10.2 . Уравнения электрического равновесия трансформатора. Приведенный трансформатор. Приведенный трансформатор2.3. Приведенный трансформаторТак как в общем случае W2 W1, тоE2 E1,I2 I1, и параметры первичной обмотки трансформатора отличаются от параметров вторичной обмотки. Это затрудняет количественный учет процессов, происходящих в трансформаторе, и построение векторных диаграмм, особенно при коэффициентах трансформации, существенно отличающихся от единицы. Чтобы избежать этих затруднений, пользуются способом, при котором обе обмотки трансформатора приводятся к одинаковому числу витков (K = W1/W2 = 1), обычно к числу витков первичной обмоткиW1. Для этого пересчитывают вторичную обмотку с числом витковW2на эквивалентную ей приведенную обмотку, имеющую число витковW1, как и первичная, но с условием, чтобы эта операция приведения не отразилась на энергетическом процессе трансформатора и, следовательно, на режиме работы первичной обмотки. Все величины, относящиеся к приведенной вторичной обмотке, называются приведенными и обозначаются теми же символами, что и действительные величины, но со штрихом, например, , , и т. д. Определим приведенные параметры трансформатора. Ранее уже упоминалось о приведенном токе = I2/K(см. с. 18). Из условия равенства мощностей U2I2 = (23) получим = KU2и, аналогично, = E2. (24) Так как при приведении вторичной обмотки к первичной мощности не изменяются, то и потери в меди в действительной и приведенной обмотках должны быть равны, т. е. , откуда: = K2r2. (25) Исходя из постоянства соотношения , получим: = 2. (26) С учетом уравнений (25) и (26) запишем: = K2Z2. (27) Уравнения электрического состояния первичной и вторичной обмоток приведенного трансформатора соответственно: , (28) . (29) 2.4. Схема замещения приведенного трансформатораАналитические и графические исследования работы трансформатора упрощаются, если реальный трансформатор, в котором обмотки связаны между собой электромагнитно, заместить схемой, элементы которой связаны между собой только электрически. Бывают Т- и Г-образные схемы замещения. В теории трансформаторов пользуются Т-образной схемой замещения. На рис. 8 представлена схема приведенного трансформатора.
Каждая обмотка такого эквивалентного трансформатора состоит из двух последовательно соединенных катушек, одна из которых без рассеяния и потерь в меди наматывается на сердечник трансформатора, а другая - представляет собой реактор без стального сердечника, имеющий активное и индуктивное сопротивления соответствующей обмотки. Как было установлено в разделе 2.3, в приведенном трансформаторе W2 = W1 (K = 1), а поэтому . В результате точкиb и b, а также точки с и с на схеме имеют одинаковые потенциалы. Это позволяет электрически соединить указанные точки, т. е. обмотки, намотанные на сердечнике трансформатора, можно совместить в одну, по которой протекает ток холостого хода, называемый намагничивающим током, (рис. 9). В этом случае объединенная обмотка играет роль намагничивающего контура, который создает основной магнитный поток 0. Мощность, расходуемая в этой обмотке, определяется потерями в стали , гдеrм - активное (фиктивное) сопротивление намагничивающего контура, обусловленное потерями в стали. Т-образная схема замещения приведенного трансформатора будет иметь вид, представленный на рис. 10. Рис. 10. Т-образная схема замещения приведенного трансформатора Реактивное сопротивление хм намагничивающего контура - индуктивное сопротивление взаимоиндукции, обусловленное магнитным сопротивлением основному потоку 0. Мощность, выделяемая в нем, есть намагничивающая мощность. Сопротивление zм = rм + jxм - комплексное сопротивление ветви намагничивания. Таким образом, в электрической схеме замещения трансформатора магнитная связь между цепями заменена электрической. Схема замещения приведенного трансформатора удовлетворяет всем уравнениям ЭДС (28), (29) и токов (17) приведенного трансформатора и представляет собой совокупность трех ветвей: первичной - сопротивлением и током; намагничивающей - сопротивлением zм = rм + jxм и током ; вторичной - с двумя сопротивлениями: сопротивлением собственно вторичной ветви и сопротивлением нагрузкии током. Изменением сопротивления нагрузки Zн на схеме замещения могут быть воспроизведены все режимы работы трансформатора. В силовых трансформаторах ток холостого хода I0 мал, составляет 0,810 % от номинального. При нагрузках, близких к номинальным, им можно пренебречь, т. е. считать, что zм = . Тогда из выражения (17) =, и упрощенная схема замещения примет вид, представленный на рис. 11. Рис. 11. Упрощенная схема замещения трансформатора В этой схеме rк = r1 + ;xsк = + - активное и индуктивное сопротивления обмоток трансформатора соответственно. Все параметры схемы замещения трансформатора могут быть определены из опыта холостого хода и опыта короткого замыкания (раздел 2.7). studfiles.net Приведенный трансформатор Образование | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Приведенный трансформатор | Наименование параметра | Значение |
| Тема статьи: | Приведенный трансформатор |
| Рубрика (тематическая категория) | Образование |
В общем случае параметры первичной обмотки трансформатора отличаются от параметров вторичной обмотки, Особенно это проявляется при больших коэффициентах трансформации, что затрудняет расчёты трансформаторов. Указанные затруднения устраняются приведением всех параметров трансформатора к одинаковому числу витков в обеих обмотках, обычно к числу витков первичной обмотки высшего напряжения wвн. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, вместо реального трансформатора с коэффициентом трансформацииn = Евн/Енн = wвн/wнн получают эквивалентный трансформатор с n = Евн/Е´нн = wвн/w´нн = 1, где Евн = Е´нн и wвн = w´нн. Такой трансформатор называют приведенным.
