Читайте также: |
|
Режим работы трансформатора, при котором не происходит передача электроэнергии, называется холостым ходом трансформатора. В этом режиме к первичной обмотке подведено переменное напряжение U1, а вторичная обмотка W2 разомкнута (нагрузка отключена), и ток в ней равен нулю I20=0.
В этом случае по первичной обмотке протекает ток холостого хода I10 = I0.
Ток I0 создает магнитный поток, состоящий из потока рассеяния Фδ1, замыкающегося по воздуху,и рабочего потока Ф, замыкающегося по сердечнику и сцепленного с обеими обмотками трансформатора. Переменный магнитный поток рассеяния Фδ1 наводит в первичной обмотке ЭДС рассеяния Еδ1. Переменный рабочий поток Ф наводит в первичной обмотке ЭДС самоиндукции Е10, а во вторичной – ЭДС взаимоиндукции Е20.
Магнитный поток рассеяния Фδ1 совпадает по фазе с током холостого хода I0, а рабочий магнитный поток Ф отстает от тока по фазе на угол магнитных потерь α.. Это отставание обусловлено потерями в стали на вихревые токи и на перемагничивание сердечника.
Действующие значения ЭДС Е1 и Е2 определяются в соответствии с выражениями
Е1= 4,44 ФmfW1 (1)
Е2= 4,44 ФmfW2, (2)
где f - частота переменного тока в герцах;
Фm – амплитудное значение рабочего магнитного потока;
W1, W2 -количество витков первичной и вторичной обмоток трансформатора.
Вектора самоиндукции E1 и взаимоиндукция Е2 совпадают по фазе между собой и отстают от вектора рабочего магнитного потока на .
Коэффициентом трансформации трансформатора называется отношение ЭДС первичной обмотки к ЭДС вторичной обмотки.
К = = = (3)
Напряжение U1, приложенное к первичной обмотке, уравновешивается ЭДС самоиндукции Е1, ЭДС рассеяния Еδ1 = - I0 Х1, вектор которой отстает от вектора Фδ1 на угол и активным падением напряжения в первичной обмотке Δ U1 = I0 R1. Поэтому для первичной обмотки можно написать уравнение равновесия напряжений
= - (4)
где R1 ,X1 – активное и индуктивное сопротивление первичной обмотки.
Ток холостого хода I0 составляет 3-10% от номинального тока трансформатора, т.е. величины I0R1 и IoX1 малы по сравнению с E1. Практически можно считать, что при холостом ходе U1≈E1. Во вторичной обмотке тока нет, поэтому U20 = E2. Тогда из выражения (3) получаем
К = ≈ , (5)
т.е. коэффициент трансформации показывает во сколько раз напряжение на зажимах вторичной обмотки меньше или больше напряжения, приложенного к первичной обмотке. Это справедливо только для режима холостого хода трансформатора.
При построении векторной диаграммы трансформатора в режиме холостого хода за базисный (основной) вектор принимается вектор рабочего магнитного потока Ф. Вектор тока I0 откладывается под углом магнитных потерь α к вектору магнитного потока в сторону опережения.
Вектор потока рассеяния Фδ1, совпадает с вектором тока I0, а вектор ЭДС Еδ1 отстает по фазе от вектора Фδ1 на 90о. Вектора первичной и вторичной ЭДС Е1 и Е2 будут отставать от вектора Ф на 90о.
Вектор напряжения U1 находят по выражению (4) следующим образом. Откладывают вектор –Е1, противоположно вектору Е1 и проводят вектор активного падения напряжения I0R1 параллельно вектору тока I0. Из конца этого вектора под углом 90о в сторону опережения откладывают вектор индуктивного падения напряжения в первичной обмотке -Еδ1 = I0 Х1 .
Замыкающий вектор I0Z1 полного падения напряжения образует с векторами I0R1 и I0X1 так называемый треугольник падения напряжения в первичной обмотке.
Вектор, проведенный из начала координат в конец вектора I0X1 является вектором напряжения U1, приложенного к первичной обмотке трансформатора.
При построении векторной диаграммы величины α, I0 и Е2находятся из опыта холостого хода, величины сопротивлений R1 и Х1 – из опыта короткого замыкания, а величина Е1 принимается равной U1.
Рис. 2. Векторная диаграмма холостого хода трансформатора.
Дата добавления: 2015-08-27; просмотров: 89 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Краткие теоретические сведения. | | | Схема замещения трансформатора в режиме холостого хода. |