1.3.7 Внешняя характеристика трансформатора

При изменении тока нагрузки I₂ вторичное напряжение U₂ должно изменяться в связи с тем, что изменяется полное падение напряжения на катушках трансформатора. Зависимость вторичного напряжения U₂ от тока нагрузки I₂ называется внешней характеристикой трансформатора. Внешнюю характеристику обычно изображают в зависимости от коэффициента нагрузки

. 1.28

Вид внешней характеристики (рис. 1.6) зависит от характера нагрузки трансформатора.

Рисунок 1.6 Внешние характеристики трансформатора.

Из рисунка видно, что вторичное напряжение при емкостной нагрузке может быть выше номинального, а при активно-индуктивной нагрузке наклон характеристики возрастает по сравнению с чисто активной нагрузкой (cos = 1).

1.4 Трехфазные трансформаторы

Трехфазные трансформаторы применяют для трансформирования трехфазной системы токов. Их изготавливают на основе трех набранных из пластин стержней, объединенных в общий магнитопровод двумя ярмами. Для трансформаторов небольшой мощности используют Ш-образные пластины. На стержнях располагают первичные и вторичные обмотки (рис. 1.7). Верхнее и нижнее ярмо соединяют стержни между собой.

Рисунок 1.7 Трехфазный трансформатор (а) и обозначение обмоток (б).

Магнитное сопротивление для потоков Ф_А, Ф_В и Ф_С различно. Для потока Ф_В оно меньше в связи с тем, что он разветвляется на две параллельные ветви, на которых расположены катушки фаз А и С. При подаче симметричной системы напряжений , , на первичные обмотки трансформатора ток в фазе В будет меньше, чем в двух соседних фазах. Кроме того токи в обмотках А и С окажутся сдвинутыми относительно потоков Ф_А и Ф_С. Для устранения возникшей несимметрии оба ярма выполняют с сечением на (10…15)% больше сечения стержней, что сближает по величине магнитные сопротивления для всех потоков.

Начала обмоток высокого напряжения принято обозначать буквами А, В, С; концы—Х, Y, Z ( см. рис. 1.7 б) ). Для обмоток низкого напряжения соответственно: а, б, с и х, y, z.

Схемы соединения обмоток трансформатора обозначают дробью, в числителе которой указывают схему соединения обмоток высокого напряжения, в знаменателе—низкого напряжения. Используются следующие комбинации :

, , .

Другие возможные комбинации применяют редко.

От способа соединений обмоток зависит величина выходного напряжения. При одинаковых способах соединения первичных и вторичных обмоток ( ) линейные напряжения пропорциональны числу витков обмоток: . Если первичная обмотка соединена звездой, то на первичных обмотках –фазное напряжение U_Ф. Линейное напряжение первичной цепи U_Л1 = U_Ф.. Во вторичных обмотках создается напряжение U_Ф . При соединении вторичных обмоток треугольником это напряжение является линейным U_Л2. Отношение

. 1.29

При соединении отношение

1.30

Из этого следует, что отношение линейных напряжений в трехфазном трансформаторе определяется не только числами витков, но и схемой соединений.