Уравнения напряжений и токов для приведенного трансформатора имеют вид:
U1 = (-E1)+I1·Z1;
U´2 = (-E´2)+I´2·Z´2;
I1 = I0+(-I2), где U1 - напряжение первичной обмотки и U´2 ≈ U2×(w1/w2), - напряжение вторичной обмотки приведенного трансформатора, E1 - ЭДС первичной обмотки и E´2 ≈ E2×(w1/w2) - ЭДС вторичной обмотки приведенного трансформатора, Z1 - полное сопротивление первичной обмотки и Z´2 ≈ Z2×(w1/w2) -полное сопротивление вторичной обмотки приведенного трансформатора, I1 - ток первичной обмотки трансформатора и I2 - ток вторичной обмотки приведенного трансформатора, I0- ток намагничивающей составляющей (ток холостого хода).
Эти уравнения устанавливают аналитическую связь между параметрами трансформатора во всём диапазоне нагрузок от режима холостого хода (х. х.) до номинальной.
Приведенный трансформатор - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Приведенный трансформатор" 2014, 2015.
Читайте также
В общем случае параметры первичной обмотки трансформатора отличаются от параметров вторичной обмотки. Разница наиболее ощутима при больших коэффициентах трансформации, что затрудняет расчеты и (особенно) построение векторных диаграмм. Векторы электрических величин,... [читать подробнее].
В общем случае параметры первичной обмотки трансформатора отличаются от параметров вторичной обмотки, Особенно это проявляется при больших коэффициентах трансформации, что затрудняет расчеты трансформаторов. Указанные затруднения устраняются приведением всех... [читать подробнее].
Для упрощения анализа и расчета режимов работы трансформатора пользуются способом, при котором одна из его обмоток приводится к другой. Смысл приведения состоит в том, чтобы сделать ЭДС первичной и вторичной обмоток одинаковыми, электромагнитную связь между обмотками... [читать подробнее].
Для удобства анализов процессов происходящих в трансформаторе и построения векторной диаграммы реальный трансформатор заменяют приведенным. Приведенным называют трансформатор, в котором число витков первичной обмотки равно числу витков вторичной. При этом все... [читать подробнее].
referatwork.ru
Приведенный трансформатор, его приведенное сопротивление
В общем случае параметры первичной обмотки трансформатора отличаются от параметров вторичной обмотки. Разница наиболее ощутима при больших коэффициентах трансформации, что затрудняет расчеты и особенно построение векторных диаграмм. Векторы электрических величин, относящиеся к первичной обмотке, значительно отличаются по своей длине от одноименных векторов вторичной обмотки. Затруднения можно устранить, если привести все параметры трансформатора к одинаковому числу витков, например, к w1. С этой целью параметры вторичной обмотки пересчитываются на число витков w1.
Приведенный трансформатор
Таким образом, вместо реального трансформатора с коэффициентом трансформации k = w1 / w2, получают эквивалентный трансформатор с k = w1 / w2 = 1. Такой трансформатор называется приведенным. Приведение параметров трансформатора не должно отразиться на его энергетическою процессе, то есть все мощности и фазы вторичной обмотки должны остаться такими же, что и в реальном трансформаторе.
