Трансформаторы и электрические машины

Подождите немного. Документ загружается.

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

ãäå

111

XrZ +=

- êîìïëåêñíîå ïîëíîå ñîïðîòèâëåíèå ïåðâè÷íîé

îáìîòêè òðàíñôîðìàòîðà.

Ðèñ. 1.6

Íà îñíîâàíèè ïðèâåäåííûõ óðàâíåíèé (1.26) è (1.29) ìîæíî

ïîñòðîèòü âåêòîðíóþ äèàãðàììó (ðèñ.1.6,à) è ñõåìó çàìåùåíèÿ

(ðèñ.1.6,á) ðåàëüíîãî òðàíñôîðìàòîðà â ðåæèìå õîëîñòîãî õîäà. Ïðè

õîëîñòîì õîäå ïåðâè÷íîå è âòîðè÷íîå íàïðÿæåíèÿ ïðàêòè÷åñêè ðàâíû

ñîîòâåòñòâóþùèì ÝÄÑ è êîýôôèöèåíò òðàíñôîðìàöèè ìîæíî ñ

äîñòàòî÷íîé ñòåïåíüþ òî÷íîñòè îïðåäåëèòü êàê îòíîøåíèå íàïðÿæåíèé

íà çàæèìàõ îáìîòîê òðàíñôîðìàòîðà ïðè õîëîñòîì õîäå:

k ===

(1.31)

ãäå U

 íàïðÿæåíèå U

â ðåæèìå õîëîñòîãî õîäà.

Âåëè÷èíó

−

â óðàâíåíèè (1.30) ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå

ïðîèçâåäåíèÿ òîêà õîëîñòîãî õîäà è ñîïðîòèâëåíèÿ êîíòóðà íàìàãíè÷è-

âàíèÿ:

ZIE

&&&

=−

. Òàê êàê òîê

îòñòàåò ïî ôàçå îò

−

, òî

ñîïðîòèâëåíèå

äîëæíî èìåòü êàê àêòèâíóþ, òàê è èíäóêòèâíóþ

ñîñòàâëÿþùèå:

mmm

jXrZ

. Ó÷èòûâàÿ ýòî, óðàâíåíèå (1.30) ìîæíî

çàïèñàòü â âèäå

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

)()(

10101001

XXI

rrIZIZIU

mmm

+++=+=

&&&&&&&

. (1.32)

Ñîãëàñíî óðàâíåíèþ (1.32), ñõåìó çàìåùåíèÿ òðàíñôîðìàòîðà

ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå, ïîêàçàííîì íà ðèñ. 1.6, á. Ó÷àñòîê ñõåìû

çàìåùåíèÿ, íàõîäÿùèéñÿ ìåæäó òî÷êàìè à è b, ÷åðåç êîòîðûé ïðîõîäèò

òîê I

, íàçûâàþò íàìàãíè÷èâàþùèì êîíòóðîì. Ýíåðãèÿ, âûäåëÿåìàÿ íà

ýòîì ó÷àñòêå, çàòðà÷èâàåòñÿ íà ñîçäàíèå îñíîâíîãî ìàãíèòíîãî ïîòîêà

â ìàãíèòîïðîâîäå òðàíñôîðìàòîðà è íà êîìïåíñàöèþ àêòèâíûõ ïîòåðü,

âîçíèêàþùèõ âìàãíèòîïðîâîäå.

Âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå òðàíñôîðìàòîðà ïðè õîëîñòîì õîäå

ÿâëÿåòñÿ ñóììîé ñîïðîòèâëåíèé

. Ìîùíîñòü, ïîòðåáëÿåìàÿ

òðàíñôîðìàòîðîì èç ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè ïðè õîëîñòîì õîäå,

çàòðà÷èâàåòñÿ íà êîìïåíñàöèþ ïîòåðü â ìàãíèòîïðîâîäå è â ïðî-

âîäíèêàõ ïåðâè÷íîé îáìîòêè (ýëåêòðè÷åñêèå ïîòåðè).

