действительности лишь при условии намотки первичной и вторичной обмоток в одном направлении, или одноименной маркировки их выводов (рис. 4.10.1, а).

Если же в трансформаторе изменить направление намотки обмоток иди же переставить обозначение их выводов, то вектор ЭДС Е2 окажется сдвинутым относительно вектора Е1 на 180° (рис. 4.10.1, б). Сдвиг фаз между ЭДС Е1 и Е2 принято выражать группой соединений. Так как этот сдвиг фаз может изменяться от 0 до 360°, а кратность сдвига обычно составляет 30°, то для обозначения групп соединения выбирается ряд чисел от 1 до 12, в котором каждая единица соответствует углу сдвига 30°. В основу этого положено сравнение относительного положения векторов Е1 и Е2 с положением минутной и часовой стрелок часов. Вектор обмотки В.Н. считается минутной стрелкой, установленной на цифре 12, а вектор Н.Н. — часовой стрелкой. По положению часовой стрелки относительно минутной определяют положение вектора ЭДС обмотки Н.Н. относительно обмотки В.Н. Так, на рис. 4.10.1, а соединение имеет группу 12, а на рис. 4.10.1, б — группу 6. Таким образом, в однофазном трансформаторе имеется только две группы -12 и 6. В 3-х фазном трансформаторе группу соединения определяют по углу сдвига фаз между линейными векторами ЭДС Е1 и Е2 . ГОСТ ограничивает применение только двух групп: Y / Y — 12 и Y / — 11. В качестве примера рассмотрим схему Y / Y — 12 (рис. 4.10.2).

Векторная диаграмма показывает, что сдвиг между E1 и Е2 равен нулю или 360°, т.е. (360° / 30° — 12 группа). Если же поменять начала и концы обмоток Н.Н., то будем иметь группу 6 (рис. 4.10.3).

Эквивалентная схема трансформатора

В основе эквивалентной схемы трансформатора лежит факт того, что вторичный ток не создает основной магнитный поток в сердечнике. Так как этому противодействует нагрузочная часть I тока первичной обмотки, имеющая такую же намагничивающую силу, что и ток вторичной обмотки I2 но противоположный по направлению. А основной магнитный поток создается намагничивающей частью I0 тока первичной обмотки.

Ток вторичной обмотки I2 и нагрузочная часть I тока первичной обмотки создают магнитные потоки рассеяния, обозначенные в эквивалентной схеме реактивными сопротивлениями х1 и х2.

Эквивалентная схема трансформатора.

На основе данных принципов строится эквивалентная схема трансформатора или как её ещё называют схема замещения. Здесь показан трансформатор с одной вторичной обмоткой и имеет следующие обозначения: ZH – сопротивление нагрузки, ZИ – внутреннее сопротивление источника сигнала, ЕИ – ЭДС источника, Е – ЭДС приведенной обмотки, хСi – емкостные сопротивления обмоток трансформатора, ХL – индуктивное сопротивление намагничивающего контура, RC – активное сопротивление намагничивающего контура.

Схема замещения с учетом магнитных потерь

Потери в стали магнитопровода pмг при заданной частоте пропорциональны следующим величинам:

pмг ∼ Bc2 ∼ Фc2 ∼ E12 .

Таким образом, потери pмг пропорциональны квадрату напряжения U12 на зажимах 1 – 2 намагничивающей цепи схемы замещения рисунка 1, а. Если к этим зажимам параллельно x12’ = xc1 подключить активное сопротивление rмг, как показано на рисунке 2, а, то потери в этом сопротивлении также будут пропорциональны U12. Значение сопротивления rмг можно подобрать так, чтобы потери в нем равнялись магнитным потерям:

pмг = m1 × U122 / rмг = m1 × E12 / rмг .

Отсюда

Рисунок 2. Намагничивающая цепь схемы замещения с учетом магнитных потерь

Величину pмг при заданной электродвижущей силе E1 можно считать известной из расчетных (смотрите статью «Расчет магнитной цепи трансформатора») или опытных данных. Тогда можно считать известным также rмг.