Так, например, если полная мощность вторичной обмотки реального трансформатора S2 = E2 I2, то она должна быть равна полной мощности вторичной обмотки приведенного трансформатора:
Используя ранее полученное выражение I 2‘ = I2 w2/w1, напишем выражение для E2‘:
Приравняем теперь активные мощности вторичной обмотки:
Приведенное сопротивление трансформатора
Определим приведенное активное сопротивление:
по аналогии:
Уравнения ЭДС и токов для приведенного трансформатора теперь будут иметь вид:
Приведённый трансформатор. Схемы замещения приведённого трансформатора.
⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3В общем случае параметры первичной обмотки трансформатора отличаются от параметров вторичной обмотки. Разница наиболее ощутима при больших коэффициентах трансформации, что затрудняет расчеты и особенно построение векторных диаграмм. Векторы электрических величин, относящиеся к первичной обмотке, значительно отличаются по своей длине от одноименных векторов вторичной обмотки. Затруднения можно устранить, если привести все параметры трансформатора к одинаковому числу витков, например, к w1. С этой целью параметры вторичной обмотки пересчитываются на число витков w1. Таким образом, вместо реального трансформатора с коэффициентом трансформации k = w1 / w2, получают эквивалентный трансформатор с k = w1 / w2 = 1. Такой трансформатор называется приведенным. Приведение параметров трансформатора не должно отразиться на его энергетическою процессе, то есть все мощности и фазы вторичной обмотки должны остаться такими же, что и в реальном трансформаторе.
Эквивалентная схема (схема замещения) и параметры приведенного трансформатора
При расчетах необходимо сопоставить параметры первичной и вторичной цепей трансформатора. Если коэффициент трансформации велик, например, более 100, то изобразить векторные диаграммы первичной и вторичной цепей невозможно, т. к. при конкретных величинах векторов напряжении, токов и падений напряжений первичной (вторичной) цепи векторная диаграмма вторичной (цепи) вырождаются в точку. Эту проблему можно решить, если пользоваться приведенной схемой замещения трансформатора, в которой число витков вторичной обмотки равно числу витков первичной, но при этом не изменяются энергетические соотношения. Положим, что вторичная обмотка приводится к первичной, тогда
;
Так как реактивная мощность должна оставаться постоянной, то
Эквивалентную схему замещения трансформатора (рис.1.20) заменяем схемой замещения приведенного трансформатора(рис.1.21)
22. Опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатора.
Если подключить первичную обмотку трансформатора к напряжению сети, а зажимы его вторичной обмотки замкнуть накоротко, то это приведет к опасному явлению короткого замыкания трансформатора. Токи короткого замыкания выделяют большое количество тепла в обмотках, что может привести к порче изоляции проводников обмоток, разложению и воспламенению масла, залитого в бак трансформатора. Механические усилия, возникающие в обмотках трансформатора при коротких замыканиях, иногда могут привести к разрушению обмоток.
Если же зажимы вторичной обмотки трансформатора замкнуть накоротко, а первичную обмотку подключить к пониженному напряжению, чтобы ток короткого замыкания I 2K был бы равен номинальному току I 2H , то при этом с трансформатором ничего опасного не произойдет. Этот опыт называется опытом короткого замыкания. Напряжение, под которое включается первичная обмотка трансформатора при опыте короткого замыкания, составляет несколько процентов от номинального напряжения этой обмотки, называется напряжением короткого замыкания и обозначается UК .
Силовые трансформаторы, изготовляемые в СССР, имеют напряжение короткого замыкания, равное 5—10% (в некоторых случаях 17%) от номинального первичного напряжения.
При испытаниях трансформаторов всегда снимают характеристики холостого хода и короткого замыкания.
Для снятия характеристики холостого хода трансформатора его вторичную обмотку размыкают, а в первичную обмотку включают амперметр, вольтметр и ваттметр. Постепенно увеличивают напряжение, к которому включена первичная обмотка, и записывают показания приборов. Примерная характеристика холостого хода трансформатора показана на фиг. 207.
При небольших напряжениях, соответствующих начальной части характеристики холостого хода, магнитная система трансформатора не насыщена и существует пропорциональность между напряжением U и током Iо. При дальнейшем увеличении напряжения сердечник трансформатора насыщается и при этом ток Iо начинает увеличиваться быстрее напряжения.
