Вопрос 25. Схема замещения приведенного трансформатора. Назначение, процесс перехода от реального трансформатора.

Трансформатор является аппаратом , в котором имеют место как электрические так и магнитные процессы. Для упрощения расчетов магнитные процессы заменяют электрическими. Электрическая схема, в которой магнитная связь между обмотками трансформатора заменена электрической, носит название схемы замещения. Эта схема должна полностью соответствовать уравнениям описывающим процесс работы трансформатора. Физически процесс перехода от реального трансформатора к схеме замещения можно представить по этапам:

1. Реальные обмотки представляем в виде последовательных цепей, содержащих активные r₁ и r₂, индуктивные х₁ и х₂ сопротивления и идеализированные катушки , сопротивление которых равно нулю. Эти катушки создают только ЭДС Е₂ и Е₁.

2. Параметры вторичной обмотки приводят к первичной. В результате становятся равными ЭДС Е₂^/ = Е₁ и, следовательно, потенциалы точек а₁ и а₂.

3. Соединяют эквипотенциальные точки а₁ и а₂, а две обмотки заменяют одной катушкой, создающей ЭДС Е₂^/ = Е₁.

4. Катушку создающую ЭДС Е₂^/ = Е₁, представляют в виде участка электрической цепи, содержащее активное r_m и индуктивное х_m сопротивления, по которым течет намагничивающий ток Io, так чтобы Е₂^/=Е₁=Io (r^,_m+jx^/_m)

Вопрос 26. Внешняя характеристика, потери и кпд трансформатора. Зависимость кпд от нагрузки.

Внешней характеристикой трансформатора называется зависимость вторичного напряжения от тока нагрузки U₂=f(I₂) при U₁ =const, f₁ = const и ψ₂= const. С ростом нагрузки при активной R и индуктивной L нагрузках вторичное напряжение уменьшается, а при емкостной С, наоборот, увеличивается.

В процессе трансформирования электрической энергии часть энергии теряется в трансформаторе на покрытие потерь. Потери в трансформаторе разделяются на электрические и магнитные.

Электрические потери. Обусловлены нагревом обмоток трансформаторов при прохождении по этим обмоткам электрического тока. Электрические потери называют переменными, так как их величина зависит от нагрузки трансформатора.

Магнитные потери. Происходят главным образом в магнитопроводе трансформатора. Причина этих потерь — систематическое перемагничивание магнитопровода переменным магнитным полем. Это перемагничивание вызывает в магнитопроводе два вида магнитных потерь: потери от гистерезиса Р_Г, связанные с затратой энергии на уничтожение остаточного магнетизма в ферромагнитном материале магнитопровода, и потери от вихревых токов Р_ВТ, наводимых переменным магнитным полем в пластинах магнитопровода. При неизменном первичном напряжении (U₁ = const) магнитные потери постоянны, т.е. не зависят от нагрузки трансформатора.

Коэффициент полезного действия трансформатора равен отношению активной мощности на выходе вторичной обмотки Р₂ к активной мощности на входе первичной обмотки Р_1.

КПД трансформатора зависит как от величины (β), так и от характера (cosφ₂) нагрузки. Максимальное значение КПД соответствует нагрузке, при которой магнитные потери равны электрическим: Р_0ном =β'²/Р_К.НОМ. Обычно КПД трансформатора имеет максимальное значение при β'=0,45÷0,65.