БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ТР)

Основной поток Ф 0создаёт в ПО и ВО эдс e 1и e 2: e 1= — w 1 d Ф 0/ dt и e 1= — w 1 d Ф 0/ dt , где w 1и w 2— числа витков в соответствующих обмотках. Отношение e 1/ e 2= w 1/ w 2= k называют коэффициентом трансформации. Напряжения, токи и эдс в обмотках (без учёта эдс, наводимых потоками рассеяния) связаны соотношениями:

u 1+ e 1= ir 1

и

u 2+ i 2 r 2= e 2,

где r 1и r 2, u 1и u 2, i 1и i 2— активные сопротивления обмоток, напряжения и токи в них. Если напряжение u 1, приложенное к ПО, синусоидальное, то магнитный поток Ф 0и эдс e 1и e 2будут также синусоидальными, поэтому при анализе работы Т. э. удобно рассматривать действующие значения эдс E 1и E 2, напряжений U 1и U 2и токов I 1и I 2. В случае режима холостого хода (ВО разомкнута), пренебрегая активным сопротивлением в ПО и учитывая, что I 2= 0, имеем U 1+ E 1= 0 и U 2= E 2, то есть (без учёта знака)

Основной магнитный поток в режиме холостого хода создаётся относительно малым намагничивающим током (током холостого хода I 0) в ПО. Если Т. э. нагружен (ВО подключена к нагрузке и по ней протекает ток), магнитодвижущая сила ВО (произведение I 2 w 2) компенсируется соответствующим увеличением магнитодвижущей силы ПО ( I 1 w 1— I 0 w 1) и величина основного магнитного потока остаётся практически такой же, как и в режиме холостого хода (то есть сохраняется условие U 1+ E 1= 0). Отсюда, пренебрегая током холостого хода, имеем: I 1 w 1 I 2 w 2.

Т. э. был впервые использован в 1876 П. Н. Яблочковым в цепях электрического освещения. В 1890 М. О. Доливо-Добровольский разработал трёхфазный Т. э. Дальнейшее развитие Т. э. заключалось в совершенствовании их конструкции, увеличении мощности и кпд, улучшении изоляции обмоток. В настоящее время (середина 70-х гг. 20 в.) существует множество типов Т. э., получивших распространение в различных областях техники.

Основной вид Т. э. — силовые трансформаторы, среди которых наиболее представительную группу составляют двухобмоточные силовые Т. э., устанавливаемые на линиях электропередачи (ЛЭП). Такие Т. э. повышают напряжение тока, вырабатываемого генераторами электростанций, с 10—15 кв до 220—750 кв , что позволяет передавать электроэнергию по воздушным ЛЭП на несколько тыс. км . В местах потребления электроэнергии при помощи силовых Т. э. высокое напряжение преобразуют в низкое (220 в , 380 в и др.). Многократное преобразование электроэнергии требует большого количества силовых Т. э., поэтому их суммарная мощность в энергосистеме в несколько раз превышает мощность источников и потребителей энергии. Мощные силовые Т. э. имеют кпд 98—99%. Их обмотки изготовляют, как правило, из меди, магнитопроводы — из листов холоднокатаной электротехнической стали толщиной 0,5—0,35 мм , имеющей высокую магнитную проницаемость и малые потери на гистерезис и вихревые токи . Магнитопровод и обмотки силового Т. э. обычно помещают в бак, заполненный минеральным маслом, которое используется для изоляции и охлаждения обмоток. Такие Т. э. (масляные) обычно устанавливают на открытом воздухе, что требует улучшенной изоляции выводов и герметичности бака. Т. э. без масляного охлаждения называются сухими. Для лучшего отвода тепла Т. э. снабжают трубчатым радиатором, омываемым воздухом (в ряде случаев — водой). В грозоупорных трансформаторах применяют обмотки, конструкция которых устраняет появление опасных напряжений на изоляции. Иногда два или более Т. э. включают последовательно (см. Каскадный трансформатор ). В ряде случаев используют трансформаторы с регулированием под нагрузкой . Среди сухих силовых Т. э. обширный класс составляют трансформаторы малой мощности с большим числом вторичных обмоток (многообмоточные); их часто применяют в радиотехнических устройствах и системах автоматики.

Помимо силовых, существуют Т. э. различных типов, предназначенные для измерения больших напряжений и токов (см. Измерительный трансформатор , Трансформатор напряжения , Трансформатор тока ), снижения уровня помех проводной связи (см. Отсасывающий трансформатор ), преобразования напряжения синусоидальной формы в импульсное (см. Пик-трансформатор ), преобразования импульсов тока и напряжения (см. Импульсный трансформатор ), выделения переменной составляющей тока, разделения электрических цепей на гальванически не связанные между собой части, их согласования и т.д. Радиочастотные Т. э. служат для преобразования напряжения ВЧ; их изготовляют с магнитопроводом из магнитодиэлектрика либо без магнитопровода; в радиопередатчиках мощность таких Т. э. достигает нескольких сотен квт .

Лит.: Петров Г. Н., Электрические машины, 3 изд., ч. 1, М., 1974; Вольдек А. И., Электрические машины, Л., 1974.

В. С. Хвостов.

Схема простейшего электрического трансформатора: 1 и 2 — первичная и вторичная обмотки соответственно с числом витков w 1и w 2; 3 — сердечник; Ф 0— основной магнитный поток; Ф 1и Ф 2— потоки рассеяния; I 1и I 2— токи в первичной и вторичной обмотках; U 1— напряжение на первичной обмотке; R н— сопротивление нагрузки.

Трансформа'торная подста'нция, подстанция электрическая , предназначенная для повышения или понижения напряжения в сети переменного тока и для распределения электроэнергии. Повысительные Т. п. (сооружаемые обычно при электростанциях) преобразуют напряжение, вырабатываемое генераторами, в более высокое напряжение (одного или нескольких значений), необходимое для передачи электроэнергии по линиям электропередачи (ЛЭП). Понизительные Т. п. преобразуют первичное напряжение электрической сети в более низкое вторичное. В зависимости от назначения и от величины первичного и вторичного напряжений понизительные Т. п. подразделяются на районные, главные понизительные и местные (цеховые). Районные Т. п. принимают электроэнергию непосредственно от высоковольтных ЛЭП и передают её на главные понизительные Т. п., а те (понизив напряжение до 6, 10 или 35 кв ) — на местные и цеховые подстанции, на которых осуществляется последняя ступень трансформации (с понижением напряжения до 690, 400 или 230 в ) и распределение электроэнергии между потребителями.