По данным опыта холостого хода подсчитываются сопротивления, коэффициент мощности, активная и реактивная составляющие тока холостого хода трансформатора. Мощность, подводимая к трансформатору при холостом ходе, идет на покрытие потерь холостого хода. Так как ток холостого хода Iо. мал, то потерями мощности на нагрев первичной обмотки, равными Iо2r1, можно пренебречь и считать, что мощность, потребляемая трансформатором при холостом ходе, идет на покрытие потерь в стали сердечни
Для снятия характеристики короткого замыкания трансформатора в цепь его первичной обмотки включают амперметр, вольтметр и ваттметр, а вторичную обмотку замыкают через амперметр накоротко. Увеличивают напряжение, к которому подключена первичная обмотка, до тех пор, пока амперметр во вторичной обмотке не покажет вторичный номинальный ток. По данным опыта короткого замыкания подсчитываются сопротивления и напряжение короткого замыкания.
По данным опыта строится характеристика короткого замыкания, из которой видно, что между током и напряжением существует линейная зависимость. Это объясняется тем, что магнитный поток в сердечнике мал, так как напряжение короткого замыкания во много раз меньше номинального напряжения. Поэтому потерями в стали при опыте короткого замыкания можно пренебречь и считать, что мощность при этом опыте идет на покрытие потерь в меди в обмотках трансформатора 
Примерная характеристика короткого замыкания Дана на фиг. 208.
23. Потери мощности и КПД трансформатора.
Коэффициент полезного действия. Коэффициентом полезного действия трансформатора называют отношение отдаваемой мощности Р2 к мощности Р1:
или
где ΔР—суммарные потери в трансформаторе.
Высокие значения КПД трансформаторов не позволяют определять его с достаточной степенью точности путем непосредственного измерения мощностей Р1 и Р2, поэтому его вычисляют косвенным методом по значению потерь мощности.
С учетом энергетической диаграммы формулу (2.50) можно представить в виде
Согласно требованиям ГОСТа потери мощности в трансформаторе определяют по данным опытов холостого хода и короткого замыкания. Получаемый при этом результат имеет высокую точность, так как при указанных опытах трансформатор не отдает мощность нагрузке. Следовательно, вся мощность, поступающая в первичную обмотку, расходуется на компенсацию имеющихся в нем потерь.
Рис. 2.26. Энергетическая диаграмма трансформатор
При опыте холостого хода ток I0 невелик и электрическими потерями мощности в первичной обмотке можно пренебречь. В то же время магнитный поток практически равен потоку при нагрузке, так как его значение определяется приложенным к трансформатору напряжением. Магнитные потери в стали пропорциональны квадрату значения магнитного потока. Следовательно, с достаточной точностью можно считать, что магнитные потери в стали магнитопровода равны мощности, потребляемой трансформатором при холостом ходе и номинальном первичном напряжении, т. е.
или
где ΔРэл.ном — суммарные электрические потери при номинальной нагрузке.
За расчетную температуру обмоток — условную температуру, к которой должны быть отнесены потери мощности ΔРэл и напряжения uк, принимают: для масляных и сухих трансформаторов с изоляцией классов нагревостойкости А, Е, В (см. § 12.1) температуру 75° С; для трансформаторов с изоляцией классов нагревостойкости F, Н — температуру 115° С.
Величину 
можно с достаточной степенью точности принять равной мощности Рк, потребляемой трансформатором при опыте короткого замыкания, который проводится при номинальном токе нагрузке. При этом магнитные потери в стали АРМ весьма малы по сравнению с потерями ΔРэл из-за сильного уменьшения напряжения U1 а следовательно, и магнитного потока трансформатора и ими можно пренебречь. Таким образом,
Полные потери
Подставляя полученные значения Р в (2.51) и учитывая, что 
Эта формула рекомендуется ГОСТом для определения КПД трансфор-матора. Значения Ро и Рк для силовых трансформаторов приведены в соответствующих стандартах и каталогах.
Потери мощности в трансформаторе являются одной из основных характеристик экономичности конструкции трансформатора. Полные нормированные потери состоят из потерь холостого хода (XX) и потерь короткого замыкания (КЗ). При холостом ходе (нагрузка не присоединена), когда ток протекает только по обмотке, присоединенной к источнику питания, а в других обмотках тока нет, мощность, потребляемая от сети, расходуется на создание магнитного потока холостого хода, т.е. на намагничивание магнитопровода, состоящего из листов трансформаторной стали. Поскольку переменный ток изменяет свое направление, то направление магнитного потока также меняется. Это значит, что сталь намагничивается и размагничивается попеременно. При изменении тока от максимума до нуля сталь размагничивается, магнитная индукция уменьшается, но с некоторым запаздыванием, т.е. размагничивание задерживается (при достижении нулевого значения тока индукция не равна нулю точка N). Задерживание в перемагничивании является следствием сопротивления стали переориентировке элементарных магнитов.
