Электромагнитные устройства и электрические машины. Электрические трансформаторы. Информационные электрические машины. Информационные микромашины и синхронные микродвигатели, страница 4

Вектор  опережает вектор основного магнитного потока на угол .

Из конца этого вектора параллельно вектору тока холостого хода отложим вектор  и далее, перпендикулярно ему вектор падения напряжения на сопротивлении рассеяния первичной обмотки . Результирующим вектором будет вектор напряжения  на первичной обмотке трансформатора.  Угол между вектором тока холостого хода и вектором напряжения на зажимах первичной обмотки обозначим как угол  .

Активная мощность трансформатора на холостом ходе равна

        (7)

Где  мощность рассеиваемая в магнитопроводе (в стали трансформатора),

 -потери мощности в меди первичной обмотки.  

Реактивная мощность  имеет две составляющие, первая идет на образование основного магнитного потока  а вторая на образование потока рассеяния первичной обмотки . Очевидно, что  . (8)

Вопросы для самоконтроля.

1.Как определяют параметры режима вторичной обмотки приведенного трансформатора? (1,2)

2. Как определяют параметры вторичной обмотки и нагрузки для приведенного трансформатора? (3)

3. Какие потери называют потерями в меди и как они рассчитываются? (4)

4. Какой элемент эквивалентной схемы трансформатора учитывает потери в стали? (5)

5. Как определяют величину угла магнитного запаздывания? (6)

6. Как определяют активную мощность трансформатора на холостом ходу? (7)

7. Какие две составляющие имеет реактивная мощность трансформатора на холостом ходу? (8)

Лекция 2. Характеристики трансформаторов. Специальные трансформаторы

§1 Характеристики трансформаторов.

П1 Характеристики холостого хода трансформатора

Характеристиками холостого хода называют зависимость тока и мощности на холостом ходу от напряжения на первичной обмотке трансформатора. (1)

При малых значениях напряжения ( до 0,2-0,3 U_Н) на первичной обмотке трансформатора, соответствующих не насыщенному  участку магнитной характеристики магнитопровода, и постоянству его магнитного сопротивления,  зависимость тока  холостого хода от напряжения носит линейный характер.  Далее до значений напряжения 0,8 U_Н  магнитное сопротивление и    ток  начинают расти быстрее, чем по линейному закону. При больших напряжениях , соответствующих  участку насыщения магнитной характеристики магнитное сопротивление сильно увеличивается вызывая пропорциональное увеличение тока холостого хода.    Зависимость мощности холостого хода от напряжения носит параболический характер, так как потери в стали и меди можно считать  зависящими от напряжения в квадрате. (2)

Рис 5. Характеристики холостого хода  трансформатора

П2 Работа трансформатора под нагрузкой(3)

Работу трансформатора под нагрузкой проанализируем с помощью векторной диаграммы ( рисунок 6 ).

Векторы основного магнитного потока, электродвижущих сил первичной и приведенной вторичной обмоток, тока холостого хода, его активной и реактивной составляющих построим также, как на векторной диаграмме для режима холостого хода.

Рис.6 Векторная диаграмма работы трансформатора под нагрузкой

Считая , что эквивалентный приемник подключенный ко вторичной обмотке  приведенного трансформатора описывается параметрами  x¹ и r¹ определим угол сдвига между векторами вторичного тока и основной ЭДС вторичной обмотки

 и отложим вектор вторичного тока  отстающим на этот угол от ЭДС  .  Так как   то приcтыкуем вектор   к началу вектора  . Результирующий вектор  cдвинут на угол  от вектора  вывернутого на 180 градусов вектора основной ЭДС первичной обмотки трансформатора. Пристыкуем к вектору  сонаправленный с вектором первичного тока вектор падения напряжения на  резистивном сопротивлении первичной обмотки  а к последнему ,  - вектор падения напряжения на сопротивлении рассеяния. Результирующим вектором будет вектор напряжения на первичной обмотке трансформатора, опережающий вектор первичного тока на угол  .

Вектор ЭДС вторичной обмотки является суммой трех векторов: сонаправленного с  вектором тока вторичной обмотки вектора падения напряжения на резисторе r_2,  перпендикулярного к ним вектора падения напряжения на сопротивлении рассеяния вторичной обмотки и вектора вторичного напряжения трансформатора.