Главная Движение носителей электрических зарядов



Падение напряжения на индуктивной нагрузке идеализированного трансформатора

W2 = Wl= -eL= К

откуда индуктивность нагрузки

"2

diildt

Приведенная индуктивность нагрузки

di2/dt

Подставляя в последнее выражение значения и2 согласно (11.18) и i2 согласно (11.19), получим

L„ = , = (11.21)

d ( W2

/ Wl Y U2 V W2 У Л2/Л

Падение напряжения на емкостной нагрузке идеализированного трансформатора исходя из формулы i2 = равно du2 = ггЛ,

Clt Си

откуда емкость нагрузки

du2/dt

Приведенная емкость нагрузки

С = 2 -W22/wi / 2 - fey С п 1221

" rfM2/af Wi аМ2 VJ 1<2/Л ~ VwJ >

W2 dt

Величины е2, и2, i2,

У*!!, ihj хз.рз.ктсризуют электрическую цепь нагрузки вторичной обмотки трансформатора, которая приведена к первичной. Такое приведение позволяет построгггь схему замещения идеализированного трансформатора в виде, представленном на рис. 11.3. В этой схеме магнитная связь между первичной и вторичной обмотками заменена электрической связью. Схема замещения построена на основании следующих выражений:

Ui = u2; ii = io + i2; ui = -Ей

E,=ioZ„ = io(r„+jXj, (11.23)

где Z„ - параметр, изображающий магнитную цепь и называемый условно ИОЛНЫЛ1 сопротивлением контура намагничивания; - активное сопротивление конхура намагничивания, обусловленное потеряли на гистерезис и вихревые токи в магнитопроводе; - индуктивное сопротивление контура намагничивания, обусловленное затратой энергии, вдущей на создание основного магнитного потока Ф в магнитопроводе. При этом сопротивления г„ и необходимо выбрать так,




чтобы в режиме холостого хода, когда 1фактически Еу равна номинальному напряжению Ui, ток холостого хода

h = El lir + jXJ = £i /Z, (11.24)

t. e. отношение £i/Z было бы равно по модулю действующему значению тока холостого хода, а мощность IqEi cos Фо = lom была бы равна мощности, забираемой трасформа-Рис. 11.3 тором из сети при холостом ходе.

На рис. 11.3 участок схемы замещения между точками а и Ь, через которые проходит ток Iq, замещает намагничивающий контур трансформатора.

§ 11.3. Реальный т]

При детальном исследовании процессов, наблюдаемых в реальных трансформаторах (рис. 11.4), необходимо учитывать магнитные поля рассеяния и активные сопротивления обмоток трансформатора. На рис. 11.4 изображены магнитные линии полей рассеяния первичной Фу и вторичной обмоток. Магнитные линии каждого из этих магнитных потоков рассеяния сцеплены только с витками своей обмотки, т. е. эти магнитные потоки не участвуют в передаче энергии из первичной цепи во вторичную. Однако в каждой из обмоток они наводят э. д. с. соответственно

£ai = 4,44/wi#„i,„; Е,2 = 4,44/w20„2,„.

(11.25)

Режвш холостого хода трансформатора. При режиме холостого хода первичная обмотка трансформатора подключена к электрической сети, а от вторичной обмотки отключена нагрузка (рис. 11.5). Режим холостого хода ничем не отличается от работы катушки с ферромагнитным сердечником, рассмотренной в гл. 8, поэтому все соотношения и векторная диаграмма справедливы для случая холостого хода трансформатора.



I



в реальном трансформаторе ток холостого хода /о наряду с реактивной составляющей тока создающей в магнитопроводе

трансформатора основной поток Ф, имеет также и активную составляющую /qs, которая обусловлена потерями энергии на гистерезис и вихревые токи в магнитопроводе. Поэтому ток холостого хода

/о=/оа + /ор. (И.26)

Следует отметить, что в трансформаторах при выполнении магнитопровода из листов электротехнической стали толщиной 0,35 - 0,5 мм и частоте 50 Гц активная составляющая тока холостого хода не превышает 10% от /о, вследствие чего /о а не оказывает заметного, влияния на значение тока холостого хода.

При прохождении тока Iq кроме основного магнитного потока Ф в магнитопроводе первичной обмотки наводится поток рассеяния Фх.

Поток Фп1 индуцирует в первичной обмотке трансформатора э. д. с. рассеяния £„1. Так как поток рассеяния Ф! замыкается в основном .по воздуху, то он пропорционален м. д. с. первичной обмотки или первичному току, поэтому £„1 = IqXi, где Xi - индуктивное сопротивление первичной обмотки трансформатора, обусловленное потоком рассеяния Фп1. Так как вектор Ei отстает от потока и тока на угол л/2, то для э. д. с. можно записать

Eel = -jioXi-

(11.27)

В реальном трансформаторе первичная обмотка обладает активным сопротивлением rj, на котором при прохождении тока Iq имеется падение напряжения IgVi, поэтому, согласно второму закону Кирхгофа, уравнение трансформатора для первичной цепи при холостом ходе имеет вид

откуда

Ui = -Ei+ IgVi +jIoXi, или ill = -Ei+EoZu

(11.28)

(11.29) (11.30)

где Zi = ri - комплекс-

ное значение полного сопротивления первичной обмотки транс-форматора; Zi=\/rj + Xj - модуль полного сопротивления первичной обмотки трансформатора.

На основании уравнений (11.26) и (11.29) можно построить векторную диаграмму (рис. 11.6, а) и схему замещения (рис. 11.6,6) реального трансформатора в режиме холостого хода. Построение векторной

1 1 1

Рис.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 [61] 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148


0.0116