Намагничивающий ток

разделяется в двух ветвях намагничивающей цепи (рисунок 2, а) на активную Iмa и реактивную Iмr составляющие (смотрите статью «Расчет магнитной цепи трансформатора»), из, из которых первая определяет мощность магнитных потерь, а вторая создает поток магнитопровода.

Схема с двумя параллельными ветвями намагничивающей цепи хорошо согласуется с реальными физическими явлениями. Однако расчеты на основе схемы замещения вести удобнее, если объединить две параллельные ветви схемы 2, а в одну общую ветвь, как показано на рисунке 2, б. Тогда сопротивление этой ветви

Так как rмг >> x12’, то

При увеличении насыщения магнитопровода, то есть при увеличении Фс, E1 или U1, сопротивление x12’ при f = const уменьшается. Однако при этом rмг ≈ const, а значение rм уменьшается.

Схема замещения трансформатора с учетом магнитных потерь согласно рисунку 2, б показана на рисунке 3, а. Если использовать обозначения

то схему замещения можно изобразить более компактно, как показано на рисунке 3, б. В режиме холостого хода I2’ = 0 и I1 = Iм – току холостого хода трансформатора.

В итоге получилась весьма простая Т-образная схема замещения трансформатора, представляющая собой пассивный четырехполюсник. Сопротивление намагничивающей цепи этой схемы Zм отражает явления в ферромагнитном магнитопроводе. Оно значительно больше сопротивлений Z1 и Z2’, которые включают в себя активные сопротивления и индуктивные сопротивления рассеяния обмоток. Для силовых трансформаторов в относительных единицах

zм* = 25 – 200 ; z1* ≈ z2*’ = 0,025 – 0,10 .

Уравнения напряжений и схему замещения трансформатора можно представлять также в относительных единицах. Имея в виду, что

Uн = zн × Iн ,

левые части уравнений вида (15) можно разделить на Uн, а правые части – на Zн × Iн, в результате чего и будет совершен переход к относительным единицам. Абсолютные значения U, I, r, x и Z в схемах замещения также можно заменить относительными. При этом расчеты режимов работы трансформатора можно вести в относительных единицах.

Нетрудно видеть, что относительные значения сопротивлений, токов и напряжений вторичной цепи будут зависеть от того, какая величина коэффициента k была использована при приведении вторичной обмотки к первичной. Неопределенность в этом вопросе исчезает, если определять k всегда одинаковым образом. Например, в силовых трансформаторах всегда берут k = w1 / w2.

Токи в эквивалентной схеме трансформатора

В соответствие со схемой, намагничивающий ток I0 состоит из двух частей: реактивной I0r, обеспечивающей создание магнитного потока Φ (Φ = I0rw), и активной I0a, влияющей на потери мощности в сердечнике Рс (Рс = I0a2RC).

Тогда имеют место быть следующие соотношения для намагничивающего контура

Из-за нелинейности параметров сердечника трансформатора величинами XL и RC пользоваться неудобно. Для расчетов используют магнитные характеристики сердечника и зависимости от индукции В следующих параметров: эффективной напряженности намагничивающего поля НЭ (А/м), удельной мощности намагничивания сердечника р0 (Вт/кг) и удельных потерь рi (Вт/кг). Тогда по известному весу сердечника Gc и эффективной длине магнитной силовой линии lЭ, определяем потери в сердечнике PC=piGc и намагничивающую реактивную мощность Р0L=p0Gc

При анализе работы трансформатора удобнее использовать относительными значениями токов, чаще всего относительно тока нагрузки I. Тогда относительные токи будут обозначаться: активная составляющая Ia тока I через ia, реактивная составляющая Ir через ir, ток первичной обмотки I1 через i1, намагничивающий ток I0 через i0 и его составляющие – i0r и i0a.Они будут определяться следующими выражениями

Преобразовывая предыдущие выражения получим

Так как в большинстве случаев у трансформатора преобладает активная нагрузка Ir≈0, то относительный ток первичной обмотки составит