Кривая намагничивания при перемене направления тока образует так называемую петлю гистерезиса, которая различна для каждого сорта стали и зависит от максимальной магнитной индукции Втах. Площадь, охватываемая петлей, соответствует мощности, затрачиваемой на намагничивание. Так как при перемагничивании сталь нагревается, электрическая энергия, подводимая к трансформатору, преобразуется в тепловую и рассеивается в окружающее пространство, т.е. безвозвратно теряется. В этом физически и заключаются потери мощности на перемагничивание.
Кроме потерь на гистерезис при протекании магнитного потока по магнитопроводу возникают потери на вихревые токи. Как известно, магнитный поток индуктирует электродвижущую силу (ЭДС), создающую ток не только в обмотке, находящейся на стержне магнитопровода, но и в самом его металле. Вихревые токи протекают по замкнутому контуру (вихревое движение) в месте стали в направлении, перпендикулярном направлению магнитного потока. Для уменьшения вихревых токов магнитопровод собирают из отдельных изолированных листов стали. При этом чем тоньше лист, тем меньше элементарная ЭДС, меньше созданный ею вихревой ток, т.е. меньше потери мощности от вихревых токов. Эти потери тоже нагревают магнитопровод. Для уменьшения вихревых токов, потерь и нагревов увеличивают электрическое сопротивление стали путем введения в металл присадок.
В любом трансформаторе расход материалов должен быть оптимальным. При заданной индукции в магнитопроводе его габарит определяет мощность трансформатора. Поэтому стараются, чтобы в сечении стержня магнитопровода было как можно больше стали, т.е. при выбранном наружном размере коэффициент заполнения кз должен быть наибольшим. Это достигается применением наиболее тонкого слоя изоляции между листами стали. В настоящее время применяется сталь с тонким жаростойким покрытием, наносимым в процессе изготовления стали и дающим возможность получить кз = 0,950,96.
При изготовлении трансформатора вследствие различных технологических операций со сталью ее качество в готовой конструкции несколько ухудшается и потери в конструкции получаются примерно на 2550 % больше, чем в исходной стали до ее обработки (при применении рулонной стали и прессовки магнитопровода без шпилек).
Читайте также:
lektsia.com
10.2 . Уравнения электрического равновесия трансформатора. Приведенный трансформатор
|
|
| I1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| I 2 | 0 | 0 |
| ||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||
|
|
| 0 |
|
|
|
| А |
|
|
|
|
|
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| P1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||
U1 |
|
| V |
| PV1 |
| 0 |
|
|
| U 20 |
|
|
| V | PV2 | ||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S
Рис. 76
По показаниям вольтметров в обмотках трансформатора можно найти его коэффициент трансформации:
| w |
| U1 |
| E1 | |
K | 1 | 0 |
| 0 | . | |
|
|
|
| |||
| w2 | U 2 |
| E2 | ||
|
| 0 | 0 |
| ||
Опыт холостого хода служит также для определения мощно-
сти потерь в магнитопроводе трансформатора.
Потери в стали – это потери, связанные с нагреваниемсердечника, обусловленные,во-первых,мощностью, затраченной на перемагничивание сердечника, иво-вторых,мощностью, теряемой в сердечникеиз-заналичия вихревых (индукционных) токов в нем.
Мощность, затраченная на перемагничивание сердечника, зависит от его материала (трансформаторная сталь, электротехническая сталь и т. д.), т. е. от формы петли гистерезиса материала, а мощность, создаваемая вихревыми токами, зависит от формы и конструкции сердечника (стержневой, броневой, тороид и т.д.).
Для уменьшения потерь в стали, сердечник делается не сплошной, а из пластин электротехнической стали толщиной 0,35 или 0,5 мм, которые разделены между собой изоляцией.
Потери в стали сердечника для данного типа трансформатора – величина постоянная и не зависящая от нагрузки трансформатора. Тем не менее, потери в стали зависят от потока в сердечнике Ф0, который создается токомI10 , а он, в свою очередь, зависит от напряже-
ния, подаваемого на первичную обмотку трансформатора U10 .
studfiles.net
26.Приведенный трансформатор. Схемы замещения трансформатора
26) Приведенный трансформатор. Схемы замещения трансформатора.
