3. Эдс обмоток трансформатора

При синусоидальном первичном напряжении магнитный поток будет тоже будет изменяться синусоидально, т.е.

Таким образом, при синусоидальном магнитном потоке ЭДС изменяется по синусоидальному закону и отстает от магнитного потока на угол 90°.

;

Векторная диаграмма будет иметь следующий вид:

4. Работа трансформатора при холостом ходе

Холостым ходом называется режим работы трансформатора, при котором в первичной обмотке подведено напряжение, а вторичная обмотка разомкнута.

Рассмотрим несколько случаев:

1. Идеализированный трансформатор r₁=0, Ф_δ=0, Р_мг=0.

2. Учтем активное сопротивление первичной обмотки и потоки рассеяния

r₁≠0; Ф_δ≠0; Р_мг=0

3. Учтем магнитные потери r₁≠0; Ф_δ≠0; Р_мг≠0

При прохождении переменного магнитного потока в сердечнике трансформатора выделяются потери обусловленные гистерезисом и вихревыми токами.

Это приводит к появлению активной составляющей тока холостого хода.

,

где I_μ – намагничивающий ток, то есть ток, создающий магнитный поток, I_0a – активная составляющая тока холостого хода, обусловленная магнитными потерями.

При этом векторная диаграмма приобретает следующий вид:

5. Работа трансформатора под нагрузкой

При работе трансформатора под нагрузкой по вторичной обмотке протекает ток i₂. Это вызывает падение напряжения на активном и реактивном сопротивлении вторичной обмотки.

Рассмотрим уравнение МДС и токов трансформатора.

Следовательно, Ф=const, т.е. магнитный поток трансформатора остается постоянным и не зависит от режима работы трансформатора.

Следовательно

Таким образом, система основных уравнений трансформатора при работе под нагрузкой будет иметь следующий вид:

6. Приведенный трансформатор

Для удобства анализов процессов происходящих в трансформаторе и построения векторной диаграммы реальный трансформатор заменяют приведенным.

Приведенным называют трансформатор, в котором число витков первичной обмотки равно числу витков вторичной.

При этом все параметры вторичной обмотки перечитывают таким образом, чтобы активная, реактивная и полная мощность всех элементов электрической цепи оставалась неизменной.

Параметры приведенного трансформатора обозначают с индексом " ' " (штрих).

Пересчет осуществляют при помощи формул приведения:

Система основных уравнений приведенного трансформатора будет иметь следующий вид:

Векторная диаграмма приведенного трансформатора:

7. Схема замещения трансформатора

Схемой замещения трансформатора называют электрическую модель трансформатора, в которой магнитная связь между обмотками заменена электрической.

Существует несколько вариантов схемы замещения. Наиболее распространенной является Т-образная схема замещения.

Сопротивления r₁ и x₁ учитывают соответственно активное и индуктивное сопротивление первичной обмотки.

Сопротивления r₂' и x₂' учитывают соответственно активное и индуктивное сопротивление вторичной обмотки.

Участок 1-2 называется намагничивающим контуром. Сопротивление r_m выбрано так, чтобы потери в нем равнялись потерям в стали трансформатора.