2 Вопрос Работа трансформатора под нагрузкой. Основные уравнения, описывающие работу трансформатора
Рабочий режим — это работа трансформатора при подключенных потребителях или под нагрузкой (под нагрузкой понимается ток вторичной цепи — чем он больше, тем больше нагрузка). Схема нагруженного трансформатора представлена на
При неизменном действующем значении напряжений U1 результирующий магнитный поток практически остается также неизменным в режимах от холостого хода до номинального, поэтому
У
равнение
электрического состояния.
Уравнение, составленное по второму закону Кирхгофа для первичной цепи:
где — падение напряжения на активном сопротивлении провода первичной обмотки;—падение напряжения на сопротивлении рассеяния первичной обмотки.
Билет № 20. Электрические цепи трехфазного переменного синусоидального тока. Получение трехфазной системы ЭДС. Способы соединения
Трехфазная система впервые была представлена русским инженером Доливо-Добровольским. Трехфазная цепь – цепь, в которой действуют три синусоидальные эдс одной и той же частоты, сдвинутые по фазе друг относительно друга так, чтобы сумма трех фазных углов равнялась 2пи.
Если все ЭДС равны по значению и сдвинуты на угол 120 градусов, то такая система называется симметричной.
Достоинства трехфазных цепей:
Без каких либо преобразовательных устройств в системе существуют два напряжения (номинальных, отличающихся друг от друга почти в 2 раза (в корень из 3))
Существенно экономится проводниковый материал при распределении энергии (требуется 3 или 4 провода вместо 6 в случае однофазных)
В трехфазной системе в неподвижной обмотке статора создается вращающееся магнитное поле, что является основой большинства электроприводов.
Кроме
3-х фазных существуют так же многофазные
системы, у которых угол сдвига:
m – количество фаз, q – некоторое число (0,1,2..)
получение:
В
неподвижной части генератора (статоре)
размещают три обмотки, сдвинутые друг
относительно друга на 120 градусов, начало
обозначают буквами A,B,C
а концы – X,Y,Z
На вращающейся части располагают обмотку возбуждения, которая питается от источника постоянного тока. Ток этой обмотки создает магнитный поток Ф постоянный (неподвижный) относительно ротора, но вращающийся вместе с ним с частотой n. Вращение осуществляется каким либо внешним двигателем. Конструктивными приемами добиваются, чтобы магнитный поток распределился по синусоидальному закону. В результате чего в фазных обмотках наводится синусоидальное ЭДС одинаковой частоты, но сдвинутые на 120 градусов.
Если начальную фазу обмотки А принять равной 0, то:
Определение параметров схем замещения трансформатора. Опыты холостого хода и короткого замыкания.
Схема замещения:
Переход от реального трансформатора к его моделям осуществляется в несколько этапов:
Реальный трансформатор заменяют идеализированным. В цепь первичной обмотки включают R, X1, а в цепь вторичной R, X2
Параметры вторичной обмотки приводят к параметрам первичной, так чтобы вторичное ЭДС равнялось первичном E2=E1
Включают дополнительный намагничивающий контур, по которому протекает ток
Условие эквивалентирования:
Одинаковая во всех случаях реакция вторичной цепи на первичную.
Параметры схемы замещения можно оределить из 2-х опытов:
Холостого хода
Короткого замыкания
Холостого хода:
В режиме холостого хода трансформатор по существу превращается в катушку с магннтопроводом, к обмотке которой с числом витков w1 подключен источник синусоидального напряжения.
Опытом холостого хода называется испытание трансформатора при разомкнутой цепи вторичной обмотки и номинальном первичном напряжении U1 = U1ном. На основании этого опыта по показаниям измерительных приборов определяют коэффициент трансформации и мощность потерь в магнитопроводе трансформатора. Опыт хопостого хода является одним из двух обязательных контрольных опытов при заводском испытании готового трансформатора.
Короткого замыкания:
Опытом короткого замыкания называется испытание трансформатора при короткозамкнутой цепи вторичной обмотки и номиняльном первичном токе.
Этот опыт служит для определения важнейших параметров трансформаторов: мощности потерь в проводах, внутреннего падения напряжения и т. п. Опыт короткого замыкания, как и опыт холостого хода, обязателен при заводских испытаниях.