Объяснение полученных результатов
Мощность
расходуется на потери в первичной
обмотке и потери в магнитопроводе,
которые принято называть магнитными
потерями. В силовых Тр мощность, теряемая
в обмотках в режиме ХХ, составляет менее
0.5% от потерь в обмотках в номинальном
режиме в связи с относительно малым
значением тока ХХ
(0,5–5 % от номинального).
Практически
можно считать, что мощность
равна мощности магнитных потерь.
Экспериментально установлено, что
магнитные потери в элементе объёма
сердечника пропорциональны примерно
квадрату амплитудного значения индукции
в этом элементе. Полагая индукцию в
любом элементе объёма сердечника
пропорциональной потоку сердечника
(основному потоку), получим, что магнитные
потери будут пропорциональны квадрату
амплитудного значения основного потока
.
А так как величина потока практически
пропорциональна величине приложенного
напряжения, то магнитные потери и
величина
будут примерно пропорциональны квадрату
питающего напряжения. Поэтому кривая
будет близка к параболе.
Вид
кривых
и
определяется магнитной нелинейностью
(насыщением) стали. Как показано выше,
напряжение пропорционально магнитному
потоку, а значит, и индукции в сердечнике.
В свою очередь, реактивная составляющая
тока
ХХ, которая для данного режима является
основной, определяется из закона полного
тока
.
При допущении об однородности поля в
стержне магнитопровода с длиной силовой
линии L
можно определить намагничивающий ток
.
Поэтому зависимость
имеет такой же вид, как кривая
намагничивания
.
Это является причиной того, что в зоне
насыщения намагничивающий ток растёт
значительно быстрее приложенного
напряжения (а также потока). Это приводит
к уменьшению индуктивного сопротивления
(рисунок
3.9).
Коэффициент
мощности
снижается с ростом напряжения, что
следует из выражения
.
Поскольку,
как было установлено ранее, ток
растёт быстрее напряжения
,
то отношение
снижается с ростом
.
Рисунок 3.9 – Характеристики холостого хода
Снижение
с ростом
означает увеличение угла
.
Так как угол
,
то с ростом
величина
будет снижаться, и притом в большей
степени, чем
.
Из
графиков характеристик ХХ определить
численные значения всех величин для
номинального напряжения:
.
Ток выразить в % от номинального тока
.
Определение коэффициента трансформации
Коэффициентом
трансформации называют отношение ЭДС
в первичной фазной обмотке к ЭДС во
вторичной фазной обмотке, созданных
основным магнитным потоком. Как показано
на с. 5, коэффициент трансформации
оказывается равным отношению чисел
витков фазных обмоток
.
При
вычислении коэффициента трансформации
за первичную обмотку принимают обычно
ВН, чтобы иметь
.
Экспериментально
коэффициент трансформации определяют
(проверяют) в режиме ХХ. В этом режиме
выполняются условия: считать
и
,
и, следовательно, получим:
.
Согласно
ГОСТу [6], в опыте по определению
коэффициента трансформации используются
вольтметры класса 0,2. В трёхфазном Тр
измеряются по три линейных напряжения
для каждой из обмоток, по которым находят
затем среднеарифметические величины
и
.
При одинаковых схемах соединений
обмоток ВН и НН коэффициент трансформации
,
при схеме соединений
(символ в числителе дроби относится к
обмотке ВН,
а
в знаменателе – к обмотке НН)
,
а
при схеме
.
Коэффициент
трансформации, вычисленный по приведенным
выше формулам, называется ещё коэффициентом
трансформации фазных напряжений. Иногда
используется и коэффициент трансформации
линейных напряжений, который независимо
от схем соединений обмоток ВН и НН
определяется выражением
.
Из
сопоставления выражений для
и
видно, что при одинаковых схемах
соединений обмоток ВН и НН
,
при схеме
,
а при схеме
.