Для исследования режимов работы трансформатора, для расчета сетей энергоснабжения с трансформаторами целесообразно магнитную связь между первичной и вторичной цепями заменить электрической. При этом расчетная схема всей сети может быть значительно упрощена обычными методами свертывания.
Если требуется электрически связать два контура перемычками "ac"и"bd", не изменяя модуля и начальной фазы токовI1иI2, то это можно сделать лишь при условии равенства напряженийUabиUcd.
Применительно к схеме замещения этому требованию соответствует равенство ЭДС Е1иЕ2, которое приводит к равенству чисел витковW1и W2. Обычно изменяют ЭДСЕ2, причем ее новое значение связано с реальной ЭДС соотношением:
,
однако такое изменение ЭДС во вторичной цепи вызвало бы изменение тока в ней и, следовательно, активных и реактивных мощностей. Поскольку энергия во вторичную цепь поступает из первичной цепи, должен будет
измениться ток I1и т.д., и нарушится эквивалентность энергетических соотношений в трансформаторе и его схеме замещения. Поэтому необходимо изменить величины параметров вторичной цепи таким образом, чтобы ее полная, реактивная и активная мощности оставались неизменными. Иначе говоря, должны выполняться равенства:
или;
или;
или.
В частности, должны быть равны также мощности приемников энергии (нагрузки):
или
Подставляя в эти равенства требуемое соотношение между Е2иЕ2|, получаем:
Полученные величины характеризуют новую вторичную цепь и называются приведенными. Они как бы "приведены" к числу витков первичной обмотки. Все в совокупности величины описывают трансформатор, который также называется приведенным, в нем первичная и вторичная цепи связаны электрически (т.е. непосредственно).
Составленное ранее уравнение
соответствует повороту вектора тока I2на 1800. При этом необходимо одновременно изменить направление вектора напряжения на нагрузке U2, так как. Следовательно,
Полная система уравнений электрического состояния для преобразованной эквивалентной схемы имеет такой вид:
Эти уравнения описывают электрическое состояние двухконтурной цепи, которая носит название полной или Т-образной расчетной схемы замещения:
Ветвь с током I10представляет собой активноеRи индуктивноеXсопротивления цепи намагничивания.
Трансформаторы часто замещают упрощенными расчетными схемами:
В первой из них - Г-образной - ветвь с током I10перенесена на зажимы первичной обмотки. Такой перенос почти не изменяет токов в ветвях, так как падение напряженияI1 Z1незначительно и. Активные
сопротивления и сопротивления рассеяния обмоток объединяются:
,,
В ряде случаев используется более упрощенная схема, в которой ветвью с током пренебрегают.
3
studfiles.net
10.2 . Уравнения электрического равновесия трансформатора. Приведенный трансформатор
|
|
| I1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| I 2 | 0 | 0 |
| ||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||
|
|
| 0 |
|
|
|
| А |
|
|
|
|
|
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| P1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||
U1 |
|
| V |
| PV1 |
| 0 |
|
|
| U 20 |
|
|
| V | PV2 | ||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S
Рис. 76
По показаниям вольтметров в обмотках трансформатора можно найти его коэффициент трансформации:
| w |
| U1 |
| E1 | |
K | 1 | 0 |
| 0 | . | |
|
|
|
| |||
| w2 | U 2 |
| E2 | ||
|
| 0 | 0 |
| ||
Опыт холостого хода служит также для определения мощно-
сти потерь в магнитопроводе трансформатора.
Потери в стали – это потери, связанные с нагреваниемсердечника, обусловленные,во-первых,мощностью, затраченной на перемагничивание сердечника, иво-вторых,мощностью, теряемой в сердечникеиз-заналичия вихревых (индукционных) токов в нем.
Мощность, затраченная на перемагничивание сердечника, зависит от его материала (трансформаторная сталь, электротехническая сталь и т. д.), т. е. от формы петли гистерезиса материала, а мощность, создаваемая вихревыми токами, зависит от формы и конструкции сердечника (стержневой, броневой, тороид и т.д.).
Для уменьшения потерь в стали, сердечник делается не сплошной, а из пластин электротехнической стали толщиной 0,35 или 0,5 мм, которые разделены между собой изоляцией.
Потери в стали сердечника для данного типа трансформатора – величина постоянная и не зависящая от нагрузки трансформатора. Тем не менее, потери в стали зависят от потока в сердечнике Ф0, который создается токомI10 , а он, в свою очередь, зависит от напряже-
ния, подаваемого на первичную обмотку трансформатора U10 .
studfiles.net
