43). Уравнения электрического состояния трансформатора

Используя второй закон Киргофа составим уравнение для первичной цепи трансформатора. .

z₁- полное внутреннее сопротивление первичной обмотки.

I₁*R₁-падение напряжения на активном сопротивлении. I₁*x₁- падение напряжения на реактивном сопротивлении первичной обмотки.

Для вторичной обмотки:

44.) Потери в трансформаторе

Уравнение баланса мощности в цепи трансформатора имеет следующий вид: . Потери мощности в стали (магнитопровод) и в меди (провода): Р₁ – активная мощность поступающая от источника. Р2 = U2*I2*cos - активная мощность потребителя. - суммарные потери мощности в трансформаторе. - потери в стали. - потери в меди.

Потери в стали постоянны, т.е. не зависят от нагрузки. Они складываются из потерь: 1) на вихревые потоки 2) на перемагничивание магнитопровода. При протекании переменного магнитного потока в стали (магнитопроводе) индуктируются вихревые токи, магнитное поле которых направлено на встречу основному магнитному потоку, ослабляя его. Для уменьшения влияния вихревых токов магнитопровод изготавливают из тонких листов электротехнической стали, изолированные друг от друга, тем самым повышающих сопротивление для вихревых токов. Потери за счет перемагничивания возникают за счет петли Гестерезиса, площадь которой эквивалентна удельным потерям. Для уменьшения этих потерь магнитопровод изготавливают из магнитов мягких материалов. Потери в меди – потери идущие на нагрев обмотки, зависит от нагрузки. ;

P_X-потери холостого хода. - коэффициент загрузки трансформатора. - потери стали. .

трансформатора мах, при равенстве потерь в проводах и в обмотки.

; ???

45) Режим холостого хода трансформатора.

К первичной обмотке подводится номинальное напряжение U₁, а ко вторичной подключают вольтметр имеющий большое сопротивление (I₂=0). Амперметр первой цепи А₁ показывает ток холостого хода (I_2k). Вольтметр V₁ показывает номинальное напряжение в первой обмотке. Ваттметр W показывает мощность потерь при холостом ходе Px, V₂ показывает U_2x = U_2ном. ???

Режим холостого хода является опытным и служит для: 1) определения коэффициента трансформации 2) мощности потерь в стали 3) параметр схемы замещения (намагничивающей) цепи трансформатора.

1)

2) Мощность потерь в стали – мощность потребляемая трансформатором в режиме холостого хода. , т.к. - 5% от

3) Схема замещения .

Для нахождения параметров намагничивающей цепи составим схему замещения трансформатора в режиме холостого хода, т.е. заменим цепь трансформатора эквивалентной схемой замещения.

mn- участок намагничивающей цепи.

Rn- потери в стали.

Xn-сопротивление возникающее за счет магнитного потока F трансформатора.

46) Режим короткого замыкания трансформатора

.

К первичной обмотке подводится напряжение равное 5-10% от , что бы все токи I₁ и I₂ в оболочках были равны номинальному. Вторичная обмотка замыкается накоротко, чему соответствует включение амперметра А₂ . Амперметр А₁ показывает величину тока I₁ . Вольтметр показывает потери короткого замыкания (потери в меди). Режим короткого замыкания является опытным и служит для определения: 1) мощности потерь в меди 2) параметров обмоток трансформатора 3) для проверки коэффициентов трансформации.

Т.к. U_1k мало, то следует, что потери в стали в режиме короткого замыкания малы, т.е. равны 1% от мощности при номинальном режиме и ими можно пренебречь. Мощность на выходе . P₂

равно 0. Значит активная мощность P₁ потребляемая в режиме короткого замыкания идет на покрытие потерь в меди. Для определения параметров составим схему замещения параметров трансформатора.

Ветвь намагниченной цепи теряет … т.к. магнитные потери малы => , и магнитный поток мах .

;

R_k – суммарное активное сопротивление обмоток.

X_k - суммарное реактивное сопротивление обмоток.

Коэффициент трансформации из опыта короткого замыкания определяется: