Индуктированную в первичной обмотке ЭДС E1 уравновешивает напряжение сети U1. ЭДС E1 и напряжение U1 равны и взаимно

противоположны.

Из векторной диаграммы видно, что ток Iр, потребляемый трансформатором при холостом ходе, отстает от напряжения сети U1

на 900.

В реальном трансформаторе необходимо учитывать потери и рассеяние магнитного потока. Потери будут иметь место в стали и в меди трансформатора.

К потерям в стали относятся потери на гистерезис и вихревые токи, возникающие в стальном сердечнике. Электрические потери в меди обмоток трансформатора слагаются из потерь на тепло в его обмотках при нагревании их током.

От других машин и аппаратов трансформатор отличается замкнутой магнитной системой и отсутствием вращающихся частей. Поэтому потери в нем малы и КПД трансформаторов больших мощностей достигает 99% и выше.

Нагрузка трансформатора

Нагрузкой трансформатора называется режим, при котором вторичная обмотка замкнута на какое-либо сопротивление. При этом во вторичной обмотке будет проходить ток I2, который создает

свой магнитный поток Ф2. Таким образом, при нагрузке трансформатора в нем будут действовать намагничивающие силы

Однако результирующий магнитный поток должен оставаться постоянным (точнее почти постоянным), так как индуктированная им ЭДС E1 при

неизменном напряжении сети U1

должна оставаться почти неизменной и почти равной напряжению U1.

Построим векторную диаграмму для режима нагрузки идеального трансформатора в случае, когда к зажимам его вторичной обмотки подключено активное сопротивление.

Магнитный поток трансформатора Ф и намагничивающий ток IO совпадают по

ТРЁХФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Трёхфазная симметричная система ЭДС образуется путём совокупности трёх синусоидальных ЭДС одинаковой частоты и амплитуды, сдвинутых по фазе относительно друг друга на 1200. Аналогично получаются трёхфазные системы напряжения и токов.

Трёхфазную систему ЭДС получают при помощи трёхфазного генератора, у которого три неподвижные обмотки, сдвинутые на 1200, размещаются в пазах на статоре (неподвижная часть электрической машины), а магнитное поле создаётся током обмотки, имеющейся на роторе (вращающаяся часть электрической машины). Через щётки и кольца к концам этой обмотки подаётся постоянное напряжение от специального источника постоянного тока.

Ротор генератора при помощи первичного механического двигателя (паровая турбина, гидротурбина, двигатель внутреннего сгорания и т. п.) приводится во вращение, в результате чего его магнитное поле пересекает обмотки статора и в них индуктируются синусоидальные ЭДС.

Рис. 11.1

На рис. 11.1 представлена волновая и векторная диаграммы трёхфазной системы ЭДС.

Аналитическая запись трёхфазной системы ЭДС следующая:

где Em – амплитудное значение эдс во всех трёх фазах; – угловая частота вращения ротора.

Трёхфазный генератор, соединённый проводами с трёхфазным потребителем, образует трёхфазную электрическую цепь, в

которой протекает трёхфазная система токов

где Im – амплитудное значение тока во всех трёх фазах; – угловой сдвиг между ЭДС (напряжением) и током соответствующей фазы.

Участок цепи, по которому протекает один из токов, называют фазой трёхфазной цепи (например, фаза A).

На рис. 11.2 в качестве примера представлена векторная диаграмма трёхфазных напряжений и токов обмоток генератора при симметричной нагрузке, соединённой по схеме «звезда».

Возможны различные способы соеди-нения обмоток генератора с Рис. 11.2 нагрузкой. Наиболее распространены два способа

соединения обмоток генератора и