5. Определение параметров схемы замещения

Параметры схемы замещения определяются по данным опытов холостого хода и

короткого замыкания. Следует принять r₁≈r₂' и x_σ1≈1,1 x_σ2' Учитывая то, что

r₁<< r_m, x_σ1<< x_m и Z₁<<Z_m можно считать, что в режиме холостого хода сопротивления, рассчитанные по данным опыта, с большой степенью точности равны сопротивленииям контура намагничивания: Z_m Z₀, r_m r₀, х_т =x₀. При соединении первичной обмотки трансформатора:

- звездой

- треугольником

Полное сопротивление намагничивающего контура:

Активное сопротивление намагничивающего контура:

Индуктивное сопротивление намагничивающего контура:

Полное сопротивление короткого замыкания:

Активное сопротивление короткого замыкания:

Индуктивное сопротивление короткого замыкания:

Следует учитывать, что

Взаимное индуктивное сопротивление

Магнитное сопротивление

Т-образная схема замещения трансформатора выглядит следующим образом:

Г-образная схема замещения трансформатора имеет следующий вид:

Упрощенная схема замещения:

6. Расчёт и построение кривой к.П.Д.

Расчёт к.п.д., согласно условию, провести при cos φ₂ = 1 и cos φ₂ = 0,8 для k_нг = 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25. К.п.д. определяется по формуле:

Следует помнить, что ΔP₀ не зависит от нагрузки (ΔP₀ = const). Кривые к.п.д. при этом имеют следующий вид:

Рис.1. Зависимость к.п.д. η от нагрузки

Значение коэффициента нагрузки, соответствующее максимальному к.п.д., определяется исходя из равенства постоянных и переменных потерь:

Тогда максимальный к.п.д.:

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЦЕНТНОГО ИЗМЕНЕНИЯ ВТОРИЧНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ НАГРУЗКЕ И ПОСТРОЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ΔU =f(φ2)

Изменение напряжения вычисляется по аналитической формуле:

где

Расчёт выполнить для ряда значений φ₂ (0°; 15°; 30°; 45°; 60°; 75°; 90°) при

индуктивной нагрузке и ряда значений – а φ₂ (-15°; -30°; -45°; -60°; -75°; -90°) при ёмкостной нагрузке.

Примерный вид кривой зависимости ΔU (φ₂) показан на рис.2.

Рис.2. Зависимость изменения выходного напряжения трансформатора от характера нагрузки

8. РАСЧЁТ И ПОСТРОЕНИЕ ВНЕШНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНСФОРМАТОРА U₂ =f(k_нг).

Внешние характеристики в зависимости от характера нагрузки имеют вид:

Формула напряжения на вторичной обмотке трансформатора с учётом нагрузки:

г де ΔU определяется так же, как и в предыдущем пункте при различных значениях коэффициента нагрузки k_нг = 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25 и при cos φ₂ = 1; 0,8 (R-L и R-C).

9. Построение векторной диаграммы

Векторная диаграмма строится для одной фазы трансформатора в соответствии с прослушанным лекционным курсом или учебными пособиями.

При активно-индуктивном характере нагрузки диаграмма имеет вид:

При активно-ёмкостном характере нагрузки:

При построении диаграммы за опорный вектор принимается вектор магнитного потока. Его длина выбирается произвольно. Масштаб токов и напряжений берётся таким, чтобы диаграмма не выходила за пределы листа.