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 Ф_S 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

z_m – соединены параллельно с

z₁ – последовательно с параллельными ветвями.

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