16.Определение намагничивающего тока
Намагничивающая составляющая тока катушки определяется по второму закону Кирхгофа для магнитных цепей. Для применения второго закона необходимо знать напряженность магнитного поля. Как было упомянуто выше, магнитный поток зависит от приложенного напряжения т.е:
. ( 4.37)
Это выражение можно переписать для модулей:
, ( 4.38)
где S – площадь поперечного сечения магнитопровода.
Определив величину Вом, по кривой намагничивания, находят значение Ном. В воздушном зазоре напряженность определяется по зависимости В = μоН .
Значение индукции как и раньше принимается равным его значению в магнитопроводе. Тогда
. ( 4.39)
Активная составляющая тока находится исходя из мощности потерь в сердечнике Рст, определяемой в свою очередь по справочным данным для данного сорта стали на единицу веса:
. ( 4.40)
Полный ток определяется по теореме Пифагора исходя из векторной диаграммы
. ( 4.41)
17.Трансформатор со стальным сердечником
Трансформатор представляет собой статическое устройство, служащее для преобразования уровней напряжения и тока, а в некоторых случаях просто для гальванической развязки электрических цепей.
Активные сопротивления обмоток и их индуктивные сопротивления можно вынести за пределы магнитопровода ввиду их линейного характера. Тогда получается схема для составления основных уравнений трансформатора со стальным сердечником (рис. 4.35).
, ( 4.42)
. ( 4.43)
У правильно сконструированного трансформатора первые два слагаемых достаточно малы, и ими можно пренебречь:
, ( 4.44)
. ( 4.45)
Поделив первое уравнение на второе, получим для действующих значений
, ( 4.46)
где К – коэффициент трансформации.
Из последнего уравнения следует, что напряжения на обмотках пропорциональны числам витков.
Основной магнитный поток создается под суммарным воздействием обеих обмоток и остается неизменным. Поэтому
, ( 4.47)
где I0 – намагничивающий ток, если I2 = 0, то I0 – ток холостого хода.
Поделим последнее уравнение на w1 :
. ( 4.48)
Откуда появляется понятие приведенного тока
. ( 4.48)
У правильно сконструированного трансформатора намагничивающий ток достаточно мал, и в режиме нагрузки им можно пренебречь. Тогда для действующих значений
, ( 4.49)
. ( 4.50)
Токи в трансформаторе обратно пропорциональны числам витков.
, , .
Расчетная схема замещения приведенного трансформатора представлена на рис. 4.36.
Векторная диаграмма (рис. 4.37) строится в соответствии с выбранными направлениями токов на схеме замещения. Вектора первичной стороны строятся так же как для катушки со стальным сердечником. Вектор тока I2 отстает от вектора напряжения нагрузки на угол φ2 . Величина вектора Е складывается из векторов падений напряжений на параметрах вторичной обмотки нагрузки. Ток первичной обмотки складывается из тока холостого тока (намагничивающего тока) и тока вторичной обмотки, взятой с обратным знаком.