Работа однофазного трансформатора под нагрузкой

Приведение параметров вторичной обмотки трансформатора к первичной. Так как в общем случае W1 ¹ W2, E1 ¹ E2, и т.д. соответственно разным W и E соответствуют разные и параметры. Это затрудняет производить количественный анализ процессов происходящих в трансформаторе и построение векторных диаграмм. Обычно приводят параметры вторичной обмотки к числу витков W1 , поэтому E’2 = E1

1) E2 ® E¢2; ;

E¢2 = E2×k

2) I2 ® I¢2; E¢2I¢2 = E2I2; I¢2= = ;

I¢2 = I2/k

3) r2 ® r¢2; ;

4) x2 º L2 º W22;

x’2 = x2×k2; z’2 = z2×k2

 

Далее в схемах замещения и векторных диаграмм будем использовать приведенные параметры.

Физические процессы в трансформаторе при нагрузке

 

При разомкнутом ключе k – xx.

При замыкании k действием E2 ® I2

Вторичный ток I2 по закону Ленца создает поток вторичный потоку Ф0. Суммарный поток ¯ ум E1 и из сети будет протекать такой дополнительный ток, который скомпенсирует поток вторичной обмотки и поток будет равен потоку при x.x .

Вторичная обмотка создает н.с. F2 = I2W2

Намагничивающая сила трансформатора при нагрузке

т.е. сохранения неизменности потока необходимо чтобы при нагрузке сумма ампер-витков первичной и вторичной обмоток трансформатора по величине и по фазе была равна ампер- виткам трансформатора при холостом ходе.

Основной поток Ф0 создается малой маг. силой I0W1, но при малом магнитном сопротивлении, достигает большой величины поток рассеяния ФS создается большой нам. силой – I1W1, но т.к. он проходит в основном по маслу, то величина его мала.

Далее построим векторную диаграмму трансформатора при нагрузке.

 

Векторная диаграмма трансформатора при нагрузке

Запишем основные уравнения ЭДС и токов.

1)

2)

Ф0 ®

3)

На основе этих уравнений строится векторная диаграмма.

Схема замещения трансформатора при нагрузке

Трансформатор представляет собой две независимые электрические цепи связь между ними электромагнитная. Для упрощения расчета трансформатора применяют схемы замещения – эти схемы эквивалентны реальным трансформаторам, т.к. вторичная обмотка приводится к первичной, то обе обмотки можно совместить в одну по которой протекает ток I0. В этом случае объединенная обмотка играет роль намагничивающего ротора, который создает основной магнитный поток.

Схема замещения должна отвечать основным уравнениям ЭДС и н.с. реального трансформатора, т.е.

1.

2.

; , откуда

; , в уравнение (1)

, где

– соединены последовательно

zm – соединены параллельно с

z1 – последовательно с параллельными ветвями.

Схема позволяет анализировать работу реального трансформатора, т.е. заданный током