Режим нагрузки трансформатора.

Рис.4.

Работа трансформатора при нагрузке характеризуется наличием тока I₂ во вторичной цепи, когда она замкнута на нагрузочное сопротивление Z_н.

При нагрузке трансформатора магнитный поток в его сердечнике создается совместным действием намагничивающих сил обеих обмоток, поэтому изменение вторичного тока будет вызывать изменение тока в первичной обмотке. Изменение вторичного тока, а также характера нагрузки приводит к изменению вторичного напряжения трансформатора. Это может быть отражено на внешней характеристике трансформатора, т.е зависимостью U₂ = f (I₂) при U₁ = U_н = const , f = const , cos₂ = const.

При передаче электрической энергии из первичной обмотки трансформатора во вторичную в нем возникают потери энергии как в сердечнике, так и в обмотках. Потери в первом случае (гистерезис, вихревые токи) определяются значением потока и частотой питающей сети и не зависят от нагрузки. Эти потери называются постоянными. Потери в обмотках, пропорциональные квадрату тока, протекающего по обмоткам, называются переменными.

Коэффициент полезного действия (КПД) – отношение отдаваемой мощности к мощности, поступающей в первичную обмотку

 = P₂ / P₁ = (P₁ - P_с - P_м ) / P₁ . (11)

Так как потери в трансформаторе невелики, то рекомендуется использовать следующую формулу:

 = 1 - ( P_с + ²*P_м) / ( *S_н*cos₂ + P_с + ²*P_м ), (12)

где  = I₂ / I_2н  коэффициент нагрузки.

Исследовав функцию d/d на максимум, получим условие, при котором  имеет максимум: P_с = P_м, соответствующий оптимальному коэффициенту нагрузки

_опт² = P_с / P_м (13)

1. Расчёт параметров трансформатора.

(вариант №26)

Задано:

1. Номинальный ток первой обмотки.

2. Мощность потерь КЗ.

3. Активное сопротивление КЗ.

4. Напряжение КЗ.

5. Полное сопротивление КЗ.

6. Индуктивное сопротивление КЗ.

7. Базовое сопротивление.

8. Активное сопротивление обмоток.

9. Индуктивное сопротивление обмоток.

10. Ток ХХ.

11. Мощность потерь ХХ.

12. Активное сопротивление ХХ.

13. Полное сопротивление ХХ.

14. Индуктивное сопротивление ХХ.

15. Сопротивление ветви намагничивания.

16. Номинальный ток второй обмотки.

17. Номинальное активное сопротивление второй обмотки.

2. Опыт холостого хода.

Таб.1 Опыт ХХ
Номер опыта		Измерения				Вычисления
		U1, В	I0, А	P0, Вт	U20, В	I0, %	cosf0,о.е	K
1,50	1	52500	6,462	157400	344,8	3,59	0,4639578	152,2622
1,25	2	43750	5,385	109000	287,3	2,9916667	0,4626608	152,2798
1	3	35000	4,308	69920	229,9	2,3933333	0,463722	152,2401
0,8	4	28000	3,446	44570	183,9	1,9144444	0,4619227	152,2567
0,6	5	21000	2,585	25010	137,9	1,4361111	0,4607166	152,2843
0,4	6	14000	1,723	11200	91,94	0,9572222	0,4643064	152,2732
0,2	7	7000	0,8616	2806	45,97	0,4786667	0,4652474	152,2732
0,05	8	1750	0,2154	174,7	11,49	0,1196667	0,4634567	152,3064

cosf0пасп	cosf0расч	Kпасп
0,4583333	0,4632488	152,173913

1. Вычисление для 1, 5 и 8-го опытов .

- для 1-го опыта.

- для 5-го опыта.

- для 8-го опыта.

2. Вычисление для 1, 5 и 8-го опытов .

- для 1-го опыта.

- для 5-го опыта.

- для 8-го опыта.

3. Вычислим .

4. Вычислим .

5. Вычислим К.

6. Вычислим К_пасп.

7. Характеристики ХХ.

I0эксп, А	Poэксп, Вт	cosf0эксп, о.е.
4,31	69758	0,463
I0пасп, А	P0пасп, Вт	cosf0пасп, о.е.
4,32	69300	0,458

Сравнивая паспортные и экспериментальные значения величин, видим что:
1. Разница между I0эксп и I0пасп составляет 0,01 А
2. Разница между Р0эксп и Р0пасп составляет 458 Вт
3. Разница между cosf0эксп и cosf0пасп составляет 0,005 о.е.