Вопрос 23.Уравнения напряжения трансформатора. Коэффициент трансформации. Уравнения магнитодвижущих сил и токов. Воздействие мдс вторичной обмотки на основной магнитный поток.

Отношение ЭДС обмотки высшего напряжения к ЭДС обмотки низшего напряжения называют коэффициентом трансформации:

Уравнение напряжений для первичной цепи трансформатора:

Уравнение напряжений для вторичной цепи трансформатора:

Уравнение МДС трансформатора:

Уравнение токов трансформатора:

Воздействие МДС вторичной обмотки трансформатора на основной магнитный поток Ф можно объяснить с помощью правила Ленца. В соответствии с этим правилом наведенная в обмотке ЭДС создает в этой обмотке такой ток, который своим магнитным действием направлен против причины, вызвавшей появление этой ЭДС. Причиной наведения ЭДС Е₂ во вторичной обмотке трансформатора является основной магнитный поток Ф, поэтому ток во вторичной обмотке I₂ создает МДС , направленную встречно потоку Ф, т. е. находящуюся с ним в противофазе и стремящуюся ослабить этот поток.

Вопрос 24. Приведение параметров вторичной обмотки. Векторная диаграмма приведенного трансформатора при активно-индуктивной и при активно-емкостной нагрузках.

В общем случае параметры первичной обмотки трансформатора отличаются от параметров вторичной обмотки. Эта разница наиболее ощутима при больших коэффициентах трансформации, что затрудняет расчеты и построение векторных диаграмм, так как в этом случае векторы электрических величин первичной обмотки значительно отличаются по своей длине от одноименных векторов вторичной обмотки. Указанные затруднения устраняются приведением всех параметров трансформатора к одинаковому числу витков, обычно к числу витков первичной обмотки w₁. С этой целью все величины, характеризующие вторичную цепь трансформатора, — ЭДС, напряжение, ток и сопротивления — пересчитывают на число витков w₁ первичной обмотки. Таким образом, вместо реального трансформатора с коэффициентом трансформации k = w₁/w₂ получают эквивалентный трансформатор с k=w₁/w’₂=1, где w’₂=w₁. Такой трансформатор называют приведенным. Однако приведение вторичных параметров трансформатора не должно отразиться на его энергетических показателях: все мощности и фазовые сдвиги во вторичной обмотке приведенного трансформатора должны остаться такими, как и в реальном трансформаторе.

Векторная диаграмма — графическое выражение основных уравнений приведенного трансформатора. Она наглядно показывает соотношения и фазовые сдвиги между токами, ЭДС и напряжениями трансформатора. Кроме того, ее построение полезно для вывода некоторых соотношений, которые упрощают анализ рабочих характеристик трансформатора.

Уравнения напряжений и токов для приведенного трансформатора имеют вид

Порядок построения векторной диаграммы:

1. Откладываем вектор магнитного потока Ф.

2. Под углом 90^о к Ф в сторону отставания откладываем векторы ЭДС Е₂^/ и Е₁.

3. Откладываем вектор тока I₂^/. При этом надо знать характер нагрузки трансформатора. На рис. вектор I₂^/ отстает от Е₂^/ (нагрузка активно-индуктивная)

Векторные диаграммы трансформатора при активно-индуктивной (а) и активно-емкостной (б) нагрузках

4. Используя третье уравнение находим вектор тока первичной обмотки I₁.

5. Векторы напряжений U₁ и U₂ определяются путем построения по уравнениям 1 и 2.