Приведенный трансформатор. Работа трансформатора под нагрузкой. Основные уравнения, векторные диаграммы.

Параметры вторичной обмотки трансформатора сильно отличаются от параметров первичной обмотки трансформатора. Чем больше коэффициент трансформации, тем больше это отличие. Это затрудняет расчеты и построение векторных диаграмм. Эти затруднения устраняются приведением всех параметров трансформатора к одинаковому числу витков, к числу витков первичной обмотки. С этой целью все величины, характеризующие вторичную цепь трансформатора, - ЭДС, напряжение, ток и сопротивления – пересчитывают на число витков первичной обмотки. Для такого трансформатора К=1=w₁\w`₂. Такой трансформатор называют приведенным. Однако все мощности и фазовые сдвиги вторичной обмотки не должны измениться. Получим

С помощью данных выражений получим основные уравнения трансформатора:

r₁ – активное сопротивление первичной обмотки;

хσ1 – индуктивное сопротивление рассеяния первичной обмотки;

- ток, протекающий в первичной обмотке;

- напряжение первичной обмотки;

r'₂ – приведенное активное сопротивление вторичной обмотки;

х'σ2 – приведенное индуктивное сопротивление рассеяния вторичной обмотки;

- приведенный ток вторичной обмотки;

- ЭДС первичной обмотки;

- приведенная ЭДС вторичной обмотки.

 

 

 

Электрическая схема замещения трансформатора. Определение параметров схемы замещения из опытов хх и кз.

ХХ – режим работы трансформатора при разомкнутой вторичной обмотке (Zнг = беск, I2 = 0)

Электрическая схема	Схема замещения

Элементы в схеме замещения:

r₁ – активное сопротивление первичной обмотки;

хσ1 – индуктивное сопротивление рассеяния первичной обмотки;

- ток, протекающий в первичной обмотке.

- напряжение питания;

r'₂ – приведенное активное сопротивление вторичной обмотки;

х'_σ2 – приведенное индуктивное сопротивление рассеяния вторичной обмотки;

- ток ветви намагничивания трансформатора (ток ХХ).

- приведенное напряжение на зажимах вторичной обмотки;

r_М – активное сопротивление ветви намагничивания;

х_М – индуктивное ветви намагничивания;

вторичное напряжение U2 = 0

По результатам опыта определяют зависимости I_X, P_X, cosφ_X=f(U_1X). По ним определяем коэффициент трансформации, активное и индуктивное сопротивления первичной обмотки, а также ее полное сопротивление.

IX=f(U1X): Характер кривой тока определяется его реактивной составляющей., создающей основной магнитный поток в трансформаторе. Активная составляющая на ХХ невелика. При напряжении UX значительно меньше номинального магнитная система трансформатора ненасыщенна и зависимость прямолинейна. ПО мере насыщения магнитной системы реактивная составляющая тока растёт быстрее и характеристика отгибается вверх. РX=f(U1X): Мощность, потребляемая трансформатором на ХХ идет на покрытие потерь в стали, т.к. потери в меди ничтожно малы. Потери в стали пропорциональны квадрату подводимого напряжения и, следовательно, зависимость имеет вид параболы. cosφX =f(U1X): По мере насыщения магнитной системы ток ХХ благодаря реактивной составляющей растет, а cosφX обратно пропорционален току, поэтому характеристика падающая.

КЗ – такой режим, когда вторичная обмотка замкнута накоротко (Zнг=0), при этом

Электрическая схема	Схема замещения

Элементы в схеме замещения:

r₁ – активное сопротивление первичной обмотки;

хσ1 – индуктивное сопротивление рассеяния первичной обмотки;

- ток, протекающий в первичной обмотке.

- напряжение питания;

r'₂ – приведенное активное сопротивление вторичной обмотки;

х'_σ2 – приведенное индуктивное сопротивление рассеяния вторичной обмотки;

По результатам опыта определяют зависимости I_K, P_K, cosφ_K=f(U_K). По ним определяем.

cosφК =f(U1К), IК=f(U1К): Так как насыщение магнитной системы слабое, то зависимости тока и коэффициента мощности от подаваемого напряжения практически прямолинейны.. РК=f(U1К):. Так как магнитная система насыщена слабо, то все потери будут приходиться на электрическую часть трансформатора, где потери определяются как . Т.к. зависимость квадратичная, то и характеристика имеет вид параболы.

 

 

Изменение вторичного напряжения трансформатора при работе под нагрузкой. Влияние характера нагрузки на величину вторичного напряжения.