Ïîñêîëüêó ýëåêòðè÷åñêèå ïîòåðè â ïåðâè÷íîé îáìîòêå è âî âòî-

ðè÷íîé îáìîòêå íàãðóæåííîãî òðàíñôîðìàòîðà ñîñòàâëÿþò 3-0,5% îò

åãî íîìèíàëüíîé ìîùíîñòè, òî ïðè õîëîñòîì õîäå ýëåêòðè÷åñêèå ïîòåðè

ïî ñðàâíåíèþ ñ ïîòåðÿìè â ñòàëè îêàçûâàþòñÿ íåáîëüøèìè (ìîùíîñòü,

ïîòðåáëÿåìàÿ èç ñåòè òðàíñôîðìàòîðîì ïðè õîëîñòîì õîäå,

ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñòüþ çàòðà÷èâàåòñÿ íà ïîêðûòèå ïîòåðü â ñòàëè).

Ñëåäîâàòåëüíî, íà îñíîâàíèè èñïûòàíèÿ òðàíñôîðìàòîðà ïðè

ðàçîìêíóòîé öåïè âòîðè÷íîé îáìîòêè è íîìèíàëüíîì ïåðâè÷íîì

íàïðÿæåíèè (òàê íàçûâàåìîãî îïûòà õîëîñòîãî õîäà) ìîæíî îïðåäåëèòü

ïîòåðè â ñòàëè òðàíñôîðìàòîðà. Èçìåðèâ ìîùíîñòü

, ïîòðåáëÿåìóþ

òðàíñôîðìàòîðîì ïðè õîëîñòîì õîäå, è òîê õîëîñòîãî õîäà

, ìîæíî

íàéòè ïàðàìåòðû êîíòóðà íàìàãíè÷èâàíèÿ. Ïîëàãàÿ, ÷òî ìîùíîñòü,

ïîòðåáëÿåìàÿ òðàíñôîðìàòîðîì ïðè õîëîñòîì õîäå

()

rIrrIP

≈+= ,

îòêóäà

≈

. (1.33)

Ñ÷èòàÿ

XXX

≈+

, íàõîäèì

;

mmm

rZX

−=

. (1.34)

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

Ðàáî÷èé ðåæèì òðàíñôîðìàòîðà. Â íàãðóæåííîì òðàíñôîðìà-

òîðå (ñì. ðèñ 1.4) íàðÿäó ñ îñíîâíûì ìàãíèòíûì ïîòîêîì Ô,

èíäóöèðóþùèì ÝÄÑ

â ïåðâè÷íîé è

âî âòîðè÷íîé îáìîòêàõ, ïîòîêè

ðàññåÿíèÿ

èíäóöèðóþò â ïåðâè÷íîé è âòîðè÷íîé îáìîòêàõ

ÝÄÑ ðàññåÿíèÿ

111

−=

;

222

XIjE

−=

, ãäå X

è X

 èíäóêòèâíûå

ñîïðîòèâëåíèÿ, îáóñëîâëåííûå ïîòîêàìè

. Ñ ó÷åòîì ïàäåíèé

íàïðÿæåíèé â àêòèâíûõ ñîïðîòèâëåíèÿõ îáìîòîê âñåõ ÝÄÑ, íàâîäèìûõ

â íèõ ñîãëàñíî âòîðîìó çàêîíó Êèðõãîôà, çàïèøåì óðàâíåíèÿ ýëåêòðè-

÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ äëÿ ïåðâè÷íîé è âòîðè÷íîé öåïåé â êîìïëåêñíîé

ôîðìå:

;

11111

rIEEU

&&&&

=++

(1.35)

22222222

UrIIrIEE

&&&&

+=Ζ+=+

(1.36)

ãäå

ííí

jXrZ

 ñîïðîòèâëåíèå àêòèâíî-èíäóêòèâíîé íàãðóçêè, ìî-

äóëü êîòîðîãî

ííí

XrZ

ZIU

&&&

 ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ â íà-

ãðóçêå, êîòîðîå ðàâíî âòîðè÷íîìó íàïðÿæåíèþ òðàíñôîðìàòîðà. Ïðè

çàìåíå ÝÄÑ

ïàäåíèÿìè íàïðÿæåíèé

−

, óðàâ-

íåíèÿ (1.35) è (1.36) ïðèìóò âèä:

;

111111111

Ζ+−=Χ++−= IEI

rIEU

&&&&&

(1.37)

222222222

Ζ−=Χ−−= IEI

rIEU

&&&&&

(1.38)

