3.4.1. Основные положения теории

При включении трансформатора на синусоидальное напряжение основной магнитный поток Ф в сердечнике трансформатора будет также синусоидальным и отстающим от приложенного напряжения на угол p/2. В свою очередь создаваемые этим потоком ЭДС в обмотках трансформатора сохраняют синусоидальную форму и будут отставать от магнитного потока также на угол p/2.

Если пренебречь падением напряжения в первичной обмотке, которое в режиме х. х. очень мало, то соотношение между приложенным напряжением и магнитным потоком будет определяться выражением:

(27)

где f₁ – частота питающей сети, Гц;

w₁ – число витков первичной обмотки;

П_с – сечение стержня трансформатора (сердечника), см²;

В_с – индукция в стержне (амплитудное значение), Тл.

Поскольку кривая намагничивания сердечника имеет нелинейный характер, кривая намагничивающего тока будет отличаться от синусоиды, и тем больше, чем сильнее насыщен сердечник.

Построение кривой тока х. х. при синусоидальном магнитном потоке Ф и различной степени насыщения сердечника показано на рис. 8.

Рис. 8. Схематичное представление порядка

построения кривой тока х. х.

Из числа высших гармонических составляющих тока более всего выражена третья гармоника и несколько меньше – пятая. Гармоники более высокого порядка относительно малы, и ими в данном случае можно пренебречь. Наличие высших гармоник придает кривой намагничивающего тока резко заостренную форму.

3.4.2. Экспериментальная часть

1) Собрать схему экспериментальной установки (рис. 9).

2) Проследить изменение формы кривой тока х. х. при различном насыщении сердечника трансформатора.

3) Зарисовать кривую тока х. х. при следующих значениях напряжения U₁: 0,5U_н; U_н; 1,25U_н; 1,5U_н.

3.4.3. Расчеты и построения

1) Привести осциллограммы тока х. х. для различных режимов.

2) Рассчитать индукцию в сердечнике трансформатора при различном насыщении и построить кривую намагничивания сердечника

3) Пользуясь кривой намагничивания, построить теоретические кривые тока х. х., сравнить их с полученными экспериментально.

3.4.4. Методические рекомендации к проведению исследований

Для проведения экспериментальной части работы необходимо собрать схему, приведенную на рис. 9. В качестве испытуемого трансформатора реко-мендуется взять среднюю фазу трехстержневого трансформатора (можно использовать однофазный трансформатор, методика проведения работы при этом не изменится). Питание через обмотку подается на обмотку НН с таким расчетом, чтобы можно было повысить напряжение на ней до 1,5U_н.

Кривую тока можно снять, используя в качестве шунта обмотку амперметра. Внимание! Обмотку амперметра КИП использовать нельзя! В этом случае в качестве шунта используется несколько витков ползункового реостата r (если его обмотка рассчитана на ток не меньше того, который будет применяться в процессе опыта).

Рис. 9. Электрическая схема для проведения опыта

Рекомендуется опыт начинать с напряжения питания, равного 1,5U_н. При этом настраивается осциллограф и в процессе всего опыта настройка его не меняется.

При U = 1,5U_н с экрана осциллографа необходимо перечертить на кальку или прозрачную бумагу кривую тока х. х. и записать показания приборов в табл. 7. Затем напряжение питания снижается, показания приборов также заносятся в табл. 7, срисовываются кривые тока.

Т а б л и ц а 7