Реферат: Силовой трансформатор с явлением намагничивания

Трансформатор — одно из самых распространённых изделий электротехнической промышленности. Они настолько просты по своей конструкции, что улучшить их невероятно трудно. Сегодняшний процесс в трансформаторостроении связан с усовершенствованием технологии их изготовления. Промышленность предлагает тысячи типов трансформаторов-различные по мощности, по весу, по количеству обмоток......." [1].

В трансформаторах используется явление взаимной индукции, состоящий в возникновении индукционного поля в проводниках, находящегося поблизости от других проводников с токами, изменяющимися с течением времени. Только часть магнитного потока первичной обмотки пронизывает вторичную обмотку. Обмотки наматываются на ферромагнитный сердечник. Ферромагнетиками называется группа веществ в твёрдом кристаллическом состоянии, обладающая совокупностью магнитных свойств, обусловленных особым взаимодействием атомных носителей магнетизма. У ферромагнитных веществ собственное (внутреннее) магнитное поле имеет индукцию в сотни и тысячи раз большую, чем индукция внешнего магнитного поля, вызвавшего явление намагничивания, то есть образование внутреннего магнитного поля. Внутреннее магнитное поле ферромагнитных веществ используется в электромоторах, электрогенераторах, электромагнитах и так далее. Внутреннее магнитное поле ферромагнитных веществ в трансформаторах с взаимной индукцией не используется.

Устройство (трансформатор) работающий на явлении намагничивания, то есть образование собственного (внутреннего) магнитного поля ферромагнитных веществ показан на Фиг.1., состоящий из первичных обмоток 1, вторичных обмоток 2, магнитопроводов (ферромагнетиков) 3, постоянных магнитов 4.

Работа устройства заключается в том, что проходя по первичным обмоткам синусоидальный ток вызывает в ферромагнетике явление намагничивания, то есть, образование внутреннего магнитного поля в ферромагнетике. Положительный полупериод синусоидального тока вызывает образование внутреннего магнитного поля ферромагнетиков определённой полярности.

Внутренние магнитные поля ферромагнетиков последовательно включаются с верхним постоянным магнитом, замыкая магнитную цепь, для прохождения магнитного потока. Нижний магнит включается параллельно с внутренними магнитными полями, то есть, магнитная цепь с нижним магнитом разрывается. Магнитный поток последовательно соединённых полей пронизывает вторичные обмотки. Отрицательный полупериод синусоидального тока намагничивает ферромагнетики. Внутренние магнитные поля ферромагнетиков блокируют верхний магнит. Нижний постоянный магнит включается последовательно с внутренними магнитными полями ферромагнетиков, замыкая магнитную цепь для прохождения магнитного потока. Магнитный поток обратной полярности пронизывает вторичные обмотки. Обслуживание таких устройств так-же не просто. Чтобы разъединить магниты от магнитопровода необходимо на первичные обмотки подать постоянный ток и отсоединить один из магнитов. Второй магнит снимать подавая на первичные обмотки постоянный ток обратной полярности. Чтобы извлечь первичную обмотку для ремонта необходимо размотать, в средних секциях, вторичную обмотку. Проще в средних секциях вторичную обмотку с одной стороны вообще не планировать. Легче снимать первичную обмотку, уменьшается магнитное сопротивление. Короткое замыкание полюсов магнитов через магнитопровод, необходимо между полюсами магнитов и магнитопроводами вставлять не магнитные прокладки толщиной 0,2-0,4 мм.

Второй вариант трансформатора с явлением намагничивания показан на Фиг. 2… Постоянные магниты заменяем электромагнитами. Положительный полупериод синусоидального тока, проходя по первичным обмоткам и обмоткам верхнего и нижнего электромагнитов намагничивает ферромагнитные материалы, возбуждая в них внутреннее магнитное поле. Лавинный магнитный поток пронизывает вторичные обмотки трансформатора создаёт индукционный ток определённой полярности. Отрицательный полупериод переменного тока проходя по первичным обмоткам и обмоткам электромагнитов возбуждает внутреннее магнитное поле ферромагнетиков обратной полярности. Лавинный магнитный поток пронизывает вторичные обмотки, создавая индукционный ток обратной полярности. В генераторах изменение магнитного потока осуществляется вращением магнита (ротора). В настоящее время генераторы общим весом от 500 — 700 тонн используются во многих электростанциях. С таким трудом нам достаётся производство электроэнергия, а экономить не можем. В 1960 годах газеты писали «квартирные звонки съели Днепро ГЭС», а трансформаторы с взаимной индукцией съели уже десять Днепро ГЭСов, и Саяно — Шушенскую ГЭС.

В предлагаемом устройстве (трансформатор — генератор) изменение магнитного потока осуществляется не вращением магнита (ротора), а подача переменного тока на первичную обмотку. Законы физики не нарушаются, а наоборот используется основное свойство ферромагнетиков. Мечта С. П. Королёва построить космодром на Луне может осуществлён. На Луне не могут работать ТЭЦ, ГЭС, АЭС, ТОКОМАКи, МГД — генераторы.

Итак, трансформаторы с явлением намагничивания, совместно с Авто- генератором магнитного потока (АГМП), могут заменить солнечные источники электропитания. [2].

Литература

[1]. М. Г. Мнеян. «Сверхпроводники в современном мире»

Москва «Просвещение» 1991.

[2]. Владимир Петрович Карцев. «Магнит за три тысячелетия»,

4 — е изд., перераб., и доп. — М., Энергоатомиздат, 1988.