ãäå

111

XrZ +=

 ñîïðîòèâëåíèå ïåðâè÷íîé îáìîòêè òðàíñôîðìàòîðà,

ìîäóëü êîòîðîãî

XrZ +=

222

XrZ +=

 ñîïðîòèâëåíèå

âòîðè÷íîé îáìîòêè òðàíñôîðìàòîðà, ìîäóëü êîòîðîãî

Íà ïðàêòèêå ó òðàíñôîðìàòîðîâ ìàãíèòíûå ïîòîêè ðàññåÿíèÿ

â äåñÿòêè ðàç ìåíüøå ïîòîêà Ô, ïîýòîìó äëÿ ðåàëüíîãî

íàãðóæåííîãî òðàíñôîðìàòîðà ñïðàâåäëèâû óðàâíåíèÿ ìàãíèòîäâèæó-

ùèõ ñèë èäåàëèçèðîâàííîãî òðàíñôîðìàòîðà:

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

Ðèñ. 1.7

()

.222

,222

102211

221110

wIwIwI

&&&

+−=

(1.39)

Óðàâíåíèÿ ÌÄÑ (1.39) ïðåîáðàçóþò â óðàâíåíèå òîêîâ:

202

III

′













−+=

&&&&&

(1.40)

Òàê êàê òîê õîëîñòîãî õîäà

I ñîñòàâëÿåò íå áîëåå 10 % îò

ïåðâè÷íîãî òîêà

, òî çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü òîêà

èäåò íà êîìïåíñàöèþ

ðàçìàãíè÷èâàþùåãî äåéñòâèÿ âòîðè÷íîãî òîêà.

Óðàâíåíèÿ (1.37), (1.38) è (1.40)

ïîçâîëÿþò ïîñòðîèòü âåêòîðíóþ äèàã-

ðàììó íàãðóæåííîãî òðàíñôîðìàòîðà

(íåîáõîäèìî çíàòü ïàðàìåòðû òðàíñ-

ôîðìàòîðà, óãîë ïîòåðü

, à òàêæå ïà-

ðàìåòðû íàãðóçêè). Íà ðèñ.1.7 èçîáðà-

æåíà âåêòîðíàÿ äèàãðàììà ïðè àêòèâ-

íî-èíäóêòèâíîì õàðàêòåðå íàãðóçêè, èç

êîòîðîé âèäíî, ÷òî ïðè àêòèâíî-èíäóê-

òèâíîì õàðàêòåðå íàãðóçêè íàïðÿæåíèå

ìåíüøå ÝÄÑ

è ñ óâåëè÷åíèåì

òîêà íàãðóçêè íàïðÿæåíèå

íà çàæè-

ìàõ âòîðè÷íîé îáìîòêè óìåíüøàåòñÿ.

Èçìåíåíèå òîêà íàãðóçêè

ñîïðî-

âîæäàåòñÿ àâòîìàòè÷åñêèì èçìåíåíè-

åì òîêà

ïåðâè÷íîé öåïè òðàíñ-

ôîðìàòîðà. Ýòó âçàèìîñâÿçü ìîæíî

îáúÿñíèòü ñ ïîìîùüþ óðàâíåíèÿ òîêîâ.

Ñõåìà çàìåùåíèÿ ðåàëüíîãî

òðàíñôîðìàòîðà. Ðåàëüíûé òðàíñ-

ôîðìàòîð îòëè÷àåòñÿ îò èäåàëèçèðî-

âàííîãî òåì, ÷òî â íåì ó÷èòûâàþòñÿ àê-

òèâíûå r

è r

è èíäóêòèâíûå Õ

è Õ

ñîïðîòèâëåíèÿ ïåðâè÷íîé è âòî-

ðè÷íîé îáìîòîê ñîîòâåòñòâåííî. Ó÷èòûâàÿ ýòî, ìîæíî ïîñòðîèòü ñõåìó

çàìåùåíèÿ ðåàëüíîãî íàãðóæåííîãî òðàíñôîðìàòîðà, â êîòîðîé ýëåêò-

ðîìàãíèòíàÿ ñâÿçü ìåæäó îáìîòêàìè çàìåíåíà ýëåêòðè÷åñêîé ñâÿçüþ

(ðèñ 1.8). Íà ñõåìå çàìåùåíèÿ ïðèâåäåííîå àêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

âòîðè÷íîé îáìîòêè îïðåäåëÿþò èç óñëîâèÿ, ïî êîòîðîìó ïîòåðè â íåé

ïðè ïðèâåäåíèè îñòàþòñÿ íåèçìåííûìè, ò.å.

