5. Расчет зависимости изменения напряжения вторичной обмотки трансформатора от характера нагрузки при неизменной ее величине

Таблица №5. Изменение напряжения вторичной обмотки

	град	-90	-60	-30	0	30	60	90
	%	-6,7	-5,1	-2,1	1,45	4,6	6,5	6,7

Рисунок 13. Зависимость ∆U% = f(φ2)

Из выражения следует, что изменения напряжения трансформатора зависит от нагрузки (коэффициента) ее характеристика (угла) и составляющих напряжение короткого замыкания (). Правый квадрат соответствует смешанной активно – индуктивной нагрузке, а левый квадрат активно – емкостной нагрузке. Приимеет положительное значение, т.к. вторичное напряжение с ростом токауменьшается. В случае активно – емкостной нагрузки () при достаточно больших углахимеет отрицательное значение. Вследствие повышения напряжения на нагрузке зависимость. В области активно – индуктивных нагрузок имеетmax (). Чем больше значениебудет иметь трансформатор, тем сильнее у него будет изменяться вторичное напряжение при нагрузке. Что видно из выражения. Чем выше номинальное напряжение трансформатора, тем больше рассеяние трансформатора и напряжение короткого замыкания, и по этому тем больше изменение напряжения трансформатора.

Выводы:

1. Характеристика I₀ = f (U₁₀). На графике видно, что при возрастании напряжения ток холостого хода I₀ растет сначала линейно, а затем несколько быстрее, чем напряжение U₁₀. Это объясняется тем, что вследствие насыщения уменьшается индуктивное сопротивление x_м.

2. Характеристика Р₁₀ = f(U₁₀). Потери холостого хода Р₁₀ изменяются примерно пропорционально (U₁₀)². Такой закон изменения Р₁₀ следует из того, что магнитные потери в сердечнике при f₁ = const пропорциональны В², а так как В  Ф  U₁₀, то, следовательно, Р₁₀  (U₁₀)².

3. Характеристика cos₀ = f(U₁₀). С ростом напряжения растёт реактивная составляющая тока холостого хода, реактивная мощность и насыщение, а следовательно, cos₀ уменьшается.

4. Характеристика I_1K = f(U_1K). С ростом напряжения ток I_1K растёт линейно (магнитная система ненасыщенна, т.к. подводимое напряжение небольшое).

5. Характеристика P_1K = f(U_1K). Потери при коротком замыкании P_1K = 3(I_1K)²r_к. Так как I_1K  U_1K, то потери будут пропорциональны (U_1K)², то есть потери изменяются по параболе.

6. Характеристика cos_к = f(U_1К). С ростом напряжения коэффициент мощности остаётся постоянным, т.к. магнитная система не насыщена.

7. Характеристика U_% = f(). На графике видно, что при активно-индуктивной нагрузке вторичное напряжение трансформатора падает (U  0), а в случае активно-емкостной нагрузки при достаточно большом угле сдвига фаз оно повышается (U  0). Это обусловлено тем, что при протекании через индуктивное сопротивление индуктивный ток вызывает понижение напряжения, а емкостной ток – повышение его. Чем выше номинальное напряжение трансформатора, тем больше рассеяние трансформатора и напряжение короткого замыкания и поэтому тем больше изменение напряжения трансформатора.