Методичка по Электротехнике № 1596 (984754)
Текст из файла
Основные теоретические положения Устройство трансформатора а) б) Рнс 1 -2- Анаров А.Б., Коробченко В.П. Крашенинников А.В,, Крещенко М.А., Макаров А.К., Петлепко Б.И., Прохоров В.А., Пучинский В.Н. Лабораторный практикум по курсу «Электротехника и электроника» по разделам «Электрические машины и трансформаторы». /Под редакцией д.т.н., проф., Пет- ленко Б.И./. стр.-в9 В практикум включены описание лабораторных работ курса «Электротехника и электроника» по разделам «Электрические машины и трансформаторьох Выполнение лабораторных работ осуществляется на типовых стендах ЭВ-4.
Московский Государственный техническнГг университет "МАМИ" Лабораторная работа № 7 Исследование однофазного трансформатора Ы б ' 0 довать основные характеристики, определи~ь парамезры схемы замещения однофазного трансформатора. Трансформатором называют электромагнитное статическое устройство, служащее для преобразования (трансформации) уровней переменных напряжений и токов при неизменной частоте.
По количеству фаз преобразования трансформаторы так же, как и электрические цепи, могут быть аднофазнымн н многафазнымн (нацрил~ер, трехфазнымн). Конструктивно трансформатор состоит из обл~оток и сердечника (магнитопровода), на котором распады лютея обмотки. ' Для усиления магнитной связи между обмотками магиитопровод выполняется из ферромагнитного материала. Для снижения потерь энергии, подводимой к трансформатору, сердечник выполняется: во-первых, из магнито-мягкого материала, т.е.
материала, имеюгдего узкую петлю гистерезиса (для снижения потерь энергии па гистерезис) и, во-вторых, шихтова|щым, те. не монолитным, из отлельных изолированных листов (пластин) электротехнической стали (для снижения потерь энергии на вихревые токи). Обмотка с числом витков оэг, к которой подводится напряжение ип называется первичной, а обмотка с числом витков гоп к которой подключается на рузка ( или с которой «снимаетсяв электрическая энергия нужных параметров Лл !з ) называется вторичной. Вторичных обмоток может быть несколько. Исходя из расположения обмолвок иа магнитопроводе, различают два типа конструкций трансформаторов.
стержневого типа (рис.1, а), броневого типа (рис. 1, 6). Припшш действия трансформатора Иу В выражениях (!) 1ср Рис. 3 Рис 2 С~емы замешеиия трансформатора с1 1у с!Фц 111=1!'11>+1д! д~ + и! ~~~ с! 12 с(Ф„ 112=-12'Вг- 1дг д — иг 112 .у (127> .М ! )Рипцип действия траисформагора осиоваи иа явлениях само- и взаплюш>дукции, количествеииая опеика которых устанавливается законом элек>ром агни гной иидукш>и Согласно закону элехтромагиитиой иидукции, перемепиые л>агиптпые потоки Фду, Фдг, Фц результируюшего магнитного полн, создаииого токами уу и 1г (см, рис.2), наведут в обмотках Иу и Игэ де Е! и Е>(рис.2) с(>1уг с1 1иг.~Фдг +Фц7 7 сИ'ю! с(Фц — — — =- — -и! =еэ,+ем!, '(!) сгц сгс; с(ц с(~ с1 Гау!'(Фа! +Фц77 с(>)у,г сап е— — -Иг' — =Ееа+Еуаг .
с1ц с1С Фра Фд> — магцитпые потоки рассеяиия обмоток И! и иг, соотве>отвеина, Фц - ос>ювиой мании.иый поток, проходяшвй по мапштопроводу— поток взаимен>иукшш между обмотками; >гц ---ау 'Фду, >)гдг=иг'Фдг — потокосцеплеиия рассеяния обмоток и! ду'= ! и Иг, еду =-с1>1>ду/с1ь, едг =-сЗЧг дг/сМЙ - ад с. самоиидукции, паве- д«ииые потоками рассеяиия Фду, Фдг в обмотках И! и Иг, соотвегс>наина; 1Ф с1Ф.ц с, =-И ' ' ЕЛ =.-уцг' — ' -Эде,, ИаВЕдЕИИЫЕ ВабыатКан с(С ' "г с1С уп! и и основным магиитпым потоком Фц.