()

rIrI

′′

(1.41)

Èñïîëüçóÿ âûðàæåíèÿ (1.19) è (1.41), íàõîäèì

;













′













′

(1.42)

Ïðèâåäåííîå èíäóêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå âòîðè÷íîé îáìîòêè

îïðåäåëÿþò èç óñëîâèÿ íåèçìåííîãî ôàçîâîãî ñäâèãà ìåæäó

íàïðÿæåíèåì â ýòîé îáìîòêå:

.//

2222

rXrX

′′

(1.43)

Èñïîëüçóÿ âûðàæåíèÿ (1.42) è (1.43), ïîëó÷èì













′

;













′

. (1.44)

Íà ñõåìå çàìåùåíèÿ äëÿ íàãðóæåííîãî òðàíñôîðìàòîðà (ñì. ðèñ.

1.8), êðîìå ïðèâåäåííûõ âåëè÷èí

íí

XrXr

′′′′

,,,

, ïîêàçàíî òàêæå

ïðèâåäåííîå íàïðÿæåíèå íàãðóçêè

′

, êîòîðîå îïðåäåëÿåòñÿ òîé æå

ôîðìóëîé, ÷òî è ïðè ïîñòðîåíèè ñõåìû çàìåùåíèÿ èäåàëèçèðîâàííîãî

òðàíñôîðìàòîðà.

Ðåæèì êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ òðàíñôîðìàòîðà. Ðåæèì êîðîò-

êîãî çàìûêàíèÿ òðàíñôîðìàòîðà (âòîðè÷íàÿ îáìîòêà çàìêíóòà

íàêîðîòêî) â ýêñïëóàòàöèîííûõ óñëîâèÿõ ÿâëÿåòñÿ àâàðèéíûì, òàê êàê

òîêè âî âòîðè÷íîé îáìîòêå ïðåâûøàþò â 720 ðàç íîìèíàëüíûå. Ïî-

Ðèñ. 1.8

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

ýòîìó îïûò êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ äëÿ ýêñïåðèìåíòàëüíîãî îïðåäåëåíèÿ

ïàðàìåòðîâ òðàíñôîðìàòîðà ìîæåò áûòü îñóùåñòâëåí ïðè ñèëüíî

ïîíèæåííîì íàïðÿæåíèè ïåðâè÷íîé îáìîòêè (äî çíà÷åíèÿ

). Ýòî

íàïðÿæåíèå (íàïðÿæåíèå êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ) äîëæíî áûòü òàêèì, ÷òîáû

â îáìîòêàõ òðàíñôîðìàòîðà ïðîõîäèëè íîìèíàëüíûå òîêè. Îíî îáû÷íî

âûðàæàåòñÿ â ïðîöåíòàõ îò íîìèíàëüíîãî çíà÷åíèÿ:

.100)/(

⋅=

Hêê

UUU

(1.45)

Íàïðÿæåíèå

ñîñòàâëÿåò îáû÷íî 5-15% îò íîìèíàëüíîãî çíà÷å-

íèÿ è òåì áîëüøå, ÷åì âûøå íîìèíàëüíûå íàïðÿæåíèå è ìîùíîñòü

òðàíñôîðìàòîðà.

Ðàáî÷èé ìàãíèòíûé ïîòîê Ô, çàìûêàþùèéñÿ ÷åðåç ôåððîìàãíèò-

íûé ñåðäå÷íèê òðàíñôîðìàòîðà, çàâèñèò îò ïðèëîæåííîãî ê ïåðâè÷íîé

îáìîòêå íàïðÿæåíèÿ, à ìàãíèòíûå ïîòåðè â ñòàëè ïðîïîðöèîíàëüíû

êâàäðàòó ìàãíèòíîãî ïîòîêà Ô

. Ïîýòîìó ïðè îïûòå êîðîòêîãî çàìû-

êàíèÿ, ââèäó òîãî ÷òî ïðèëîæåííîå íàïðÿæåíèå êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ

