ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА
Переменное напряжение u1, подведенное к первичной обмотке трансформатора, вызывают в ней ток i1, который возбуждает в сердечнике, являющемся магнитопроводом, переменный магнитный поток Ф. Часть потока замыкается вокруг первичной обмотки по сердечнику и по воздуху, образуя поле рассеяния.
Основной магнитный поток Ф наводит в обмотках э.д.с.
(4.3)
Э.д.с. e2 имеет такое же направление по отношению к началу вторичной обмотки, как в э.д.с. e1 по отношению к первичной обмотке (на рис. 4.1 начала обмоток обозначены точками).
Для гармонически изменяющегося магнитного потока
Ф = Фm sin wt (4.4)
где Ф и Фт - мгновенное и амплитудное значения потока.
С учетом выражения магнитного потока формулы (4.3) примут следующий вид:
e1 = w1 w Фm sin (wt - p/2) = m1 sin (wt - p/2);
e2 = w2 w Фm sin (wt - p/2) = m2 sin (wt - p/2); (4.5)
где E m1 = w1 w Фm; E m2 = w2 w Фm.
Действующие значения первичной и вторичной э.д.с.
(4.6)
Отношение э.д.с. первичной обмотки к э.д.с. вторичной обмотки, равное отношению чисел витков этих обмоток, называется коэффициентом трансформации трансформатора
(4.7)
Таким образом, для повышения напряжения генератора необходимо выполнить условие w2 > w1. Трансформатор с таким соотношением витков называют повышающим. Если трансформатор понижающий, то для него w1 > w2.
|
|
|
ПОТЕРИ МОЩНОСТИ И КПД ТРАНСФОРМАТОРОВ
При трансформации электрической энергии в трансформаторе возникают потери мощности
DP = P1 – P2, (4.8)
где Р1 = U1 I1 cosj1 - мощность, подводимая к трансформатору;
Р2 = U2 I2 cos j2
Потерь мощности состоят из потерь в стальном сердечнике Рст и потерь на нагрев обмоток Рм. Последние является переменными потерями, поскольку зависят от нагрузки, и определяются:
Pм= Рм1 + Рм2 = R1 I2 + R2 I2, (4.9)
где R1 и R2 активные сопротивления первичной и вторичной обмоток трансформатора.
КПД трансформатора
(4.10)
и составляет для мощных трансформаторов 98 - 99%.
РЕЖИМ ХОЛОСТОГО ХОДА ТРАНСФОРМАТОРА
Это такой режим при котором к первичной обмотке трансформатора подведено напряжение сети, а вторичная обмотка разомкнута.
Поскольку вторичная обмотка разомкнута, то ток в ней отсутствует. Ток первичной обмотки будет равен току холостого хода I1 = I0 , которые составляет 2 - 10% от номинального тока первичной обмотки для силовых трансформаторов. Причем, чем больше мощность трансформатора, ток меньше ток холостого тока.
Вследствие малости тока I1 можно считать, что
|
|
|
U1 » E1 (4.11)
Учтивая, что в режиме холостого хода U20 = Е2 коэффициент трансформации трансформатора можно определить как
(4.12)
Определив потери на нагрей первичной обмотки по формуле
Pм1 = I2o1 R1, (4.13)
можно найти потери в стали сердечника
Рст = Р1 – Рм1 (4.14)
При проведении опыта холостого хода к первичной обмотке подводят напряжение, которое постепенно повышают от 0 до I, I Uн1 При этом снимают показания приборов, а затем строят характеристики холостого хода, представляющие собой зависимости тока I0 мощности Р0 и коэффициента мощности cos j от напряжения U1 Построенные характеристики используются для определения значения тока I0 и мощности Р0 соответствующих номинальному напряжению U1H.
РЕЖИМ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Различают короткое замыкание трансформатора в условиях эксплуатации и сопровождающиеся всплесками тока или разрушением обмоток трансформатора, и опыт короткого замыкания, проводимый для определения параметров короткого замыкания.
При опыте короткого замыкания вторичную обмотку трансформатора замыкают накоротко, а к первичной обмотке подводят пониженное напряжение, повышая его от нуля до некоторого значения UK , при котором токи короткого замыкания равны номинальным токам. В этом случае снимают показания приборов и строят характеристики короткого замыкания:
|
|
|
I1K = f (UK), cos jK = f (UK), PK = f (UK).
Где I1K ток короткого замыкания в первичной обмотке трансформатора;
Рк - мощность потерь короткого замыкания при номинальных токах в обмоткам.
Напряжение короткого замыкания UK обычно выражается в процентах от номинального напряжения первичной обмотки U1H
(4.15)
и составляет 2 ¸ 8 % от U1H.
На рис. 4.3 приведена упрощенная схема замещения трансформатора i режиме короткого замыкания. Величины сопротивлений RK
Рис. 4.3. Схема замещения трансформатора при коротком замыкания
ХK, ZK называют параметрами короткого замыкания. Их значения определяют из опыта короткого замыкания, При номинальных токах в обмотках измеряют ток I1K, напряжение UK и мощность РK и рассчитывают значения
(4.16)
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 374; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!