поскольку Фц в общем случае апределяегсн результируюшим мапштиым попел>, созданным токами 1! и 1, Ецу и Е>а иазыва>ат траисфарматориыми эд с., ие уточняя, каю>е это э д с . самоиидукции или взаимоиидукции. Опюп>еиие ец, и! сгФ„/сгц и, и > а и с Ф / пазывакл коэффипиеитом трансформации Отме>им, по полок Фц иелииейио связан с токами уу и 1>, из-за иелииеипасги кривой В .= 1(Я7 иамап>ичиваиин сердечиика (см рис 3) П Ф ° Ф можно считать линейными фуикциями от Патоки >а и ь2 соатветствуюших токов уу и 1, поскольку магнитные сопротивления дациых пашков будут в основном определяться линейными магиитиыми сопразивлеиинми вошушиых участков (с уу — ),) эт> ут ( р >х п ей уел> ис.
2), ие зависяшпх от величии заков 1! и 1>. Исходя из сказанного, потокосцеплеиия 'рх! и >уу лг мажиа определить в виде следу>оших равенств: 'Ь1=1.д!' 11> ~'дг=1.дг' 12>' (3) где Ед! > Едг — ипдукги власти рассенпия обмоток иу и и >, соответствеиио [7.д! > Едг определяются конструктивными парамеитами трансформатора и пе зависят от токов 1! и 12, т.е. являются постоянными вел и чипами). Согласно второму закону Кирхгофа и закону Ома лля магниткой цепи установившееся электромагнитное сосгаяиие трансформатора описывается следующими уравнениями Уг 1!' иу+ 12' иг Ф (5) д и 1ер/(,иа' э7 гдето! и Яг- активные сопротивлеиия обмоток И! и Ид соответственно, й.
= 1!' иу+ 1г' иг магиитадвижушая (м.д.с.) сила трансформатора; е =1с /()уа э7-магиитиое сопротивлеиие сердечника патоку Фи, р ср !., з, ууа -параметры сердечника — средняя длина, плошадь поперечного сечения, абсолюп>ая магиитиая проиицаемость сердечника, соответствеиио (рис. 2) Уравиеиия (4) с учетом (5) являются иелииейиыми, из-за иелииейиой зависимости е = 1 7)уа 1Н71. Следовательно, если даже основной поток р Фц, а значит и магнитная иидукция В в сердечиике будут измеияться по закону синуса: вд г! = гвэлцг ' Ял го С, В = Фн/Я = В ' д!л гц С, (6) токи г! и !л а влачит и папрнженносгь Н магнитного поля будуг изменяться уже не по синусоилальному закону, т.е.
будут иесицусоилальиыми С целью упрощения ацалгяа уравнений (4) песинусонлальлые токи !! н Н вЂ” П,„д!л ( го Е+г) ), (7) 1! = 1 „,г' яв 1г В С + Ж! ), г! = 1 мг яд ( И ~ +%я), (8) глс !5 = Чгэ! -Чгл — угол слвига фаз между фазами Н и В, определяющий озщаваиис во времеви В от Н Заметим, что выражения (6), (7) определяют параметрические уравнения эллипса (рис 4), которых! заменяется (эквивалелтируется) ре;щьиая кривая намап!ичиваиия В = -~(Н) (рис 3) Следова!ельно, величина угла д является такэхе ищшлгетрам, определяющим потери мощности а серлечнике.
