Содержание 1 Вопрос 1 Конструкция сердечников трансформатора. 2
 Скачать 3.04 Mb.
|
13 Автоматическое саморегулирование трансформатора.Из уравнения: I´1 = I´0 – (ω2 / ω1) .I´2 Следует, что при увеличении нагрузки ток I2 растет, т.к. I0 постоянен, это означает, что автоматически возрастает I1 первичной обмотки. Ток I1 намагничивает сердечник, а ток I2 – размагничивает. Их совместное действие таково, что во всех режимах магнитный поток в сердечнике остается постоянным. В этом заключается автоматическое саморегулирование трансформатора. 14 Внешняя характеристика трансформатора.Внешняя характеристика – это зависимость напряжения на выводах трансформатора от тока, протекающего через нагрузку, подключенную к этим выводам, т.е. зависимость U2=f(I2) при U1=const. При изменении нагрузки (тока I2) вторичное напряжение трансформатора изменяется. Это объясняется изменением падения напряжения на сопротивлении вторичной обмотки I2'z2 и изменением ЭДС E2'=E1 за счет изменения падения напряжения на сопротивлении первичной обмотки. Причем, поскольку уравнения (1.27) векторные, U2 зависит как от значения нагрузки, так и ее характера: активного, индуктивного или емкостного. Значение нагрузки в трансформаторах определяют коэффициентом нагрузки: Kн=I2/I2ном ≈ I1/I1ном, (1.30) характер нагрузки – углом 2 сдвига по фазе вторичных напряжения и тока. Точный расчет внешней характеристики можно выполнить по схеме замещения (рис. 1), изменяя zн и определяя U2 и I2.  Однако на практике часто пользуются формулой U2= U20(1 - Δu/100), (1.31) где U20 - вторичное напряжение при холостом ходе; U2 -вторичное напряжение при данной нагрузке; a Δu - изменение вторичного напряжения, т.е. арифметическая разность между напряжением х.х. и напряжением при данной нагрузке в процентах от напряжения х.х. Значение Δu рассчитывают по упрощенному выражению, которое можно получить из схемы замещения трансформатора при определенных допущениях: Δu=Kн(uкаcosφ2 + uкрsinφ2) (1.32) Входящие в выражение (1.32) величины uка и uкр - это активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания (к.з.) uк. Напряжение uк определяется как отношение напряжения Uк, при котором проводится опыт к.з., к номинальному напряжению U1ном в процентах. В опыте к.з. вторичную обмотку трансформатора замыкают накоротко (zн=0), а к первичной подводят такое пониженное напряжение Uк, при котором по обмоткам токи протекают номинальные. В опыте к.з. напряжение питания уравновешивается в основном падением напряжения в обмотках, и величину Uк можно рассматривать как эквивалентное падение напряжения в обмотках при номинальном токе нагрузки. В силовых трансформаторах и трансформаторах питания малой мощности значение uк составляет 5-15%, причем большие значения относятся к трансформаторам меньшей мощности. Конкретные значения uк приводятся в соответствующих каталогах. Значения uка и uкр либо определяются экспериментально в опыте к.з., либо рассчитываются через параметры схемы замещения. uка= 100% I1ном (R1 - R2')/U1ном (1.33) uка= 100% I1ном (X1 - X2')/U1ном (1.34)  Рис. 2 Внешние характеристики, построенные по (1.31) и (1.32), представлены на рис. 2,a. Как видно, характеристики линейные и жесткие. Жесткость характеристик, т.е. слабая зависимость функции (U2) от аргумента (Kн), объясняется тем, что сопротивление обмоток невелико (uк≈5-15%), а основной магнитный поток мало зависит от нагрузки. При активной (φ2=0) и активно-индуктивной (φ2>0) нагрузке характеристики всегда падающие, при активно-емкостной (φ2<0) нагрузке могут быть возрастающими (в формуле (1.32) член uкрsinφ2 становится отрицательным). В трансформаторах небольшой мощности активное падение напряжения обычно больше, чем индуктивное, и характеристика при активной нагрузке менее жесткая, чем при активно-индуктивной (рис. 2, а). В трансформаторах большой мощности соотношение падений напряжения противоположное и характеристика при активной нагрузке будет более жесткой. |