Трансформатори. Призначення і будова трансформатора. Принцип дії трансформатора. Рівняння напруг і струмів в обмотках трансформатора, страница 4

Оскільки співвідношення струмів (9.17) і напруг (9.10) первин­ної і вторинної обмоток підпорядковано коефіцієнту трансформа­ції, то приблизно можна вважати, що між струмом вторинної обмотки І2 і внутрішнім спадом напруги UK такий же фазовий зсув, як між I і Uк. Це показано на векторній діаграмі вторинних величин (див. рис. 9.9), де струм І2 і напруга Ц2 побудовані під кутом фн, який зумовлює навантаження ZH трансформатора (див. рис. 9.2), а напруга НХ визначена підсумовуванням U20 =U2 +UK.

Зміна діючого значення вторинної напруги AU2 на рис. 9.9 приблизно відповідає ділянці cb. Із трикутника cbd, в якому кут α отримаємо ΔU2 = U'K соs(φк -φ„). З урахуванням пропо­рційності первинних і вто­ринних величин (9.10) та (9.17) можна вважати, що Uк має таку ж долю від U20, як і UlK від U1ном, тому замість ZIK можна використовувати відсотковий вираз ик.

Рис. 9.9

Виходячи із цих обставин, на практиці використовують при­близну формулу напруги на затискачах вторинної обмотки

де враховано, що спад напруги всередині трансформатора про­порційний струмові навантаження (останній подається вира­зом у безрозмірній формі через коефіцієнт струму наванта­ження

що вже згадувався).

8. Залежність ККД трансформатора від коефіцієнта струму навантаження

Вихідний вираз ККД (9.31) з урахуванням (9.23)

перетворимо до вигляду, придатного для використання паспорт­них даних трансформатора.

Корисна потужність, що віддається навантаженню за (9.22)

де враховано, що на вихідних затискачах напруга мало залежить від навантаження і U2~U2ном; струм I2 =р/2ном номінальна повна потужність за (9.30) Sном = U2номI2ном. Втрати потужності (9.24)

де враховані вирази магнітних і електричних втрат потужності, подані в (9.27), (9.33) і (9.35).

Таким чином, із (9.37), з урахуванням (9.38) і (9.39), отримаємо загальну залежність ККД від коефіцієнта струму навантаження Р

Для того, щоб визначити значення Рптах, при якому ККД досягає максимуму, треба із цього виразу отримати 0. Розв'язання отриманого рівняння відносно Р дає результат, тобто ККД є максимальним тоді, коли магнітні втрати в сталі Р0 (постійні) дорівню­ють електричним втратам потужності в обмотках РmахРк (змінним).

Література

1. Овчаров В.В. Теоретичні основи електротехніки К.: Урожай, 1993 р.

2. Иванов И.И. Равдоник  В.С. Электротехника. Учебное пособие для неэлектрических специальностей вузов. - М.: Высшая школа . 1984. - 375 с.

3. Клауснитцер  Г. Введение в электротехнику. Пер. нем. - М: Энергоатомиздат. 1985. - 480 с.

4. Яцкевич В.В. Электротехика. Учебное пособие.- Минск: Урожай. 981.-183 с.

5. Богуславский В.А., Калымаков В.И., Деметицкая Т.Д. Методические указания к лабораторным работам по теоретическим основам электротехники. Раздел “Электрические цепи постоянного тока” - часть., Харьков, ХАДИ, 1991. - 24 с.

6. Прищеп В.Г. Электротехніка. Методические указания по изучению дисциплины и задание для контрольной работы студентам - заочникам сельскохозяйственных вузов по специальности 1509 - “Механизация сельского хозяйства”. - М.: ВСХИЗО. 1987. 37 с.

7. Общая электротехника с основами электроники. Учебник для техникумов / В.А. Гаврилюк, Б.С. Гершунский, А.В. Ковальчук, Ю.А. Куницкий, А.Г. Шаповаленко – Киев: Вища школа. Головное издательство. 1980. – 480 с.

8. Л.А. Бессонов. Теоретические основы электротехники. Издание четвертое. Москва: Высшая школа. 1964. – 750 с.

9. Электротехніка. Учебник для неэлектрических специальностей. Под ред. В.Г. Герасимова - М.: Высшая школа, 1985. - 480 с.

10. Борисов Ю.М. и др. Электротехника. Учебник для вузов - М.: Энергоатомиздат. 1985. - 522 с.

11. О.М. Кобяков, М.М. Ляпа, В.М. Лисенко, В.І. Грабчак, В.В. Гриненко: Аналогова схемотехніка Навчальний посібник. – Суми. Видавництво Сум.ДУ, 2007. – 209 с.

12. Братущак М.П. Методичні вказівки по виконанню контрольної роботи з “Електротехніки”. Суми, 1997 рік.