Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Трансформаторы.doc
Скачиваний:
82
Добавлен:
29.02.2016
Размер:
14 Мб
Скачать
☆

1.7 Схема замещения трансформатора

При расчетах обычно параметры вторичной обмотки трансформатора приводят к параметрам его первичной обмотки. При этом полагают, что у такого приведенного трансформатора E1=E2’=kE2 , (1.20)

где E2’ – ЭДС приведенного трансформатора.

Из условия

S1=S2=S2’,

I1E1=I2E2=I2’E2’ ,

I2’=I2E2/E2’=I2(1/k) (1.21)

Из условия

jI2’X2’=k(jI2X2) (1.22)

X2’=k(I2/I2’)X2=k2X2 (1.23)

Аналогично r2’=k2r2 (1.24)

Основные уравнения приведенного трансформатора в векторной форме:

U1=-E1+jI1X1+I1r1

U2’=E2’-jI2’X2’-I1r2’ (1.25)

I1=I0+(-I2’)

E1=E2’

Векторная диаграмма приведенного трансформатора:

jI1X1

U1

jI1X1

I1r1

E1

Ψ1

φ1

I1

I0

-I2’

Ф0

E2’

Ψ2’

-I2’r2’

-jI2’X2’

Ι2’

U2’

φ2

Р u1 i1r1 e1 i1 -i2’ ф0 e2’ -jI2’x2’ -i2’r2’ i2’ u2’ ψ2 φ2 ψ1 φ1 i0исунок 1.10

Основные уравнения приведенного трансформатора в комплексной форме можно записать в виде:

U1=-E1+I1z1

U2’=E2’-I2’z2’=I2’zн’ (1.26)

I1=I0+(-I2’)

E1=E2’=-I0zm=-I0z0 ,

где zm – сопротивление контура намагничивания в режиме холостого хода. Решая эти уравнения относительно I1, получим

(1.27)

Эквивалентное сопротивление трансформатора:

(1.28)

В формулах 1.26-1.28 z1, z2’, z’н – полные сопротивления соответственно: первичной, вторичной обмотки трансформатора и нагрузки.

Схема замещения приведенного трансформатора показана на рисунке 1.11

Рисунок 1.11

Такая схема применяется при расчетах трансформатора. В указанной схеме магнитные связи заменены электрическими. Векторная диаграмма трансформатора используется для оценки режимов работы трансформатора.

1.8 Опыт холостого хода и короткого замыкания

Указанные опыты используются для определения параметров схемы замещения трансформатора: r1, X1, r2’, X2’, rm, Xm.

Порядок проведения опытов и определения схемы замещения рассматривается на лабораторных занятиях.

Лекция №2

2. Характеристики трансформаторов

Рисунок 2.1

К основным характеристикам трансформаторов относятся:

  1. Внешняя характеристика

U2 = f (I2)

  1. Характеристика КПД трансформатора

η = f (I2)

2.1 Внешняя характеристика трансформатора

U2 = U20 – ΔU, где (2.1)

U20 – напряжение на выходе трансформатора в режиме холостого хода;

ΔU – изменение напряжения трансформатора при нагрузке.

Схема замещения трансформатора в режиме нагрузки имеет вид:

Рисунок 2.2

Поскольку Zm >> Z1 и Z2’ , а I0 = пост., не зависит от нагрузки,

Схему замещения можно упростить (рисунок 2.3).

Рисунок 2.3

В схеме rk = r1 + r2’; Xk=X1+X2’

Очевидно U2’ = U1 – ΔUk, ΔUk = U1 – U2’

Определим изменение вторичного напряжения ΔUk по векторной диаграмме (рисунок 2.4).

ΔUk = = I1rkCosφ2 + I1XkSinφ2

В относительных единицах и процентах:

= =

=, (2.2)

где относительное значение тока: β = ;

=– относительное значение активной составляющей напряжения короткого замыкания при номинальном токе;

–относительное значение реактивной составляющей напряжения короткого замыкания при номинальном токе.

Рисунок 2.4

Более точная формула, используемая для силовых трансформаторов, имеет вид:

= β*(*Cosφ2 +*Sinφ2) +,(2.3)

Внешняя характеристика трансформатора:

U2’ = Uн – ΔUk = U*[1 – + +, (2.4)

В формуле 2.4 ΔUk = ΔU%* Uн*.