На головну

Режими роботи і схема заміщення трансформатора

  1. Divide; несталий і перехідні режими роботи насосів
  2. I. КУРСОВІ РОБОТИ
  3. I. Недемократичні політичні режими.
  4. II. ДИПЛОМНІ РОБОТИ
  5. II. Стандарти роботи комерції
  6. IV. Порядок роботи комісії
  7. IV. Схемою Бернуллі.

Візьмемо трансформатор з двома обмотками: первічной- W1 для підключення до мережі і вторинної - W2 для підключення навантаження. Його зображення і умовне позначення на схемах показано на рис. 2.17.

Малюнок 2.17 - Умовне позначення трансформатора на схемах

Можливі три режими роботи трансформатора: режим холостого ходу (ХХ), робочий режим (номінальний) і режим короткого замикання (КЗ). Розглянемо ці режими.

Режим холостого ходу.Опір навантаження одно нескінченності і трансформатор в цьому режимі еквівалентний звичайної котушці індуктивності з феромагнітним сердечником. При цьому, його можна уявити еквівалентною схемою рис. 2.18.

Малюнок 2.18 - Еквівалентна схема трансформатора на холостому ходу

(А - послідовна, б - паралельна)

На малюнку 2.18 позначено:

r1 - Активний опір первинної обмотки

LS1 - Індуктивність, що характеризує потік розсіювання первинної обмотки

r0 - Опір активних втрат у муздрамтеатрі

L0 - Основна індуктивність первинної обмотки

 (2.19)

I? - Струм, що створює основний магнітний потік (струм намагнічування)

Ia - Струм активних втрат в осерді

 - Струм холостого ходу трансформатора.

Паралельна схема зручна для побудови векторної діаграми (реальна котушка). Вона наведена на рис.2.19.

Малюнок 2.19 - Векторна діаграма трансформатора на холостому ходу

тут  - Кут втрат у муздрамтеатрі

x1- Опір індуктивності розсіювання LS1.

При цьому вектор ЕРС індукований в обмотці W2 збігається за фазою з eL: напруга U1 є сума

або (2.20)

Втрати на омічному опорі обмотки малі, оскільки струм холостого ходу багато менше номінального і кут зсуву між струмом і напругою (I10 і U1) Визначається втратами в муздрамтеатрі. З досвіду холостого ходу і знаходять кут втрат  і розраховують втрати в осерді.

Трансформатор є звертається пристроєм (первинну і вторинну обмотки можна поміняти місцями!), Тому для кожної з обмоток записуємо основну формулу трансформаторної ЕРС (2.13)

Розділивши, відповідно, праві і ліві частини, отримуємо вираз для коефіцієнта трансформації

 , (2.21)

який і визначають з досвіду холостого ходу.

Робочий режим (навантажений або номінальний).Якщо до обмотки W2 підключити навантаження Rн, То під дією індукованої ЕРС у вторинній обмотці e2 потече струм I2 (Ріс.2.17б). Токи I1 і I2 орієнтовані по-різному щодо магнітного потоку Ф0. струм I1 створює потік Ф1, А струм I2 створює потік Ф2 і прагнути зменшити потік Ф1. Тобто в муздрамтеатрі з'являються магнітні потоки Ф1 і Ф2, які на підставі закону Ленца спрямовані зустрічно і їх алгебраїчна сума дає:  - Потік ХХ трансформатора.

Звідси можна записати рівняння намагнічують сил (закон повного струму):

 (2.22)

Видно, що зміна струму I2 обов'язково призведе до зміни струму I1. Навантаження утворює другий контур, в якому ЕРС е2 є джерелом енергії. При цьому, справедливі рівняння:

, (2.23)

де r2 - Омічний опір вторинної обмотки

х2 - Опір індуктивності розсіювання вторинної обмотки.

В цьому режимі трансформатор зручно представити еквівалентною схемою рис. 2.20

Малюнок 2.20 - Еквівалентна схема навантаженого трансформатора

Схема ріс.2.20 називається Т-образної схемою заміщення або наведеними трансформатором. Приведення вторинної обмотки до первинної виконується за умови рівності повних потужностей вторинних обмоток  , тобто  . тоді

 (2.24)

Токи і напруги наводяться через коефіцієнт трансформації, а опору - через квадрат коефіцієнта трансформації. Можна перерахувати вторинну ланцюг в первинну або навпаки.

Таке уявлення трансформатора дозволяє методами теорії ланцюгів розрахувати будь-яку, як завгодно складну схему з трансформаторами.

Режим короткого замикання (КЗ). Цей режим в експлуатаційних умовах є аварійним. Він потрібен тільки для експериментального визначення параметрів трансформатора. Вимірювання проводять в наступній послідовності. Вхідна напруга встановлюють рівним нулю. Замикають вихідні клеми (U2 = 0). Плавно піднімають вхідна напруга (U1) До тих пір, поки в обмотках не встановили номінальні струми. величина U1 = UКЗ називається напругою короткого замикання, є паспортної величиною трансформатора і становить 5 ... 10% від номінального U1ном. При цьому, струм холостого ходу I10 дуже малий у порівнянні з номінальним і їм можна знехтувати (вважати рівним нулю). Тоді еквівалентна схема трансформатора в режимі КЗ набирає вигляду рис.2.21

Малюнок 2.21 - Еквівалентна схема трансформатора в режимі КЗ

струм I10= 0, тому на малюнку гілка з індуктивністю L0 Відсутнє

 (2.25)

Результуючий опір є опір короткого замикання трансформатора. знаючи  можна знайти  і, отже, втрати потужності в обмотках трансформатора.

Сила, що намагнічує, що створює магнітний потік в сердечнику

і якщо I10 = 0, то  звідки знаходимо відношення витків, а значить і коефіцієнт трансформації

 (2.26)

Знак мінус говорить про те, що магнітні потоки Ф1 і Ф2 спрямовані назустріч і взаємно компенсуються.

Якщо трансформатор багатообмотувальних, як показано на рис 2.22а, то його схема заміщення має вигляд рис 2.22б.

Величина опору Z2 знаходиться як сума паразитних параметрів обмоток

(2.27)

Малюнок 2.22 - Схема заміщення трансформатора з двома

вторинними обмотками



Попередня   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   Наступна

коефіцієнт пульсацій | зовнішня характеристика | приклад 1.6.1 | приклад 1.6.3 | приклад 1.6.4 | приклад 1.6.5 | магнітні матеріали | Втрати в муздрамтеатрі | Основна формула трансформаторної ЕРС | управління индуктивностью |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати