pdf.php@id=6159.pdf

Величина

(14-59)

называется также приведенной величиной зазора между обмотками. Из .(14-58) видна зависимость сопротивлений рассеяния от гео­ метрических соотношений. Увеличение диаметра сердечника Ос при Вс = соп5{ приводит к увеличению потока сердечника пропорцио­ нально I)? и к уменьшению щ и /. В результате сопротивление рас­ сеяния уменьшается. Если при проектировании трансформатора заданной мощности сечение сердечника уже выбрано, то этим опре­

Расстояние между двумя обмотками 6 выбирается исходя из условий электрической прочности и исключения пробоя обмоток в зависимости от их номинальных напряжений. С ростом номиналь­ ных напряжений б растет и соответственно увеличивается также рассеяние.

Формулы для расчета индуктивных сопротивлений рассеяния чередующихся обмоток могут быть получены аналогичным образом.

Выше был рассмотрен расчет магнитного поля и индуктивных сопротивлений рассеяния для простейшего трансформатора с обмот­ ками простой формы и с равномерным распределением полного тока обмотки ж вдоль стержня. В более сложных случаях соответствую­ щие расчеты сильно усложняются.

Глубокие исследования магнитных полей и индуктивных сопро­ тивлений рассеяния трансформаторов в СССР выполнены Г. Н. Пет­ ровым, Е. Г. Марквардтом, Э. А. Манькиным и др.

§ 14-5. Опытное определение параметров схемы замещения трансформатора

Опыт холостого хода. Опытное определение параметров схемы замещения трансформатора производится по данным опыта холо­ стого хода и короткого замыкания.

Схема опытов холостого хода однофазного (т = 1) и трехфаз­ ного (т = 3) двухобмоточных трансформаторов приведены на рис. 14-10. Первичная обмотка трансформатора подключается на синусоидальное напряжение, а вторичная обмотка разомкнута. Измеряются первичные напряжения 1!0 = С/10, ток / , = /[ и мощ­ ность Р 0 = Рц а также вторичное напряжение С/20.

а при соединении первичной обмотки треугольником

Коэффициент мощности при коротком замыкании определяется

можно пренебречь 2\ по сравнению с 2Л. Поэтому с большой точ­

Эти соотношения соответствуют упрощенной схеме замещения рис. 14-6 при замкнутых накоротко вторичных зажимах (С/^ = 0).

Так как хг и х'% определяются потоками, замыкающимися по воздуху, то их величины, а также величина 2К не зависят от 1!к и / к. Характеристики короткого замыкания трансформатора приве­ дены на рис. 14-14.

Напряжение 1/к ~ 1/к_в, при котором ток короткого замыка­ ния равен номинальному: / к = / н, носит название н а п р я ж е ­ н и я к о р о т к о г о з а м ы к а н и я и обозначается цк.

Величина ик в относительных единицах равна сопротивлению короткого замыкания в относительных единицах:

Величина ык выражается на практике также в процентах:

Векторная диаграмма трансформатора при коротком замыка­ нии с / к = / н изображена в двух видах на рис. 14-15, а, б. Треуголь­ ник на рис. 14-15, б называется т р е у г о л ь н и к о м к о р о т ­

ко г о з а м ы к а н и я . Его катеты представляют собой активную

иреактивную составляющие напряжения короткого замыкания:

обычно соз фк да 0,05. Таким образом, в мощных трансформаторах преобладают составляющие ивгихкпо сравнению с ик„и гк. Очевидно,

Глава пятнадцатая

РАБОТА ТРАНСФОРМАТОРА ПОД НАГРУЗКОЙ

§ 15-1. Физические условия работы, векторные и энергетические диаграммы трансформатора

При анализе работы трансформатора под нагрузкой будем иметь

в виду однофазный трансформатор или трехфазный трансформатор

ссимметричной нагрузкой, когда можно рассматривать одну фазу трансформатора. Работа трехфазного трансформатора при несим­ метричной нагрузке будет рассмотрена отдельно. Будем полагать, что первичное напряжение 1!х — соп$1 и частота / = со т!.

Физические условия работы трансформатора. На основании схемы замещения рис. 14-5 можно написать следующие уравнения

напряжения трансформатора:

причем

(^1 + = 2„/„ = — Йх.

Поэтому вместо уравнений (15-1) можно также написать

— ^ 1); 1

(15-2)

Особенностью работы трансформатора является то, что ввиду

чего, согласно первому уравнению (15-2), Ех « 1!х. В свою очередь э. д. с. Ех на основании выражения (12-3) пропорциональна потоку сердечника Фс. Поэтому величина потока определяется в основном

При холостом ходе трансформатор потребляет из сети такой ток / 0 = Л, который нужен для создания потока необходимой при данном 1/х величины,

Величина потока Фс всегда такова, что индуктируемая им э. д. с. Ех вместе с падением напряжения 2111в соответствии с урав­ нениями (15-2) уравновешивают приложенное напряжение.

Когда к вторичной обмотке подключается нагрузка, в этой об­ мотке возникает ток Вторичная н. с. а>2/ 2 = стремится создать в сердечнике свой поток и изменить, таким образом, поток, существовавший в режиме холостого хода. Однако, как было ука­ зано выше, при {Ух = сопз! этот поток существенным образом изме­ ниться не может. Поэтому первичная обмотка будет потреблять

На основании равенства (15-4) вместо (15-6) можно также напи­

что находится в соответствии с изложенным выше и схемой замеще­ ния рис. 14-5.

или

(15-9)

На основании изложенного можно отметить следующее. Поток сердечника трансформатора создается суммой н. с. первичного и вторичного токов или н. с. намагничивающей составляющей пер­ вичного тока Так как с изменением нагрузки Д и 2111 изме­ няются, то при {Ух = сопз!, согласно выражениям (15-2) и (12-3), несколько изменяются также Ех и Фс. Соответственно этому при изменении нагрузки несколько изменяется также намагничивающая составляющая первичного тока

Векторные диаграммы трансформатора позволяют проанализи­ ровать работу трансформатора и высказанные выше положения более полно. Векторные диаграммы можно построить на основе схемы замещения рис. 14-5 или уравнений (15-2).

На рис. 15-1, а изображена векторная диаграмма трансформа­ тора для случая смешанной активно-индуктивной нагрузки. Э. д. с.

Ёх = Ё'%отстает от потока сердечника Фс на 90°. Ток 1%отстает от Ё’ч на некоторый угол фг, величина которого определяется характе­

Рис. 15-1. Векторные диаграммы трансформа­ тора при смешанной активно-индуктивной (а)

и активно-емкостиой (б) нагрузке

ром нагрузки. Вычитая из Ё'г падения напряжения \х\1'%(перпен­ дикулярно /,) а Га/я (параллельно /$), получим вектор вторичного напряжения Ох.

Реактивная составляющая намагничивающего тока / мг совпа­ дает по фазе с Фс, а его активная составляющая / мо опережает Фс на 90°. Поэтому намагничивающий ток / и = 1ма + / мг несколько

опережает Фс (рис. 15-1, а). Прибавив к /„ вектор /,' = — Д, находим вектор первичного тока Д. Для получения вектора пер­ вичного напряжения Ог необходимо построить вектор — Ёи равный по величине и обратный по направлению вектору Е,, и прибавить к нему падения напряжения гх1х и \хх1х. При активно-индуктивной нагрузке <рх >

На рис. 15-1, б аналогичным образом построена векторная диа­ грамма для случая смешанной активно-емкостной нагрузки, когда