3.6. Розрахунок трифазного кола при з'єднанні трикутником

Розглянемо розрахунок при симетричному навантаженні фаз, тобто коли

. (3.22)

Нехай джерело буде симетричним, має нескінченну потужність ( ) і фази його з'єднані зіркою (рис. 3.13).

Розрахунок будемо проводити для фази , до затискачів А - В приймача прикладена міжфазна напруга:

(3.23)

Рис 3.13

Зірка фазних напруг джерела ( , , ) симетрична, приймемо для фази А початкову фазу напруги такою, яка дорівнює нулю, тобто направимо по осі +1.

Рис. 3.14

Як було розглянуто вище (див. 3.3), модуль у раз більший від фазної напруги , а вектор випереджає на 30°, що видно з рис. 3.14.

Таким чином, є можливість розрахувати комплекс фазного струму

(3.24)

Оскільки розглядуване трифазне коло симетричне, то струми у двох фазах можна не розраховувати, а записати їх комплекси з урахуванням зсуву за фазою на 120°:

(3.25)

Розрахувавши таким чином комплексні значення фазних струмів , , можна за І-м законом Кірхгофа розрахувати комплексні значення лінійних струмів (див. формули 3.5).

Побудова векторної діаграми струмів та напруг, коли відомі модулі та аргументи всіх величин, легко здійснюється на комплексній площині.

Розрахунок трифазного кола при з'єднанні трикутником і несиметричному навантаженні фаз проводиться аналогічно, але його необхідно виконувати для всіх трьох фаз, бо в цьому випадку значення фазних і лінійних струмів за модулем та фазою будуть різними.

Тема 4. Трансформатори

Навчальна мета: розкрити принципи побудови та закони функціонування трансформаторів

Час: 70 хвилин.

Метод: лекція.

Місце: навчальна аудиторія.

Навчальні питання:

1. 10 хв.

2. 10 хв.

3. 15 хв.

4. 15 хв.

5. 15 хв.

6. Заключна частина – 5 хв. (підсумок лекції, відповіді на запитання)

Матеріально-технічне забезпечення: схеми, малюнки, збірники задач та матеріалів.

Джерела та література:

Л – 2, 3, 6.

План

4.1. Загальні відомост

4.2. Режим холостого ходу трансформатора

4.3. Дослід короткого замикання трансформатора

4.4. Схема заміщення і векторна діаграма трансформатора

4.5. Трифазні трансформатори

4.1. Загальні відомості

Трансформатором називається електромагнітний пристрій, призначений для перетворення електричної енергії змінного струму однієї напруги в електричну енергію іншої напруги тієї ж частоти.

На рис. 4.1 наведена найпростіша схема однофазного трансформатора.

Рис. 4.1

Трансформатор містить:

• первинну обмотку 1 з кількістю витків , яка підключається до джерела первинної напруги , і по ній протікає первинний струм ;

• вторинну обмотку 2 з кількістю витків , до її виводів підключається навантаження і по ній протікає вторинний струм ;

• феромагнітне осердя 3.

При протіканні струму по первинній обмотці , створюється магнітний потік , який замикається по феромагнітному осерді, яке має мінімальний опір для магнітних силових ліній; частини магнітного потоку, так звані потоки розсіювання та замикаються по повітрі. У вторинній обмотці наводиться EPC взаємоіндукції, на затискачах вторинної обмотки з'являється змінна напруга , під дією якої по опору навантаження протікає вторинний струм .

ККД трансформатора близький до 1. А це означає, що , де потужність первинної сторони:

(4.1)

потужність вторинної сторони:

(4.2)

Коефіцієнтом трансформації трансформатора за напругою називається відношення номінальних напруг:

(4.3)

Одне з основних рівнянь, які зв'язують між собою параметри трансформатора, є приблизна рівність ампервитків первинної і вторинної сторін:

(4.4)

Історично трансформатори почали застосовувати в кінці XIX століття, коли виникла необхідність передавати електричну енергію на значні відстані. Важливою особливістю трансформатора є можливість отримувати декілька різних вторинних напруг, якщо на осерді розмістити не одну вторинну обмотку , а декілька з різною кількістю витків. Крім того, трансформатор дає змогу усунути гальванічний (електричний) зв'язок між первинною і вторинною обмотками. У трансформаторі передача потужності з первинної сторони на. вторинну відбувається за допомогою магнітного поля осердя.

Для того, щоб спростити зображення трансформаторів на електричних схемах, їх зображають умовно. На рис. 4.2. наведені схеми умовних зображень, які застосовуються.

Трансформатори широко застосовуються в електроенергетиці, пристроях автоматики, електровимірювальній та побутовій техніці.