íåâåëèêî, ìàãíèòíûé ïîòîê â ìàãíèòîïðîâîäå òðàíñôîðìàòîðà

âåñüìà ìàë è ìîæíî ñ÷èòàòü, ÷òî

≈I . Òàêèì îáðàçîì, ïðè îïûòå

êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ ïîòåðÿìè â ñòàëè è òîêîì õîëîñòîãî õîäà ìîæíî

ïðåíåáðå÷ü. Íà ýòîì îñíîâàíèè ìîæíî ñ÷èòàòü, ÷òî âñÿ ìîùíîñòü,

ïîòðåáëÿåìàÿ òðàíñôîðìàòîðîì ïðè îïûòå êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ,

ðàñõîäóåòñÿ íà ïîêðûòèå ýëåêòðè÷åñêèõ ïîòåðü â ïðîâîäíèêàõ îáìîòîê:

() ()

rIrIrIrIP

HHHHê

′′

+=+=

(1.46)

Òàê êàê ïðè îïûòå êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ òîê

≈

, òî ÌÄÑ

ïåðâè÷íîé îáìîòêè áóäåò êîìïåíñèðîâàòü ÌÄÑ âòîðè÷íîé îáìîòêè è

óðàâíåíèå ìàãíèòíîãî ðàâíîâåñèÿ ìîæíî çàïèñàòü â ñëåäóþùåì âèäå:

2211

=+ wIwI

(1.47)

Òàê êàê ïðè

≈I òîêè

íàõîäÿòñÿ â ïðîòèâîôàçå, òî

ãåîìåòðè÷åñêîå ñóììèðîâàíèå ìîæíî çàìåíèòü àëãåáðàè÷åñêèì

2211

=+ wIwI

, îòêóäà

I −=

, è âûðàæåíèå (1.46) ìîæíî

ïåðåïèñàòü â âèäå

()

êêHHHê

rIrrIrIrIP

121

)

(

′

′′

. (1.48)

Â ýòîì ñëó÷àå èç îáùåé ñõåìû çàìåùåíèÿ òðàíñôîðìàòîðà èñêëþ-

÷àþò êîíòóð íàìàãíè÷èâàíèÿ è ïðåîáðàçóþò åå â ñõåìó, ïðåäñòàâëåííóþ

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

íà ðèñ 1.9, à. Ïàðàìåòðû ñõåìû çàìåùåíèÿ òðàíñôîðìàòîðà ïðè îïûòå

êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ îïðåäåëÿþò ñ ïîìîùüþ ñëåäóþùèõ ñîîòíîøåíèé:

121

Hkê

IUZZZ

′

121

Hêê

IPrrr

′

(1.49)

êêê

rZXXX

−=

′

Íà ðèñ 1.9,á ïðåäñòàâëåíà âåêòîðíàÿ äèàãðàììà, ñîîòâåòñòâóþùàÿ

óïðîùåííîé ñõåìå çàìåùåíèÿ ïðèâåäåííîãî òðàíñôîðìàòîðà ïðè

ðåæèìå êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ. Òðåóãîëüíèê ÎÂÑ íà ýòîé äèàãðàììå

íàçûâàåòñÿ òðåóãîëüíèêîì êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ èëè õàðàêòåðèñòè÷åñêèì

òðåóãîëüíèêîì.. Åãî êàòåòû ÎÑ è ÂÑ íàçûâàþò ñîîòâåòñòâåííî àêòèâíîé

è ðåàêòèâíîé ñîñòàâëÿþùèìè íàïðÿæåíèÿ êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ.

Ðèñ. 1.9

Â ïàñïîðòå êàæäîãî òðàíñôîðìàòîðà óêàçûâàþò îòíîñèòåëüíîå

çíà÷åíèå íàïðÿæåíèÿ êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ

ïðè íîìèíàëüíîì òîêå

â ïðîöåíòàõ îò íîìèíàëüíîãî íàïðÿæåíèÿ. Ïî äàííûì îïûòà êîðîòêîãî

çàìûêàíèÿ îïðåäåëÿþò îòíîñèòåëüíûå çíà÷åíèÿ àêòèâíîé

êà

ðåàêòèâíîé

êð

ñîñòàâëÿþùèõ íàïðÿæåíèÿ êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ, à òàêæå

è ñàìî íàïðÿæåíèå

, %:

êà

;100100100

1111

ΗΗ

ΚΗ

===

SIU

(1.50)

;100

ΚΗ

ΚΡ

(1.51)

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

.100

ΚΗ

ΚΡΚΚ

=+=

UUU

(1.52)

Íàïðÿæåíèå êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ ÿâëÿåòñÿ âåëè÷èíîé, âàæíîé äëÿ

ïðàêòèêè, òàê êàê îíà ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü èçìåíåíèå âòîðè÷íîãî

íàïðÿæåíèÿ òðàíñôîðìàòîðà ïðè íàãðóçêå.

