Приведення параметрів вторинної обмотки й схема заміщення наведеного трансформатора

У загальному випадку параметри первинної обмотки трансформатора відрізняються від параметрів вторинної обмотки. Ця різниця найбільш відчутна при більших коефіцієнтах трансформації, що утрудняє розрахунки й побудову векторних діаграм, тому що в цьому випадку вектори електричних величин первинної обмотки значно відрізняються по всій довжині від однойменних векторів вторинної обмотки. Зазначені утруднення усуваються приведенням всіх параметрів трансформатора до однакового числа витків, звичайно до числа витків первинної обмотки . Із цією метою всі величини, що характеризують вторинний ланцюг трансформатора, – ЕРС, напруга, струм й опори – перераховують на число витків  первинної обмотки.

Таким чином, замість реального трансформатора з коефіцієнтом трансформації  одержують еквівалентний трансформатор з , де . Такий трансформатор називають наведеним. Однак приведення вторинних параметрів трансформатора не повинне відбитися на його енергетичних показниках: її потужності й фазових зрушень у вторинній обмотці наведену трансформатора повинні залишитися такими, як й у реальному трансформаторі.

Так, електромагнітна потужність вторинної обмотки реального трансформатора  повинна бути дорівнює електромагнітної потужності вторинної обмотки наведеного трансформатора:

Підставивши значення наведеного вторинного струму  (1.27), одержимо формулу наведеної вторинної ЕРС:

Тому що , та наведена напруга вторинної обмотки

З умови рівності втрат в активному опорі вторинної обмотки маємо . Визначимо наведений активний опір:

Наведений індуктивний опір розсіювання вторинної обмотки визначають із умови рівності реактивних потужностей , звідки

Наведений повний опір вторинної обмотки трансформатора

Наведений повний опір навантаження, підключеної на виводи вторинної обмотки, визначимо за аналогією з (1.32):

Рівняння напруг і струмів для наведеного трансформатора мають вигляд

Ці рівняння встановлюють аналітичний зв'язок між параметрами трансформатора у всьому діапазоні навантажень від режиму х.х. до номінальної.

Ще одним засобом, що полегшує дослідження електромагнітних процесів і розрахунок трансформаторів, є застосування електричної схеми заміщення наведеного трансформатора. На мал. 1.18, а представлена еквівалентна схема наведеного трансформатора, на якій опори  й  умовно винесені з відповідних обмоток і включені послідовно ім. Як було встановлено раніше, у наведеному трансформаторі , а тому . У результаті крапки  й , а також крапки  й  на схемі мають однакові потенціали, що дозволяє електрично з'єднати зазначені крапки, одержавши Т - образну схему заміщення наведеного трансформатора (мал. 1.18,6). В електричній схемі заміщення трансформатора магнітний зв'язок між ланцюгами замінена електричної.

Схема заміщення наведеного трансформатора задовольняє всім рівнянням ЕРС і струмів наведеного трансформатора

 

(1.34) і являє собою сукупність трьох галузей: первинної – опором  і струмом ; що намагнічує – опором  і струмом ; вторинної – із двома опорами: опором властиво вторинної галузі  й опором навантаження  й струмом – . Зміною опору навантаження  на схемі заміщення можуть бути відтворені всі режими роботи трансформатора.

Параметри галузі намагнічування  визначаються струмом х.х. Наявність у цій галузі активної складової  обумовлено магнітними втратами в трансформаторі       (дів. § 1-14).

Врє параметри схеми заміщення, за винятком  є постійними для даного трансформатора й можуть бути визначені з досвіду х. х і досвіду к. з. (см. § 1.П).

 

Рис. 1.18. Еквівалентна схема (а) і схема заміщення (б) наведеного трансформатора