В случае незначительных потерь в сердечнике i0a<< i0r получим

4.7. ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА ТРАНСФОРМАТОРОВ

Построение векторной диаграммы удобнее начинать с вектора основного потока Ф. Отложим его по оси абсцисс. Вектор I10 опережает его на угол a . Далее строим векторы ЭДС Е1 и Е2′, которые отстают от потока Ф на 90°. Для определения угла сдвига фаз между E2′ и I2′ следует знать характер нагрузки. Предположим, она — активно-индуктивная. Тогда I2′ отстает от E2′ на угол f2. Получилась так называемая заготовка векторной диаграммы (рис. 4.7.1.). Для того чтобы достроить ее, необходимо воспользоваться тремя основными уравнениями приведенного трансформатора.

Воспользуемся вторым основным уравнением:

и произведем сложение векторов. Для этого к концу вектора E2′ пристроим вектор — j I2′ x2′, а к его концу — вектор — I2′ r2′. Результирующим вектором U2′ будет вектор, соединяющий начало координат с концом последнего вектора. Теперь используем третье основное уравнение

из которого видно, что вектор тока I1 состоит из геометрической суммы векторов I10 и — I2′. Произведем это суммирование и достроим векторную диаграмму. Теперь вернемся к первому основному уравнению:

Чтобы построить вектор — Е1 , нужно взять вектор +Е1 и направить его в противоположную сторону. Теперь можно складывать с ним и другие векторы: + j I1 x1 и I1 r1 . Первый будет идти перпендикулярно току, а второй — параллельно ему. В результате получим суммарный вектор u1. Построенная векторная диаграмма имеет общий характер. По этой же методике можно осуществить ее построение как для различных режимов, так и для разных характеров нагрузки.

Сопротивления в эквивалентной схеме трансформатора

Рассмотрим сопротивления обмоток в эквивалентной схеме. В разных типах трансформаторов те или иные виды сопротивлений могут иметь различную значимость. В большинстве случаев основное значение имеют активные сопротивления Ri. Однако у мощных трансформаторов сопротивления рассеяния Xi значительно больше активных. Активное сопротивление обмотки определяется стандартным способом, через удельное сопротивление проводника ρ, количество витков i-й обмотки wi, среднюю длину витка i-й обмотки lwi (м) и сечение проводника i-й обмотки qi (мм2)

В случае трансформаторов повышенных и высоких частот активное сопротивление обмоток начинает расти при увеличение частоты. Это происходит вследствие поверхностного эффекта (скин-эффекта) и влияния соседних проводников обмоток (эффект-близости). Отражение данных факторов происходит с помощью коэффициента добавочных потерь kr, который я рассматривал в статье о потерях мощности в дросселях.

Вернёмся к реактивным сопротивлениям Xi и Xci. Реактивное сопротивление Xi обусловлено потоками рассеяния и рассчитывается через индуктивность рассеяния Lsi

где ω – круговая частота,

f – частота переменного ток .

В большинстве случаев необходимо знать полную индуктивность рассеяния Ls, приведённую к первичной обмотке. Приблизительно она составляет удвоенную величину индуктивности рассеяния или приведённой вторичной обмотки

где wi – число витков i-й обмотки,

lwi – средняя длина витка i-й обмотки, см,

mф – число стержней, несущих обмотку одной фазы (для СТ mф = 2, для остальных mф = 1),

msi – число секций обмотки, для несекционированной обмотки msi = 1,

h – обмотки (высота стержня без ярма), см,

∆об – толщина межобмоточной изоляции, см,

Cкi – толщина одной катушки, на одну сторону (для БТ Cкi = с, для СТ, ТТ Cкi = с/2), см,

KT – коэффициент трансформации.

Емкости в эквивалентной схеме трансформатора и соответствующие им емкостные сопротивления Xci, объединяют в себе несколько видов: межобмоточную ёмкость Соб, межслоевую емкость Ссл и емкостью С1С между первым слоем намотки и сердечником. Следующие выражения позволят вычислить различные виды емкостей:

— межобмоточная емкость

где εа – диэлектрическая проницаемость вещества между сердечником и первым слоем намотки,

di – диаметр обмоточного провода без изоляции,

lw – средняя длина витка катушки трансформатора,

∆1С – расстояние между стержнем сердечника и ближайшей к нему обмотки,

wi – количество витков провода в i-й обмотке,

nсл i – количество слоев проводников в i-й обмотке.

