Слайд № 24
В опыте х.х. определяются:
– потери в стали магнитопровода ΔР0н,
– коэффициент трансформации k = U1/U2,
– ток холостого хода I10н,
а также параметры схемы замещения Rм, Хм и cosφ0н по формулам:
–
;
–
;
–
;
–
.
При расчете предполагается, что потери в обмотке невелики, так как I10н составляет 5–10% от I1н.
Слайд № 25
На слайде 25 представлены векторные диаграммы трансформатора в режиме холостого хода (слева подробная векторная диаграмма, справа – приближенная).
4.2. Опыт короткого замыкания Слайд № 26
При опыте короткого замыкания вторичная обмотка трансформатора замкнута накоротко, а первичная обмотка включается через регулирующее устройство на такое пониженное напряжение U1к, при котором в обмотках трансформатора протекают номинальные токи. Это напряжение называют напряжением короткого замыкания. В опыте определяются:
– потери короткого замыкания ΔРкН,
– напряжение короткого замыкания Uкн,
подсчитывают параметры схемы замещения по формулам:
;
;
;
,
где
и
– активное и индуктивное сопротивления
короткого замыкания трансформатора.
При расчете предполагают, что при малом напряжении магнитный поток и намагничивающий ток малы, то есть I10≈0. Поэтому можно считать, что магнитодвижущая сила первичной и вторичной обмоток трансформатора равны
или
и, следовательно, ваттметр измеряет потери мощности только в обмотках.
Напряжение короткого замыкания и его активная и реактивная составляющие выражаются обычно в процентах:
Uк% = (Uк/U1н)∙100
По значению Uк можно рассчитать ток короткого замыкания I1к при аварийном режиме
I1к = U1н/Zк = I1н∙(Uк/Uкн) = I1н∙( 100/Uк).
В переходном процессе ударный ток к.з. Iуд будет больше тока к.з. в установившемся режиме в kуд раза: Iуд = kудI1к, где kуд ≤ 2.
Этот ток опасен для трансформаторов из-за резкого возрастания механического взаимодействия между проводами. Сила взаимодействия между проводами пропорциональна квадрату тока и при к.з. возрастает в сотни раз. При коротком замыкании обмотки сильно перегреваются. Поэтому при проектировании трансформаторы дополнительно рассчитывают на теплостойкость и механическую прочность.
Очень опасны замыкания одного или нескольких витков, так как ток в этих витках Iвк во столько раз больше тока короткого замыкания, во сколько раз больше число витков обмотки w1 числа короткозамкнутых витков w:
Iвк = I1к∙(w1/w).
5. Работа трансформатора под нагрузкой Слайд № 27
При
работе трансформатора в режиме нагрузки
(Zн
≠ 0) во вторичной цепи под воздействием
появится ток
.
Основной магнитный поток Ф0
создается совместным действием МДС
первичной и вторичной обмоток.
Результирующая МДС Fр равна их геометрической сумме.
Справа на слайде № 27 приведена векторная диаграмма, соответствующая этому уравнению.
Кроме основного потока Ф0 обмотки трансформатора охватываются и потоками рассеивания Ф1σ и Ф2σ, которые создают в обмотках э.д.с. самоиндукции, характеризуемые соответствующими индуктивными сопротивлениями Х1 и Х2:
и
.
С учетом активного сопротивления обмоток уравнения электрического состояния первичной и вторичной цепей имеют вид:
,
или