Из звкоца полного тока вытекает соотношение, которое в комплексной форме имеет вид Н !яр= 1 м! И7+ 1мз Ид= В! (1гп! 1 г д! В! 1!пл ( ) где Н .—. Н,„е . — комщшксиая амплитуда напряженности магнитного )д поля в сердечнике; 1м! = 1„,! ' еэ, 1вг! = 1„ьг ' ед - комплексные амплитуды токов г!,17, в 1 вы = (шали!) 1мд -комплексная амплитуда йасччст!!о!о тока ! з, !!розека!оцгсго во вторичной условной обмотке, имеющей числа витков В1, т с. лриведепцой к числу витков первичной; 1мл=!щ,' Е комплекснаЯ амплитУда йасчетиого тока !л, опРедегд лающего магнитное состояние серде шика Хаким образом, в рамках метода эквивалентных синусоид, суть которо! о повсияется формулами (6) и (7), уравнения (4), (5) перепишутся в виде 17! = д! '( Я! +1чхдь) - Й,гг,' 1эг! 1д.('В! +1чХьз) ь Ец 1)д= 1д'~н( 1л= 1!+1 г', г упц! 1глл в! ~р (10) !ря ' ,д, .
†! где Ец! = 4,44'ИД'Ф ц'е, Еггд = 4,44'гцз'1'ч гцц'е — комплекс. цые дсйсгву!ощие значения трансформаторных э.д с Ец! и Ев, г, напряженность мапппкого поля в сердечнике заменяют эквнвалептныл!и сииусоидальными (для краткости эквивалентные ьчи!усоидалыгг!е 1г, дз, П обозначаются так же, как и несилусоилальныс 1г, 1т, Н) ХС! = И'х.д! Хдз = И'ядд ИидуКГИВИЫЕ СсцрцтИВЛЕНЛя раССЕялия обмоток и! и из; /ви Хг! = Хц ' с - КОмплексное сопротивление нагрузки; уд Х = Лл' Е - КОМПЛЕКСНОЕ СОЛРОтИВЛЕИИЕ СЕРЛЕЧПИКа МатллтИОМУ потоку Фц, колшлексиая амплитуда которого 'л Ф,— Ф,ш!. Ед = Ф, „. Приведем вторичную обмотку трансформатора к числу в!яков лервичиой обмотки. Для этого второе уравнеиие (1О) умиожг!м иа я = = в!/из и введем обо!па шиия г, з Х'д! = р! 'Хя., В 'г = П Яз, г '7! = В Хгг, 11' = яд Фд, Е'м =..Ец —.Ец, (12) Введем также комплексное напряжение !7!!, ксмг!енеируюцГсе трансформаторпую з.д с Ец!.
1/м=-е„„=4,44- в, еу =1 р'(в вз!. — е" Р Р =1.я„, л 1 '13) 2 э(яд - д) 1р, ГДЕ Ля=в 'И ! Ял ' Е Я Ц'Е "- КОМПЛСКЩ!ОЕ СОПРОтИВЛЕ- ние взаимной индукции привелеииого трапсфарматора, модуль и аргумент которого 2 яд!=и 'и г/2р, (в!!=90 — гэ У реального трансформатора, т.е. трансфорь!атора, цмеюиаего потери мощности на гистерезис и вихревые токи, л м имеет как мнил!ую составляющую Хм, определяющую магпитиую, связь обмоток, так и вещественную составляющую Вц, характеризую!цую потери мощности в сердечнике; на самом леле гм= гз! е дйц= я„(51рг 45+1чеод )) =- кц+1хц. (14) С учетом (12), (13), (14) уравнения (1О) приводим к виду: 01=1,.(В, +1хл!)-Е„„; ь) ! = -1 г '(В ! + /чх дд) + Е цг (15) 1/'г = 1'! ' л 'и,' 1р= 1! + 1'; где Еяг! =Ел! = -г)яг= 1р хц= 1и (В и +1х ц). Формула (11) определяет схему замещения магнитной пепи, уравнения (15) — схему замещения электрической цели трансформатора Данные схемы приведены иа рис.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