— межслоевая емкость

— емкость между первым слоем намотки и сердечником

a, b – ширина и толщина стержня сердечника трансформатора.

Для приведения данных емкостей к первичной обмотке необходимо воспользоваться следующими выражениями

Они все объединяются в суммарную эквивалентную емкость Сэ и приводятся к соответствующему входу.

Реактивные параметры Xi, Xci, Lsi и Ci в большинстве случаев являются паразитными и негативно влияют на работу трансформатора. Но на низких частотах (до нескольких кГц) их влияние незначительно и в практических расчетах не учитывается.

4.11. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ТРАНСФОРМАТОРОВ

При выборе трансформаторов для электроснабжения производственного предприятия часто возникает дилемма: либо установить один мощный трансформатор, либо применить их несколько, в сумме обеспечивающих требуемую мощность. Второй вариант будет всегда предпочтительней, т.к. режим работы предприятия в течение суток неравномерный и потребляемая мощность будет различной. Например, в ночное время нагрузка будет минимальной, т.к. потребляемая мощность складывается лишь из охранного освещения и нескольких дежурных объектов. Днем, когда работают основные потребители электроэнергии, потребляемая мощность будет максимальной. Какой-то промежуточный режим будет в вечернее время суток. Короче говоря, в работе могут находиться один, два или сразу три трансформатора. Параллельная работа нескольких трансформаторов связана с тем, что их вторичные обмотки питают общую нагрузку. Однако не все трансформаторы способны работать параллельно. Определим условия, при которых возможно включение трансформаторов на параллельную работу. Во-первых, это одинаковые первичные и вторичные напряжения на обмотках. Во-вторых, должны быть одинаковые схемы и группы соединения. Помимо этого, регламентируются напряжения короткого замыкания, указанные в паспорте трансформатора. И, конечно, порядок чередования фаз у параллельно работающих трансформаторов должен быть одинаковым. В качестве примера приведем схему параллельно включенных пяти сварочных трансформаторов, обеспечивающих работу 14 сварочных постов (рис. 4.11.1).

4.12. ТРАНСФОРМАТОРЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

4.12.1. ТРЕХОБМОТОЧНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

В трех обмоточном трансформаторе имеются три электрически несвязанные друг с другом обмотки, из которых одна является первичной, а две другие — вторичными (рис. 4.12.1).

Первичная обмотка трансформатора является намагничивающей и создает в магнитопроводе магнитный поток, который пронизывает две вторичные обмотки и наводит в них ЭДС Е2 и Е3. Пренебрегая током холостого хода, можно записать уравнение токов трех обмоточного трансформатора

т.е. первичный ток равен геометрической сумме приведенных вторичных токов. Целесообразность применения трехобмоточных трансформаторов объясняется еще и тем, что один трехобмоточный трансформатор фактически заменяет два двухобмоточных. За номинальную мощность принимается мощность первичной обмотки. По такому же принципу устроены многообмоточные трансформаторы малой мощности, применяемые в радиоустройствах, связи и в автоматике.

4.12.2. АВТОТРАНСФОРМАТОР

В автотрансформаторе (рис. 4.12.2) часть витков в обмотке В.Н. используется в качестве обмотки Н.Н., т.е. в автотрансформаторе имеется всего лишь одна обмотка, часть которой (а Х) принадлежит одновременно сторонам В.Н. и Н.Н.

