Рабочий режим трансформатора

Рабочий режим трансформатора

Схема трансформатора в рабочем режиме представлена рисунке 2.4.

В рабочем режиме ток первичной обмотки  создает магнитный поток , который индуцирует ЭДС в первичной  и вторичной  обмотках. ЭДС   вызывает ток  во вторичной обмотке, который , в свою очередь, создает магнитный поток в сердечнике и поток рассеяния . Магнитный поток направлен встречно магнитному потоку .

Уравнение первичной обмотки имеет вид:

,                                              (2.16)

где  – ток в первичной обмотке.

В рабочем режиме выполняются соотношения

              .                                   (2.17)

Рекомендуемые материалы

Из последнего соотношения следует, что если входное напряжение  не изменяется, то и не изменяются ЭДС и магнитный поток , т. е. магнитный поток в сердечнике  и не зависит от токов в первичной и вторичной обмотках.

Напряженность магнитного поля в сердечнике описывается выражением

,                                                    (2.18)

где – токи первичной и вторичной обмоток,

       – число витков в первичной и вторичной обмотках,

      – средняя длина магнитной линии сердечника трансформатора.

В режиме холостого хода напряженность магнитного поля

.                                               (2.19)

Отсюда

      ,       .                                      (2.20)

Это равенство поддерживается в трансформаторе с погрешностью в несколько процентов при изменении тока нагрузки   от нуля  до номинального значения.

Векторная диаграмма, иллюстрирующая соотношение (2.20), представлена на рисунке 2.5.

Уравнение равновесия для вторичной обмотки:

,                                                     (2.21)

I₂ – ток вторичной обмотки

 – активная и реактивная составляющие сопротивления вторичной обмотки.

Расчет трансформаторных цепей осуществляется графоаналитическим способом: путем составления векторных диаграмм и эквивалентных схем замещения.

Чтобы исключить анализ магнитных процессов, осуществляется операция приведения: реальную обмотку  заменяют фиктивной обмоткой (), а все параметры вторичной обмотки перечитывают в фиктивную вторичную обмотку так, чтобы мощности на этих обмотках, потери и фазовые сдвиги были одинаковы.

,                                                    (2.22)

где ­ – ЭДС в приведенной обмотке,

      – коэффициент трансформации.

Аналогично получаем

            .                                                     (2.23)

Мощности в исходной и приведенной обмотках должны быть одинаковы

                                  ,

где  – токи исходной и приведенной обмотках.

Отсюда

 .                                         (2.24)

Потери  активной и реактивной мощностей в исходной и приведенной обмотках также должны быть одинаковы:

,             .                    (2.25)

Отсюда

, .   (2.26)

Сопротивление нагрузки и приведенное сопротивление нагрузки связаны соотношением  .

При выполнении этих условий первичную и приведенную обмотки можно электрически соединить ( рисунок 2.6).

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - 18.1 Внешняя политика СССР и международные отношения в 1930-е гг.

Уравнения равновесия для первичной и вторичной обмотки:

  .                                  (2.27)

Векторная диаграмма работы трансформатора при индуктивной нагрузке: