1. Трансформаторы. Назначение и роль трансформаторов в энергетике. Устройство принцип действия. Уравнение ЭДС. Трансформатор – это эл аппарат преобразующий эл энергию с одним соотношением тока и напряжения в эл же энергию с другими соотношением тока и напряжения той же мощности и той же частоты. Основан на з-не электромагнитной индукции . Виды: 1. Стержневые (однофазные) 2. Броневые (трехфазные) 3. Групповые. Простейший тр-р состоит из магнитопровода набранного из листов эл. тех. стали толщиной 0,35-0,5 мм. Листы изолируются. В последнее время для тр-ров прим холоднокатаная сталь, у которой вдоль проката магнитные св-ва лучше, чем поперек.

Холоднокатаная сталь- потери меньше вдоль проката. Поэтому магнитопровода из холоднокатаной стали выполняются с косыми стыками. На магнитопровод наматываются обмотки ВН и НН. Принцип действия: При нагрузке МДС вторичной обмотки тр-ра создает поток при этом уменьшает магнитный поток первичной обмотки, однако учитывая, что и очень мало (1-2%), то . Что бы ЭДС первичной обмотки оставалось пост надо, что бы и поток оставался постоянным. Для этого из сети потребляется дополнительная порция тока и магнитный поток увеличивается. Таким образом в тр-рах основной магнитный поток при любом режиме работы всегда равен потоку Х.Х. . .

Ур-ние действ знач ЭДС:

2 .Х.Х.

Режим Х.Х.:

Перегрев. Растет напр.

3 .К.З.

К.З.:

4. Коэф-т трансформации. Приведенный тр-р. Для удобства векторных диаграмм, а так же для построения схемы замещения пользуются приведенным трансформатором, у которого число витков одной обмотки приведено к числу витков другой обмотки, чаще всего приводят вторичную обмотку в первичной. Приводят таким образом, что бы энергетические соотношения – мощность, потери, косинус – в реальном и приведенном тр-рах были равны. 1) 2) 3) 4) , тогда .

5. Схема замещения трансформатора.

В реальном тр-ре связь между первичной и вторичной обмотками осуществляется через магнитный поток, что для исследования неудобно, поэтому переходят к электрической схеме замещения.

=>

Переходим к приведенному трансформатору

а

=> - это схема Т-образная. ( фиктивное сопротивление пропорциональное потерям в стали)

6. Работа трансформатора под нагрузкой. Векторная диаграмма при rl нагрузке.

П ри нагрузке МДС вторичной обмотки тр-ра создает поток при этом уменьшает магнитный поток первичной обмотки, однако учитывая, что и очень мало (1-2%), то . Что бы ЭДС первичной обмотки оставалось пост надо, что бы и поток оставался постоянным. Для этого из сети потребляется дополнительная порция тока и магнитный поток увеличивается. Таким образом в тр-рах основной магнитный поток при любом режиме работы всегда равен потоку Х.Х.

Ур-ния при RL нагрузке:

.

7 .Работа тр-ра под нагрузкой. Векторная диаграмма при RC нагрузке. При нагрузке МДС вторичной обмотки тр-ра создает поток при этом уменьшает магнитный поток первичной обмотки, однако учитывая, что и очень мало (1-2%), то . Что бы ЭДС первичной обмотки оставалось пост надо, что бы и поток оставался постоянным. Для этого из сети потребляется дополнительная порция тока и магнитный поток увеличивается. Таким образом в тр-рах основной магнитный поток при любом режиме работы всегда равен потоку Х.Х.

Э. д. с. Ei = Ё'ч отстает от потока магнитопровода Ф_с на 90°. Ток Л отстает от ё\ на некоторый угол if₂, значение которого определяется харак­тером нагрузки. Вычитая из Ё[ падения напряжения jx'J'i (перпен­дикулярно /J) и г'_г1'_г (параллельно /0, получим вектор вторичного напряжения 0'₂.

векторная диа­грамма для сме­шанной активно-емкост­ной нагрузки, когда вектор тока _İ2 опережает векторы Ё'₂ и U' соответственно на. углы ψ₂ и φ₂. Отметим, что для ясности диа­грамм величины İ_ма, İ_mr и падений напряжения изображены не­пропорционально большими. В случае увеличения активно-емкостной нагрузки величины Е₂=E'₂ U'₂ Ф_с и I_м при достаточно большом значении |ψ₂ | или | φ₂| могут даже увеличиться.

8. Работа тр-ра под нагрузкой. Изменение напряжения трансформатора.Внешние характеристики При нагрузке МДС вторичной обмотки тр-ра создает поток при этом уменьшает магнитный поток первичной обмотки, однако учитывая, что и очень мало (1-2%), то . Что бы ЭДС первичной обмотки оставалось пост надо, что бы и поток оставался постоянным. Для этого из сети потребляется дополнительная порция тока и магнитный поток увеличивается. Таким образом в тр-рах основной магнитный поток при любом режиме работы всегда равен потоку Х.Х.

Изменением напряжения трансформатора называется арифметическая разность между вторичными напряжениями трансформатора при х.х. и при номинальном токе нагрузки, когда первичное напряжение постоянно и равно номинальному, а частота также постоянна и равна номинальной. ΔU%= f (φ₂) при I = 1_н применительно к данным рассмотренного чис­ ленного примера. Правый квадрант соответствует смешанной активно-индуктивной нагрузке, а левый квадрант — активно-емкостной нагрузке.

На рис. 15-5 видно, что при активно-индуктивной нагрузке вторичное напряжение трансформато­ра падает (ΔU>0), а в случае активно-емкостной нагрузки при достаточно большом угле сдвига фаз оно повышается (ΔU<0). Это обусловлено тем, что при про­текании через индуктивное сопро­тивление индуктивный ток вызы­вает понижение напряжения, а емкостный ток — повышение его. Чем выше номинальное напряжение трансформатора, тем больше рассеяние трансформатора и напряжение короткого замыкания и поэтому тем больше изменение напряжения трансформатора.Внешняя характеристика. Зависимость вторичного напряжения U₂ трансформатора от нагрузки /₂ называют внешней характеристикой. Напомним, что в силовых трансформаторах за номинальное вторичное напряже­ние принимают напряжение на зажимах вторичной обмотки в режиме х. х. при номинальном первичном напряжении

Вид внешней характеристики (рис. 1.39) зависит от характера нагрузки трансформатора (соэф₂). Внешнюю характеристику трансформатора можно построить поΔU = βu_K(cosφк cosφ₂ + sinφk sinφ2) = βU_к cos(φK — φ2). путем расчета ΔU для разных значений р и соsφ₂.