1.2.3. Èçìåíåíèå âòîðè÷íîãî íàïðÿæåíèÿ òðàíñôîðìàòîðà

ïðè íàãðóçêå è åãî âíåøíèå õàðàêòåðèñòèêè

Ïðè ïåðåõîäå îò ðåæèìà õîëîñòîãî õîäà ê ðåæèìó ðàáîòû ïîä

íàãðóçêîé âòîðè÷íîå íàïðÿæåíèå òðàíñôîðìàòîðà èçìåíÿåòñÿ. Ïðè ïî-

ñòîÿííîì çíà÷åíèè ïåðâè÷íîãî íàïðÿæåíèÿ ðàçíîñòü ìåæäó

âòîðè÷íûìè íàïðÿæåíèÿìè â ýòèõ ðåæèìàõ íàçûâàåòñÿ ïðîöåíòíûì

èçìåíåíèåì âòîðè÷íîãî íàïðÿæåíèÿ òðàíñôîðìàòîðà è ðàâíà:

.100100100

220

2012

2122012

220

⋅

′

−

′

=⋅

−

=⋅

−

=∆

UkUk

(1.53)

Òàê êàê ïðè õîëîñòîì õîäå ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ â îáìîòêàõ

òðàíñôîðìàòîðà îòñóòñòâóåò, òî

201

′

è òîãäà ïðè íîìèíàëüíîì

çíà÷åíèè ïåðâè÷íîãî íàïðÿæåíèÿ

.100

`21

⋅

′

−

=∆

(1.54)

Ìîæíî ïîêàçàòü, ÷òî ïðîöåíòíîå èçìåíåíèå âòîðè÷íîãî íàïðÿæåíèÿ

äëÿ ñëó÷àÿ óïðîùåííîé ñõåìû çàìåùåíèÿ (ðèñ. 1.10) áóäåò îïðåäåëÿòüñÿ

âûðàæåíèåì

.100sincos

⋅













+=∆

ϕϕ

(1.55)

Ðèñ. 1.10

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

Èç ýòîãî óðàâíåíèÿ ñëåäóåò, ÷òî èçìåíåíèå âòîðè÷íîãî íàïðÿæåíèÿ

ïðîïîðöèîíàëüíî òîêó íàãðóçêè:

II ≈

′

. Ââîäÿ êîýôôèöèåíò íàãðóçêè

íí

≈=

, ìîæíî ïîêàçàòü, ÷òî:

,100sincos

⋅













+=∆

ϕϕ

êí

èëè

( )

.100sin%cos%

⋅+=∆

ϕϕβ

êðêà

uuu

(1.56)

Âíåøíåé õàðàêòåðèñòèêîé òðàíñôîðìàòîðà íàçûâàþò çàâèñè-

ìîñòü âòîðè÷íîãî íàïðÿæåíèÿ

îò òîêà íàãðóçêè

ïðè UU

const

const=

cos

constff

. Äëÿ ïîñòðîåíèÿ âíåøíèõ õàðàê-

òåðèñòèê èñïîëüçóþò ïîëó÷åííîå ñîãëàñíî (1.54) è (1.56) óðàâíåíèå

( )( )

.100/sincos1)100/1(

22112

⋅+−=∆−=

′

ϕϕβ

êðêàíí

uuUuUU

(1.57)

Èç ðèñ. 1.11 âèäíî, ÷òî âíåøíèå õàðàêòåðèñòèêè òðàíñôîðìàòîðà

ïðàêòè÷åñêè ïðÿìîëèíåéíû, åñëè êîýôôèöèåíò íàãðóçêè íàõîäèòñÿ â

ïðåäåëàõ îò 0 äî 1.