На участке аХ протекает ток i12 = i2 — i1, или переходя к действующим значениям, учитывая, что I1 и I2 находятся в противофазе, можно записат

Таким образом, величина тока в общей части обмоток равна разности токов I1 и I2. Если коэффициент трансформации близок к единице, то I1 и I2 мало отличаются друг от друга, разность между ними будет также небольшой. Это позволит выполнять часть обмотки аХ проводом меньшего поперечного сечения. Мощность, передаваемая первичной обмоткой во вторичную цепь автотрансформатора, будет равна:

Учитывая, что , ее можно записать в виде:

Здесь U2 I1 = SЭ , есть мощность, поступающая во вторичную цепь электрическим путем, U2 I12 = Sм — мощность, поступающая во вторичную цепь посредством магнитного потока. Следовательно, в автотрансформаторе посредством магнитного потока передается только часть мощности, что дает возможность уменьшить поперечное сечение магнитопровода. Магнитные потери при этом также уменьшаются. При меньшем поперечном сечении магнитопровода уменьшается средняя длина витка обмотки, следовательно, вновь уменьшается расход обмоточной меди и снижаются электрические потери. Таким образом, автотрансформатор имеет преимущества перед трансформаторами, заключающиеся в меньшем весе, меньших размерах более высоком К.П.Д., меньшей стоимости и. т.д. Однако эти достоинства имеют значение лишь при коэффициенте трансформации k При большем коэффициенте трансформации имеют место следующие недостатки. Это: большие токи короткого замыкания в случае понижающего автотрансформатора (при замыкании точек а и Х напряжение u1 окажется на небольшой части витков автотрансформатора, обладающих малым сопротивлением короткого замыкания); электрическая связь стороны В.Н. со стороной Н.Н.; требующая усиления изоляции между обмотками и корпусом и возникающая опасность попадания В.Н. на сторону Н.Н. Автотрансформаторы могут быть повышенными и пониженными, однофазными и трехфазными. Автотрансформаторы применяются в высоковольтных линиях электропередач для пуска асинхронных и синхронных двигателей в лабораторной практике и при испытаниях. Регулировка напряжения осуществляется как переключателями, изменяющими вводимое число витков во вторичной цепи, так и посредством скользящего контакта, перемещающегося непосредственно по виткам обмотки.

4.12.3. ТРАНСФОРМАТОР ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ

Сварочный трансформатор представляет собой однофазный трансформатор, понижающий напряжение сети до 60-65 В (рис. 4.12.3.1, а). В рабочем режиме трансформатор находится близко к короткому замыканию. Чтобы величина тока не возрастала сверх допустимого значения, последовательно к нему включается реактивная катушка РК с раздвижным сердечником, в результате чего характеристика трансформатора становится круто падающей (рис. 4.12.3.1, б).

Изменяя зазор d, можно плавно менять сварочный ток. Максимальное значение тока будет при dмах. Для безопасного обслуживания вторичная обмотка сварочного трансформатора заземляется.

4.12.4. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Эти трансформаторы применяются совместно с измерительными приборами для расширения их пределов измерения (рис. 4.12.4.1). Измерительный трансформатор напряжения представляет собой понижающий трансформатор с таким отношением витков w1/w2, чтобы при U1 = Uсети; U2 = 100 В. Во вторичную цепь включаются вольтметры, частотомеры, обмотки напряжения ваттметров, счетчиков и фазометров. Так как электрическое сопротивление этих приборов велико (порядка 1000 0м), то трансформаторы напряжения работают в режиме, близком к холостому ходу. Такой режим связан с большими магнитными потерями, а это, в свою очередь, приводит к увеличению размеров магнитопровода и устройству специального масляного охлаждения.

Измерительные трансформаторы тока (рис. 4.12.4.1) применяются для включения в сеть амперметров, обмоток тока ваттметров, счетчиков и фазометров. Первичная обмотка трансформатора тока выполняется из провода большого поперечного сечения и включается в цепь последовательно. Вторичная обмотка выполняется всегда на ток I2 = 5А. Рабочий режим трансформатора тока близок к короткому замыканию, поэтому размеры магнитопровода у него значительно меньше, чем у трансформатора напряжения. Для определения напряжения или тока в цепи необходимо показания приборов умножить на коэффициент трансформации измерительных трансформаторов. В целях безопасности нельзя оставлять вторичную обмотку трансформатора тока разомкнутой, если первичная включена в сеть. В этом режиме напряжение U2 возрастает до нескольких тысяч вольт. Разновидностью измерительного трансформатора тока являются токоизмерительные клещи с разъемным магнитопроводом, где роль первичной обмотки выполняет сам провод, по которому течет измеряемый ток.

