Определение параметров схемы замещения

Параметры схемы замещения для любого трансформатора можно определить по данным опытов холостого хода (рис. 11) и короткого замыкания (рис. 13).

Опыт холостого хода

В опыте холостого хода вторичная обмотка трансформатора разомкнута, а к первичной подводится номинальное напряжение U_1н = U₁₀.

Рис. 11.

Схема замещения трансформатора для режима холостого хода (I₂=0) примет вид (рис. 12).

Рис. 12

Измерив ток холостого хода I₁₀ и мощность P₁₀, потребляемую трансформатором, согласно схеме замещения (рис. 12,а) находим

где: Z_{вх х} – входное сопротивление трансформатора при опыте холостого хода.

Так как ток холостого хода мал по сравнению с номинальным током трансформатора, электрическими потерями ΔP_эл1 = I²₁₀ R₁ пренебрегают и считают, что вся мощность, потребляемая трансформатором, расходуется на компенсацию магнитных потерь в стали магнитопровода. При этом

,

откуда R₀ = P₁₀ / I²₁₀.

Аналогично считают, что X₁ + X₀ ≈ X₀, так как сопротивление X₀ определяется основным потоком трансформатора Ф (потоком взаимоиндукции), а X₁ – потоком рассеяния Ф_Δ1, который во много раз меньше Ф. Поэтому с большой степенью точности полагают, что

Z₀ = U₁₀ / I₁₀ ;  .

Измерив напряжения U₁₀ и U₂₀ первичной и вторичной обмоток, определяют коэффициент трансформации

n = U₁₀ / U₂₀.

Векторная диаграмма трансформатора в режиме холостого хода, построенная исходя из указанных выше допущений, изображена на рис. 12, б. В действительности ток Í₁₀ создает в первичной обмотке падения напряжения Í₁₀ R₁ и j Í₁₀ X₁, поэтому  . Соответствующая векторная диаграмма показана на рис. 12, в.

Опыт короткого замыкания

Вторичную обмотку замыкают накоротко сопротивление Z_н = 0), а к первичной подводят пониженное напряжение (см. рис.13) такого значения, при котором по обмоткам проходит номинальный ток I_ном. В мощных силовых трансформаторах напряжение U_к при коротком замыкании обычно составляет 5-15% от номинального. В трансформаторах малой мощности напряжение U_к может достигать 25-50% от U_ном.

Рис. 13

Силовые трансформаторы

Силовой трансформатор — стационарный прибор с двумя или более обмотками, который посредством электромагнитной индукции преобразует систему переменного напряжения и тока в другую систему переменного напряжения и тока, как правило, различных значений при той же частоте в целях передачи электроэнергии без изменения её передаваемой мощности.

Для силовых трансформаторов характерны очень высокие плотности мощности, повышенные требования к изоляции, системам охлаждения, надежности. Они оснащаются различными датчиками: температуры, газоанализа, давления и т.п.

Для разработки силовых трансформаторов необходимы знания в области электродинамики, техники высоких напряжений, гидродинамики. Все современные силовые трансформаторы проходит моделирование в специальных пакетах прикладных программ для определения оптимальной конструкции.

Электрические машины

Для разработки силовых трансформаторов необходимы знания в области электродинамики, техники высоких напряжений, гидродинамики. Все современные силовые трансформаторы проходит моделирование в специальных пакетах прикладных программ

Вращающееся магнитное поле

Как было показано ранее, одним из важнейших преимуществ многофазных систем является получение вращающегося магнитного поля с помощью неподвижных катушек, на чем основана работа двигателей переменного тока. Рассмотрение этого вопроса начнем с анализа магнитного поля катушки с синусоидальным током.