На основании неизменности активной и реактивной мощности

получим

; . (8.26)

Намагничивающий ток во много раз меньше номинального первичного тока в режиме нагрузки. Поэтому при приближенном анализе работы трансформатора намагничивающим током можно пренебречь и считать , что позволяет перейти от Т-образной схемы замещения к упрощенной (рис. 8.3 б).

В этой схеме R_Т и Х_Т – активное и индуктивное сопротивление трансформатора

Уравнение трансформатора для упрощенной схемы запишется в виде

(8.27)

или

(8.28)

Если нагрузкой трансформатора является сварочная дуга то U₂ = U_Д, а

I₂ = I_СВ и уравнение (8.28) запишется в виде

(8.29)

Упрощенная векторная диаграмма трансформатора приведена на рис. 8.4.

Рисунок 8.4. - Векторная диаграмма трансформатора

Обмотки трансформатора выполняются медным или алюминиевым проводом достаточно большого сечения и обладают малым активным сопротивлением. Падение напряжения на активном сопротивлении при номинальном для данного трансформатора токе составляет 1…3% от напряжения холостого хода:

I_2НОМR_T < 0,03 U₂₀ . (8.30)

Если трансформатор выполнен с нормальным рассеянием, то есть его первичная и вторичная обмотка совмещены, то магнитный поток, создаваемый намагничивающей силой каждой из обмоток, практически полностью сцеплен с обеими обмотками. Магнитные потоки рассеяния и эквивалентные им индуктивности рассеяния при этом близки к нулю (потоки рассеяния первичной и вторичной обмотки направлены встречно и практически полностью компенсируют друг друга).

L_1Р  0, L_2Р 0, X_T  0.

Такой трансформатор в диапазоне рабочих токов имеет пологопадающую (близкую к жесткой) внешнюю характеристику.

Трансформаторы с нормальным рассеянием широко применяются в качестве источников питания при контактной и электрошлаковой сварке, а также в сварочных выпрямителях с жесткими и универсальными внешними характеристиками.

При питании от такого трансформатора дуги переменного тока не обеспечивается сдвиг фаз между током и напряжением дуги, требуемый для ее непрерывного горения. То есть не выполняется условие

sin   , (8.31)

где U₃ – напряжение повторного зажигания дуги.

(Сдвиг фаз  = arc tg мал, т.к. Х_Т  0.)

Трансформаторы, у которых первичная и вторичная обмотки разнесены, то есть размещены на разных стержнях или на разных участках одного стержня, обладают повышенной индуктивностью рассеяния и имеют падающие или крутопадающие внешние характеристики.

При этом Х_Т  R_T, и активным сопротивлением трансформатора можно пренебречь, а уравнение (8.29) можно записать в виде

(8.32)

Из векторной диаграммы видно, что при этом справедливы соотношения

(8.33)

(8.34)

Регулирование внешних характеристик (регулирование сварочного тока) у таких трансформаторов может осуществляться путем изменения индуктивности рассеяния.