Понятия о режимах работы электрических цепей

 

Различают несколько режимов работы трансформатора, имеющего номинальную полную мощность Sном= S1_H0M = U_1ном/I_1ном:

• номинальный режим, т.е. режим при номинальных значениях напряжения U1=U1ном и тока I1=I1ном первичной обмотки трансформатора;

 

• рабочий режим, при котором напряжение первичной обмотки близко к номинальному значению или равно ему: U1=U_1H0M, а ток I1, меньше своего номинального значения I_1ном или равен ему и определяется нагрузкой трансформатора, т.е. током I_2;

В рабочем режиме вторичная обмотка трансформатора подключается к приемнику энергии с сопротивлением нагрузки.

Отношение действующих значений напряжений между выводами вторичной обмотки и между выводами первичной обмотки не совпадает с отношением действующих значений ЭДС, индуцируемых в этих обмотках магнитным потоком в магнитопроводе. Действующие значения напряжений Z_об1 I₁ называются полными внутренними падениями напряжении на первичной и вторичной обмотках трансформатора.

Намагничивающий ток в трансформаторе зависит от его нагрузки, т.е. от тока I₂.

 

• режим холостого хода, т.е. режим ненагруженного трансформатора, при котором цепь вторичной обмотки разомкнута (I₂ = 0) или подключена к приемнику с очень большим сопротивлением нагрузки (например, к вольтметру);

В режиме холостого хода (рис. 7.5) трансформатор превращается в катушку с магнитопроводом, к обмотке которой с числом витков w₁ подключен источник синусоидального напряжения.

Опытом холостого хода называется испытание трансформатора при разомкнутой цепи вторичной обмотки и номинальном первичном напряжении U_lx = U_1ном. На основании этого опыта по показаниям измерительных приборов определяют коэффициент трансформации и мощность потерь в магнитопроводс трансформатора.

Мощность потерь в трансформаторах при холостом ходе складывается из мощности потерь в магнитопроводе, мощности потерь в проводах первичной обмотки и мощности добавочных.

опыт холостого хода служит для определения мощности потерь в магнитопроводе трансформатора. Мощность потерь в трансформаторе при холостом холе мала и составляет 0,3—1,4 % его номинальной полной мощности (тем меньше, чем больше номинальная полная мощность трансформатора).

Зависимости P1x =f(U1x) и I_1x=/(U_lx) называются характеристикам холостого хода трансформатора.

 

• режим короткого замыкания трансформатора, при котором его вторичная обмотка коротко замкнута (U₂ = 0) или подключена к приемнику с очень малым сопротивлением нагрузки (например, к амперметру).

Режим короткого замыкания представляет собой аварийный режим трансформатора, при котором трансформатор сильно нагревается, что может вызвать его разрушение.

Опытом короткого замыкания называется испытание трансформатора при короткозамкнутой цепи вторичной обмотки и номинальном первичном токе I1k =. I_1ном. На основании этого опыта определяют мощность потерь в проводах обмоток и треугольник внутреннего падения напряжений.

Oпыт короткого замыкания служит для определения мощности потерь в проводах первичной и вторичной обмоток:

Из опыта короткого замыкания определяют:
• полное сопротивление короткого замыкания трансформатора

• активное сопротивление короткого замыкания трансформатора

• индуктивное сопротивление короткого замыкания трансформатора

Напряжение короткого замыкания U_к определяет изменение вторичного напряжения нагруженного трансформатора.

Напряжение короткого замыкания составляет 5—10% номинального первичного напряжения и тем больше, чем выше номинальные напряжения обмоток трансформатора.