Ðèñ. 1.11

Êðèâàÿ 1 ñîîòâåòñòâóåò ÷èñòî àêòèâíîé íàãðóçêå è

cos

, êðèâàÿ

2  àêòèâíî-èíäóêòèâíîé íàãðóçêå è

8,0cos

ïðè

, à êðèâàÿ 3

 àêòèâíî-åìêîñòíîé íàãðóçêå è cos

cos

ïðè

. Ïðè

óñëîâèè 0 <

< 1 íàïðÿæåíèå íà çàæèìàõ âòîðè÷íîé îáìîòêè

òðàíñôîðìàòîðà èçìåíÿåòñÿ ëèøü íà íåñêîëüêî ïðîöåíòîâ, îáåñïå÷èâàÿ

ïðàêòè÷åñêè ñòàáèëüíîå íàïðÿæåíèå.

Ñîâðåìåííûé Ãóìàíèòàðíûé Óíèâåðñèòåò

1.3. Êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ òðàíñôîðìàòîðà

Òàê êàê ïðè ðàáîòå òðàíñôîðìàòîðà âîçíèêàþò ïîòåðè â ôåððî-

ìàãíèòíîì ñåðäå÷íèêå íà ãèñòåðåçèñ è âèõðåâûå òîêè, òî àêòèâíàÿ

ìîùíîñòü, ïîòðåáëÿåìàÿ íàãðóæåííûì òðàíñôîðìàòîðîì èç ñåòè

,cos

1111

IU=Ρ

(1.58)

íå ðàâíà àêòèâíîé ìîùíîñòè, îòäàâàåìîé òðàíñôîðìàòîðîì ïðèåìíèêó

(íàãðóçêå)

.cos

2222

IU=Ρ

(1.59)

Îòíîøåíèå àêòèâíîé ìîùíîñòè Ð

, îòäàâàåìîé òðàíñôîðìàòîðîì

ïðèåìíèêó, ê àêòèâíîé ìîùíîñòè Ð

, ïîäâåäåííîé ê òðàíñôîðìàòîðó

èç ñåòè, íàçûâàåòñÿ êîýôôèöèåíòîì ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ (ÊÏÄ)

òðàíñôîðìàòîðà:

cos

111

222

(1.60)

Òðàíñôîðìàòîðû èìåþò âûñîêèå çíà÷åíèÿ ÊÏÄ (ñðåäíåé è áîëü-

øîé ìîùíîñòè 0,95-0,995, ìàëîé ìîùíîñòè 0,7-0,9), ïîýòîìó íà ïðàêòèêå

÷àùå ÊÏÄ òðàíñôîðìàòîðà îïðåäåëÿþò êîñâåííûì ìåòîäîì, èñïîëüçóÿ

äàííûå îïûòîâ õîëîñòîãî õîäà è êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ, ÷òî ïîçâîëÿåò

ïîëó÷àòü âûñîêóþ òî÷íîñòü. Â ýòîì ñëó÷àå ÊÏÄ òðàíñôîðìàòîðà

îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå

,11

211

ýñ

ýñýñýc

Ρ+Ρ+Ρ

Ρ+Ρ

−=

Ρ+Ρ

−=

Ρ−Ρ−Ρ

(1.61)

ãäå

 ïîòåðè ìîùíîñòè â ñòàëè (ïîñòîÿííûå ïîòåðè);

`21

)

(

rIrIrIrIP

′′

+=+=

 ýëåêòðè÷åñêèå ïîòåðè â îáìîòêàõ

òðàíñôîðìàòîðà (ïåðåìåííûå ïîòåðè).

Ïðè ïîñòîÿííûõ çíà÷åíèÿõ íàïðÿæåíèÿ ñåòè è ÷àñòîòû çíà÷åíèå

ðàáî÷åãî ìàãíèòíîãî ïîòîêà íå çàâèñèò îò íàãðóçêè, âñëåäñòâèå ÷åãî

ïîòåðè â ñòàëè ïðè íàãðóçêå ðàâíû ïîòåðÿì õîëîñòîãî õîäà:

const

=Ρ=Ρ (1.62)

Îïðåäåëÿÿ ýëåêòðè÷åñêèå ïîòåðè â îáìîòêàõ òðàíñôîðìàòîðà,

ñ÷èòàþò, ÷òî

′

≈

, ïîýòîìó