1.2.4.Определение параметров экспериментально zm, xm,rm

P₀, МОЩНОСТЬ ХХU,I₀

z₀ =; r₀ = ; x₀ =

т. к. r₁<<r_mx₁<<x_m , тоR1 активное полное

z_mz_{0 =} ;r_mr₀= ;x_mx₀=

Из опыта холостого хода определяем:

1. параметры цепи намагничивания;

2. потери в стали;

3. определяем коэффициент трансформации.

1.3. Работа однофазного трансформатора под нагрузкой

Приведение параметров вторичной обмотки трансформатора к первичной. Так как в общем случаеW₁ W₂,E₁ E₂, и т.д. соответственно разнымWиEсоответствуют разные и параметры. Это затрудняет производить количественный анализ процессов происходящих в трансформаторе и построение векторных диаграмм. Обычно приводят параметры вторичной обмотки к числу витковW₁, поэтомуE^’₂=E₁

1. E₂E^₂; ;w-кол-во витков

E^₂ = E₂k

2. I₂  I^₂; E^₂I^₂ = E₂I₂; I^₂==; E-ЭДС

I^₂ = I₂/k

3. r₂r^₂; ; Исходя из тогоP=P’P=const

4. x₂L₂W₂²; потери в обмотках=const=пропорциональности

5. x^’₂ = x₂k²; z^’₂ = z₂k²

тр-р 110/10 коэфициент трансформации-15

Далее в схемах замещения и векторных диаграмм будем использовать приведенные параметры.

1.3.1 Физические процессы в трансформаторе при нагрузке

При разомкнутом ключе k–xx.

При замыкании kдействиемE₂I₂

Вторичный ток I₂по закону Ленца создает поток вторичный потоку Ф₀. Суммарный потокумE₁и из сети будет протекать такой дополнительный ток, который скомпенсирует поток вторичной обмотки и поток будет равен потоку приx.x.

Вторичная обмотка создает н.с. F₂=I₂W₂

Намагничивающая сила трансформатора при нагрузке

т.е. сохранения неизменности потока необходимо чтобы при нагрузке сумма ампер-витков первичной и вторичной обмоток трансформатора по величине и по фазе была равна ампер- виткам трансформатора при холостом ходе.

Основной поток Ф₀создается малой маг. силойI₀W₁, но при малом магнитном сопротивлении, достигает большой величины поток рассеяния Ф_Sсоздается большой нам. силой –I₁W₁, но т.к. он проходит в основном по маслу, то величина его мала.

Далее построим векторную диаграмму трансформатора при нагрузке.

1.3.2. Векторная диаграмма трансформатора при нагрузке

Запишем основные уравнения ЭДС и токов.

1. 

2. 

Ф₀

3. 

На основе этих уравнений строится векторная диаграмма.

1.3.3. Схема замещения трансформатора при нагрузке

Трансформатор представляет собой две независимые электрические цепи связь между ними электромагнитная. Для упрощения расчета трансформатора применяют схемы замещения – эти схемы эквивалентны реальным трансформаторам, т.к. вторичная обмотка приводится к первичной, то обе обмотки можно совместить в одну по которой протекает ток I₀. В этом случае объединенная обмотка играет роль намагничивающего ротора, который создает основной магнитный поток.

Схема замещения должна отвечать основным уравнениям ЭДС и н.с. реального трансформатора, т.е.

1. 

2. 

; , откуда

; , в уравнение (1)

, где

– соединены последовательно

z_m– соединены параллельно с

z₁– последовательно с параллельными ветвями.

Схема позволяет анализировать работу реального трансформатора, т.е. заданный током

4. Режим короткого замыкания однофазного трансформатора

Необходимо различать два режима короткого замыкания:

1. Аварийный режим – тогда, когда замкнута вторичная обмотка при номинальном первичном напряжении. При таком замыкании токи возрастают в 15-20 раз. Обмотка при этом деформируется, а изоляция обугливается. Железо так не подгорает. Это тяжелый режим. Максимальная и газовая защита отключает трансформатор от сети при аварийном коротком замыкании.

2. Опытный режим короткого замыкания – это режим, когда вторичная обмотка накоротко замкнута, а к первичной обмотке подводится такое пониженное напряжение, когда по обмоткам протекает (ток) номинальный ток – это U_К– напряжение короткого замыкания.

U_Kвыражается в %

U _K% =

U _K% = 5,5 для малых трансформаторов

U _K% = 10,5 для средних и больших

Рассмотрим физическую сторону работы трансформатора при коротком замыкании

UI₀= (25)%I_НприU_Нпри20 разI₀– очень мал

15-20 раз и им можно пренебречь т.е.

т. е. Намагничивающая сила первичной обмотки полностью уравновешенна н.с. вторичной обмотки.