4.12.5. ТРАНСФОРМАТОР ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧИСЛА ФАЗ

Для питания различных выпрямителей или для электропечей возникает необходимость в увеличении числа фазных обмоток трансформатора. Так, трехфазная система сети с помощью специального трансформатора может быть преобразована в шестифазную или двенадцатифазную. На рис. 4.12.5.1, а приведена схема шестифазного преобразователя.

Первичная обмотка такого преобразователя соединена «звездой», а вторичная — «двойной звездой». Векторная диаграмма вторичной обмотки преобразователя представляет собой шестизвездную звезду (рис. 4.12.5.1, б).

4.12.6. СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Для стабилизации напряжения в устройствах небольшой мощности (до 5 кВт) применяются электромагнитные стабилизаторы: 1) ферромагнитные насыщенного типа (без емкости), в которых используются явления, основанные на насыщении ферромагнитного сердечника; 2) феррорезонансные (с емкостью), работа которых основана на резонансе токов и напряжений. Рассмотрим работу феррорезонансного стабилизатора. Он состоит из реактивной катушки 1, сердечник которой при заданном диапазоне напряжений U1 работает в состоянии магнитного насыщения, конденсатора С и автотрансформатора 2 магнитопровод которого не насыщен (рис. 4. 12.6.1). Обмотка автотрансформатора включена таким образом, чтобы напряжение на выходе стабилизатора U2 было равно разности

U2 = U2′ — U2″,

где U2″ — напряжение на выходе автотрансформатора; U2′ — напряжение на выходах реактивной катушки.

Напряжение U2′ благодаря явлению феррорезонанса имеет резко нелинейную зависимость от тока I1 (кривая 1). Напряжение на выходе автотрансформатора U2″ в виду насыщенного состояния его магнитопровода пропорционально току I1 (кривая 2). Если параметры автотрансформатора и реактивной катушки подобраны таким образом, что наклон кривой 1 к оси абсцисс в области магнитного насыщения равен наклону кривой 2, то разность U2′ — U2»= const. В этом случае напряжение на выходе не зависит от тока I1 (кривая 3) и, следовательно, от напряжения U1.

4.12.7. МАГНИТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Магнитный усилитель

— это статический аппарат, применяемый в схемах автоматического регулирования. Работа магнитного усилителя основана на нелинейности характеристики намагничивания магнитопровода (рис. 4.12.7.1).

На крайних стержнях магнитного усилителя находится рабочая обмотка, которая состоит из двух катушек соединенных последовательно. На среднем стержне размещается обмотка управления из большого количества витков. Если ток в нее не подается, а к рабочей обмотке подведено напряжение U1, то из за малого количества витков W~ магнитопровод не насыщается и почти все напряжение сети падает на сопротивление рабочих обмоток ZН. На потребителе в этом случае выделяется малая мощность. Если теперь пропустим по обмотке управления ток IУ, то даже при небольшом его значении (из-за большого W=), возникает насыщение магнитопровода. В результате сопротивление рабочей обмотки резко уменьшается, а величина тока в цепи — увеличивается. Таким образом, посредством малых сигналов в обмотке управления можно управлять значительной величиной мощности в рабочей цепи магнитного усилителя.

4.12.8. ТРАНСФОРМАТОР ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ

В школьной практике часто возникает необходимость создания источника переменного тока повышенной частоты. С помощью трансформаторов легко построить удвоитель или утроитель частоты. Утроитель частоты состоит из трех однофазных трансформаторов, работающих при сильно насыщенном сердечнике (рис. 4.12.8.1). Первичные обмотки соединены «звездой», а вторичные — последовательно. Как известно, намагничивающий ток имеет сложную форму кривой и помимо основной гармонической составляющей имеет третью, изменяющуюся с частотой f3 = 3f1. При соединении первичной обмотки «звездой» токи основной гармоники уравно-вешиваются, и под действием третьей гармоники магнитный поток наводит во вторичной обмотке напряжение, изменяющееся с тройной частотой.