Вопрос 26. Холостой ход трансформатора (режим работы)

Холостой ход - режим работы при разомкнутой цепи вторичной обмотки (т.е. I2=0). При этом I0 = (5-10)% от номинального значения.

Iн – номинальный ток при котором трансформатор нагревается до предельно допустимой температуры (при полной расчетной нагрузке).

ХХ трансформатора аналогичен работе катушки со стальным сердечником

индуктирует:

показывает во сколько раз трансформатор повышает или понижает U (только при опыте ХХ), так как I0 мало, Е1=U1 а E2=U2

Векторная диаграмма аналогична катушке.

Следовательно:

Вопрос 27. Работа трансформатора под нагрузкой. Уравнение состояния

Режимы работы трансформатора:

Номинальный режим, т.е. работа при номинальных значениях первичной обмотки трансформатора.

Режим холостого хода, ненагруженного трансформатора, где цепь вторичной обмотки разомкнута (I2=0) или подключена к приемнику с очень большим сопротивлением нагрузки (вольтметр).

Режим короткого замыкания, при котором вторичная обмотка трансформатора замкнута накоротко (U2=0) или подключена к приемнику с очень малым сопротивлением нагрузки (амперметр)

Рабочий режим, при котором U1=U1н; I1 определяется нагрузкой трансформатора

Для исследования режимов работы реальный трансформатор с коэффициентом заменяют трансформатором идеальным с .

Тогда уравнение магнитного состояния:

Уравнение электрического состояния записывается исходя из принципа действия трансформатора.

По 2 закону Кирхгофа для первичной обмотки можно записать:

Для вторичной обмотки согласно закону Кирхгофа уравнение электрического состояния имеет вид:

Все величины в уравнении являются приведенными к параметрам первичной обмотки трансформатора. Согласно первому закону Кирхгофа:

Вопрос 28. Векторная диаграмма трансформатора при активно-индуктивной нагрузке

Все делали курсовую и знают, как её строить (примечание редактора).

Вопрос 29. Схема замещения трансформатора

В трансформаторах между первичной и вторичной обмоткой существует только магнитная связь. Это значительно усложняет расчет. Для упрощения расчетов трансформатор можно представить в виде электрической схемы замещения, в которой магнитная связь заменена электрической, т.е. электрическое устройство моделирует электрическую цепь.

Схема замещения отображает электрические процессы, протекающие в трансформаторе.

R1 – активное сопротивление первичной обмотки, моделирует потери напряжения в первичной обмотке.

X1 – индуктивное сопротивление рассеяния первичной обмотки, моделирует процесс образования потока рассеяния в первичной обмотке

R2 – приведенное активное сопротивление вторичной обмотки

X2 – приведенное индуктивное сопротивление вторичной обмотки

Для учета тока х.х. (ток намагничивания) введена ветвь с сопротивлением Zo = E1/Io

R0 – моделирует потери на гистерезис и вихревые токи

X0 – моделирует процесс образования основного магнитного потока, замыкающегося по сердечнику трансформатора

(zo – активное сопротивление, учитывающее потери в стали, хо – индуктивное сопротивление, обусловленные рабочим магнитным потоком)

Вторичная обмотка замкнута на сопротивление нагрузки Zн

Вопрос 30. Опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатора

Опыты хх и кз проводятся при заводском испытании трансформатора для определения паспортных характеристик.

ХХ – это режим, при котором вторичная обмотка разомкнута К первичной обмотке подведено напряжение, равное номинальному (

Схема:

Схема замещения трансформатора:

Этот опыт позволяет определить

1. коэффициент трансформации

2. мощность потерь в магнитопроводе (в стали) Р0

3. параметры цепи намагничивания (r0, x0)

Опыт холостого хода является обязательным контрольным опытом! при заводском испытании готового трансформатора.

Так х.х. составляет 3-10% Iн (тем меньше, чем больше номинальная полная мощность трансформатора) I0↓ Sн↑

Опыт короткого замыкания – это режим, при котором на первичную обмотку подается напряжение короткого замыкания (1-10% от номинального), вторичная обмотка трансформатора замыкается накоротко. В первичной и вторичной обмотке протекают номинальные токи.

Опыт короткого замыкания производится при сильно пониженном первичном напряжении U1k = (0.03 – 0.15) U1н (что бы ток первичной обмотки был равен I1н)

Пренебрегая величиной Io (при малом напряжении на входе U1н магнитный поток составляет лишь несколько % от номинального, величиной магнитных потерь можно пренебречь), схема замещения преобразуется:

Опыт короткого замыкания позволяет определить:

1. W1 → P к.з. – потери в меди (Рм)

2. V1→ U 1R - напряжение короткого замыкания

3. параметры схемы замещения Rk; xk; Zk.

Схема замещения:

Примечание к рисунку - слева 1, справа 2

Uk является важным параметром, на основании которого определяется изменение вторичного напряжения нагруженного трансформатора.