Электротехника Касаткин (967630), страница 32
Текст из файла (страница 32)
(2.33) ] Так как ЭДС источника Е = (1г является заданной величиной, то по (93а) и (9,3в) 1,и,/! — 1гюг/! = 1 и',/1, = сопят. ср ср !х ср (9.4) Поделив почленно (9.36) на (9.3а), получим (уг/Й гсг/нр~ ггг ~ (9.5) — козгдфициенг трюис4орыации идеализированного однофазного трансформатора, а подставив комплексное значение магнитного потока Ф в магнитопроводе нз'(9.36) в (9.3а), получим (9,6) Фг Преобразуем выражение (9.6), умножив и разделив его правую часть на гсг/гсг г !и~'Ъ жг Ц ~г ~ ) 1г ~г/г (9.7) где дг = Аз(гс!/гсг)' = ~г/л (9.В) — комплексное сопротивление вторичной цепи, приведенное к первич- ной, или приведенное сопротивление; ° пг 1г = — 1г = яг ~1г Ю~ (9.9).
— комплексный ток вторичной цепи, приведенный к первичной цепи, нлн приведенный ток, Пользуясь понятнямн приведенных тока и сопротивления, представим уравнения (9.4) и (9.3) в следуюгцей форме: 1, 1'; =1; ~х' оси~ д исЯ Ц. / С-С С, !Д =( С,! =Ь ! ! гх !. г !х' ср (Я,(оа) (9306) аи Ф !1, = — (1г = (!г I яг, = 1 г 1г, жг (9.10в) где н ги дс5/! = Ь, — нндуктниьзсть первичной обмотки идеэлизи- 1 Г роваипого однофазного трансформатора; Уг -- комплексное напряжение вторичной цепи идеализированного одпофазного трансформатора, приведенное к первичной псин, нли приведенное напряжение, 202 Уравнениям (9.10) соответствует Х~-ч г- Гт — о схема замещений цепи, изображенная на рис.
9.6, на которой схема замеше- 10г Г и )Е, Е,' ~, ~лт ння идеализированного транс4юрма- 2ФЬ тора обведена штриховой ли- л иней. Рис. Ч.Ь Если относительная проницаемость материала магнитопргаода ц„- , то индуктивное сопротивление х становится бесконечно Гх1ль- ь| шнм, а ток намагничивания! = О. Ицьсализированный трансформатор !л с таким магннтопровоцом называется м)семьлым. Прн помои~и закого трансформатора можно реализовать передачу приемнику максимальной энергии.
Действительно, если приемник в цепи на рис. 126 подключен через идеальный транс4юрмазор с коэффициентом трансформации лз, =Ч/г/г„, то ушшвие (! .41) преобразуется в условие г„= г, которос будет выполняться при любых значениях сопротивлений г и н' При разомкнутой вторичной цени идеализированный оцпофазный трансформатор превращается в идеализированную катушку с магпн1опроводом. Следовательно, схема замещения ценагружешкно идеализированного однофазного транс~)клрматора совпадает со схемой замещения идеализированной катушки (рис. 8.2), если у катушки н первичной обмотки однофазного трансформатора оцинаковые числа витков н магнитопроводы кату~шси и трансформатора одинаковыс.
9.4. СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ И ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА ИДЕАЛИЗИРОВАННОГО ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА Рассмотрим теперь идеализированный однофазный трансформатор с магнитопроводом, вьшолнснпыл~ из ферромагнитного материала, у которого нужно учитывать гистерсзис (см. рис. 7.6, б) . При разомкнутой вторичной цепи схема замещения такого идеализированного однофазного трансформатора совпадает со схемой замещения идеализированной катушки, обведенной на рис. 8.7, б штриховой линией. Активная 8 и индуктивная Ь| проводимости идеализированной катушки определяются (см. 6 8З) после замены статической петли гистерезиса магнитопровода эквивалентным эллипсом (см.
рис. 8.6). Схема замещения нагруженного идеализированного оцнофазного трансформатора приведена на рис. 9.7 и обведена штриховой линией, а приведенная вторичная цепь та же, что и у рассмотренрой выше упрощенной схемы замещения идеализированного одпофазного трансформатора (см. рис. 9,6) . Параметры элементов схемы замещения я и Ь идеализированного трансформатора прп учете цнпамичсской петли гистерсзиса магнито- 203 провода зависят от частоты тока, Действительно, площадь динамической петли гистерезиса магнитопровода зависит от частоты намагничивающе. го тока (см, 5 8.4).
Следовательно, и параметры эквивалентного эллипса, определяющие параметры схемы замещения идеализированного однофазного трансформатора, также зависят от частоты намагничиваю. щего тока. На рис. 9.8 приведена векторная диаграмма идеализированного однофазного нагруженного трансформатора. Начальная фаза, равная нулю, выбрана у вектора магнитного потока Ф в магннтопроводе.
Вектор тока намагничивания У опережает вектор магнитного'потока Ф на гх угол потерь 6 так же, как и вектор тока ! на некторной диаграмме катушки (рнс. 8.8) . Векторы ЭДС Е~ и Ет, индуктируемых в первичной и вторичной обмотках идеализированного трансформатора, как следует из (9,1), отстают по фазе от вектора магнитного потока на угол я(2.
