Энергетическая диаграмма трансформатора

Рассмотрим однофазный двухобмоточный трансформатор.

Рис. 11.6. Трансформатор

При подключении напряжения U₁ в первичной обмотке возникает ток I₁, он обуславливает возникновение ΔР_М1, кроме того в сердечнике возникает переменный магнитный поток Ф₁, который замыкается по сердечнику и обуславливает возникновение ΔР_С. Переменный магнитный поток пересекает ветки вторичной обмотки и наводит в них ЭДС, т.к. вторичная обмотка замкнута возникает ток I₂ и, следовательно, появляются потери ΔР_м2.

Рис. 11.7. Энергетическая диаграмма

Р1 – вся активная мощность, поступающая на вход трансформатора.

Р2 – полезная мощность (мощность, отдаваемая нагрузке).

Кпд трансформатора

Коэффициент полезного действия трансформатора определяется по формуле:

(11.24)

, (11.25)

где ∆P – суммарные потери активной мощности в трансформаторе.

Зависимость коэффициента полезного действия от нагрузки

Для описания этой зависимости вводится понятие – коэффициента загрузки трансформатора, который определяется по формуле

, (11.26)

где I₂ и Р₂ – текущие значения тока и мощности во вторичной обмотке, которые меняются в зависимости от нагрузки,

I_2ном и Р_2ном – номинальные значения тока и мощности во вторичной обмотке.

На рисунке 11.8 изображен график КПД трансформатора:

Точка 1 – режим холостого хода. В режиме холостого хода вторичная обмотка разомкнута и сопротивление нагрузки z_н =∞. Отсюда

(11.27)

Рис. 11.8. График КПД трансформатора

При увеличении I₂, КПД увеличивается и достигает максимального значения – точка 2, затем начинает уменьшаться. Уменьшение КПД на участке 2-3 объясняется тем, что при больших К_з, а, следовательно, и токах I₂ резко увеличивается и, которые пропорциональны квадрату тока.

Трансформаторы проектируются так, чтобы наибольший КПД достигался при наиболее вероятной нагрузке трансформатора, равной (0,5÷0,75)Р_2ном и К_з=0,5÷0,75 – такая наиболее вероятная нагрузка говорит о том, что обычно трансформаторы полностью не загружаются.

Величина КПД трансформаторов достаточно велика, причем с увеличением Р_2ном или S_2ном КПД увеличивается. Увеличение КПД при увеличении Р_2ном объясняется следующим: при увеличении Р_2ном увеличиваются и токи I₁ и I₂, поэтому требуется увеличить сечение проводников обмоток, что приводит к уменьшению R₁ и R₂, а также к увеличению КПД.

Лекция 13. Электрические машины

Электрические машины – это электротехнические устройства, предназначенные для преобразования электрической энергии в механическую (двигатель), или механической в электрическую (генератор).

В зависимости от рода тока электрические машины подразделяются:

- на электрические машины переменного тока;

- электрические машины постоянного тока.

Электрические машины переменного тока подразделяются:

- на асинхронные;

- синхронные.

Асинхронные машины подразделяются:

- на однофазные;

- трехфазные.

Трехфазные асинхронные двигатели подразделяются:

- на асинхронные двигатели с фазным ротором;

- асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.

Электродвигатели постоянного тока подразделяются:

- на коллекторные;

- вентильные.