Эквивалентная схема замещения трансформатора

Развязка осуществляется через магнитный поток, циркулирующий в сердечнике. Уходим от уравнения по закону полного тока.

Задача. Свести задачу расчёта токов и напряжений в трансформаторе к обычному расчёту электрических цепей на переменном синусоидальном токе.

Допущения.

1. Выравниваем ЭДС первой и второй обмоток

k - коэффициент трансформации

2. Оставляем мощности, передаваемые обмоткой W₂ равными:

3. Оставляем мощности во вторичной обмотке у R₂ и X_L₂ неизменными после нормальных значений:

4. Объединяем точки a и c, и точки b и d на рисунке 11 и изменяем направление ЭДС Е₂’’ и тока I₂’’ на противоположные:

Рисунок 13. Эквивалентная схема замещения трансформатора с нагрузкой

Приведённая эквивалентная схема замещения трансформатора

Изменено:

1. В «к» раз ток I₂, ЭДС Е₂ и напряжения на элементах X_L₂, R₂ и Zн.

2. Направления тока I₂, ЭДС Е₂ и напряжения на элементах вторичной обмотки трансформатора (по сравнению с реальными направлениями).

Тогда уравнения по законам Кирхгофа для приведённой схемы замещения трансформатора будут иметь вид:

Векторная диаграмма для приведённого трансформатора

Рисунок 14. Векторная диаграмма для приведённого трансформатора

1. Нет потенциальной развязки между вторичной и первичной цепи

2. Направление токов такое как обычно: I1=I0+I2

3. Фазовые сдвиги (углы сдвигов фаз между токами и напряжениям) на 180 градусов отличаются от реальной схемы

4. В коэффициент трансформации раз изменены по модулю.

Упрощенная схема замещения трансформатора

Рисунок 15. Упрощенная схема замещения трансформатора с нагрузкой

Эквивалентная схема замещения цепи намагничивания - Zμ:

Рисунок 16. Эквивалентная схема замещения цепи намагничивания - Zμ

Если петля гистерезиса существует и у неё есть площадь, то в сердечнике есть активные потери. Тогда в эквивалентной схеме присутствует активное сопротивление Rμ (рис. 16) и отображает потери энергии в стали сердечника.

Рисунок 17. Эквивалентная схема замещения цепи намагничивания - Zμ

Если петля гистерезиса вырождается в линию (площади нет) – то активных потерь мощности в сердечнике нет и сопротивление равно бесконечности. Тогда это просто Lμ – индуктивность намагничивания (рис.17).

Lμ – это ЭДС e₁, наведенное на витках первичной обмотки трансформатора от основно потока в сердечнике трансформатора. Его заменяем либо как ЭДС, либо как индуктивность намагничивания. Индуктивность получается очень большая, и она определяет то, что обмотка трансформатора намотана на сердечник. Если индуктивность рассеяния очень малы (X_L₁, X_L₂), то Lμ большая, ток цепи намагничивания мал и его исключают из схем. Получается одноконтурная упрощённая схема.

Рисунок 18. Одноконтурная упрощённая схема замещения трансформатора с нагрузкой

На данной схеме токи первичной и вторичной цепи практически равны, изменение тока вторичной обмотки приводит к равнозначному увеличению току первичной обмотки. Потоки компенсируются.

Если пренебречь потерями в сопротивлениях и индуктивностях рассеяния, то можно сказать, что в трансформаторе напряжение, приложенное ко входу, равно напряжению, приложенному к нагрузке.

Следовательно, трансформатор на выходе является идеальным источником ЭДС, только изменённым в коэффициент трансформации раз величиной напряжения по отношению ко входу, если пренебрегли паразитными элементами.

Дата добавления: 2023-01-08; просмотров: 27; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!