Длины векторов напряжений между выводами первичной Рвк 9.7 2та. Рис. 9.а тое обмотки ()1 н вторичной обмотки Уа равны соответственно длинам векторов ЭДС Е, и Е,, но, как следует из (9.3), векторы напряжений опережают по фазе вектор Ф на угол я12. При заданном комплексном сопротивлении нагрузки идеализированного трансформатора Лт =г Ест по закону Ома определяется ток во вторичной обмотке 1т = Ут/Уа (на диаграмме построен ток 1а при р > О, т.
е. при индуктивном характере нагрузки) и ток в первичной обмотке 1, =1т+ 1 = (аст1'и,) 1з + 1 вл. твлвнвния, схима злмвщпния и впктогнан дилгвамма вплпьного одноэазного твансвовматовл Ц= Е г 1 1х 12= Е г 12, аз з раса 'т -сет (9.11а) (9.! 1б) где Л~е, =г, + 1х а„и Л ч г +1х — комплексные сопРотнвления, учитывающие активное сопротивление обмоток и индуктивности рассеяния. На рис.
9.10 приведена векторная диаграмма реального однофазного трансфорыатора. Ее построение аналогично построению диаграммы идеализированного трансформатора (рнс, 9.8) . '! 19 се гг 1а аса г — —— Рас, 9.9 тот Составим теперь схему замещения реального однофазного трансформатора (рис. 9.4, б), в который идеализированный однофазный трансформатор входит как составная часть. Схелю замещения реального однофазного трансформатора показана на рнс. 9.9, где х = соА н г — индуктивное сопротивление Раса раса а~ рассеяния и активное сопротивление витков первичной обмотки; х асз =асс асз ьат асз(на1юг) и г'т =газ(ю11мт) — приведенные индуктивное сопротивление рассеяния и активное сопротивление витков вторичной обмотки.
Схема замещения идеализированного одпофазного трансформатора вьщелена на рис. 9.9 штриховой линией. Схеме замещения реального однофазного трансформатора соответствуют уравнения, составленные по второму закону Кирхгофа: Рее /траст 1 Рхс. 9.10 иг 1Ы1/ = Ег/Е~ 1 лг (9.12) Следует также отметить, что намагничивающий ток в реальном трансформаторе зависит от его нагрузки, т. е. от тока 1г. Это объясняется тем, что при изменении нагрузки изменяются ток в первичной обмотке н ее полное внутреннее падение напряжения г 0,1, . Ошгако в большиноб1 стве случаев падение напряжения г 0,11 много меньше напряжения об1 питающей сети Ц и можно считать, что намагничиваюший ток равен току холостого хода трансформатора 1,„при 1г = О.
20б Из уравнений реальн<1го однофазного трансформатора и его вектор. ной диаграммы следует, что отношение действующих значений напря. жений между выводами вторичной обмотки и между выводами первичной обмотки не совпадает с отношением действующих значений ЭДС, индуктированных в этих обмотках магнитным потоком чг в магнитопроводе. Действуюшне значения напряжений г,1, н г .21г об1 об2 называются полными внутренними падениями налряагений на первичной и вторичной обмотках трансформатора. Следует иметь в виду, что приведенная векторная диаграмма правильно показывает лишь качественные соотношения между величинами.
Практически в большинстве случаев треугольники внутреннего падения чапряжения малы, т.е. У- 1 - Е~ и У -Ег, и можно считать, что г Различают несколько режимов работы трансформатора, имеющего НОМИНаЛЬНув ПОЛНУЮ МОШНОСтЬ ЕНОМ мЕ,НОМ м Ь1,НМН), 1) номинальный режим, т. е. режим при номинальных значениях напряжения Ц = О1 н,м и тока 1, =. У, „первичной обмотки трансформатора; 2) рабочий режим, при котором напряжение первичной обмотки близко к номинальному значению нли равно ему: У, У,н нн, а ток 11 ен своего номи а1ы!Ого значения (!Нем или равен ему и опрделяется нагрузкой трансформатора, т.
е. током 12; 3) режим холостого хода, т. е, режим ненагруженного трансформатора, прн котором цепь вторичной обмотки разомкнута (12 = О) илн подключена к приемнику с очень бояьшим сопротивлением нагрузки (например, к вольтметру): 4) режим короткого замыкания трансформатора, при котором его вторичная обмотка коротко замкнута Щ = О) или подключена к приемнику с очень малым сопротивлением нагрузки (например„к амперметру), режимы холостого хода н короткого замыкания специаль!в созда. ются при испытании трансформатора. В.В. РЕЖИМ ХОЛОСТОГО ХОДА ТРАНСФОРМАТОРА В режиме холостого хода (рис. 9.11) трансформатор по существу превращается в катушку с мап1итопроводом, к обмотке которой с числом витков и, подключен источник синусоидального напряжения.
Поэтому векторная диаграмма трансформатора при холостом ходе (рис. 9.13) подобна векторной диаграмме катушки с магнитонронодом (рнс, 8.8), а отличается от последней лишь некоторыми обозначениями .и дополнительно построенным вектором ЭДЕ вторичной об. мотки Е 'тх' Опытом холоспэго тода наэьшается испытание трансформатора при разомкнутой цепи вторичной обмотки и номинальном первичном напряжении У = О . На основании этого опьпа по показаниям 1х 1ном' изьюрительных приборов определяют коэффициент трансформации и мощность потерь в мэгнитопроводе трансформатора, Опыт холостого хода является одним из двух обязательных контрольных опытов прн заводском испьпаннн готового трансформатора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
