Холостой ход трансформатора

Режимом холостого хода называется работа трансформатора при разомкнутой цепи вторичной обмотки (рис. 1.2)

Рис. 1.2. Схема трансформатора в режиме холостого хода

В первичной обмотке протекает ток холостого хода , который создает магнитный поток в сердечнике трансформатора Ф и поток рассеяния , сцепляющийся с первичной обмоткой. Каждый из этих потоков наводит в первичной обмотке ЭДС и . Так как величина потока рассеяния пропорциональна току , то ЭДС потока рассеяния можно представить как . Тогда уравнение Кирхгофа для первичной цепи трансформатора с учетом падения напряжения на активном сопротивлении обмотки будет иметь вид – или в символической форме – , где - индуктивное сопротивление рассеяния первичной обмотки.

Для вторичной цепи, ввиду отсутствия в ней тока, уравнение Кирхгофа имеет вид .

Векторная диаграмма, соответствующая этим уравнениям представлена на рис. 1.3. Ток холостого хода опережает создаваемый им магнитный поток Ф на величину угла магнитных потерь в сердечнике трансформатора. Эти потери возникают вследствие того, что поток Ф наводит в поперечном сечении магнитопровода вихревые токи, нагревающие материал сердечника. Кроме того, потери в сердечнике возникают также в результате перемагничивания. Если вектор тока разложить на реактивную составляющую, совпадающую с направлением потока , и активную, перпендикулярную потоку , то активная составляющая тока будет соответствовать суммарным потерям в магнитопроводе, связанным с вихревыми токами и перемагничиванием. Реактивная составляющая тока определяет величину магнитного потока в сердечнике трансформатора и называется намагничивающим током.

Ток холостого хода трансформатора в несколько раз меньше тока, соответствующего работе его под нагрузкой. Поэтому падения напряжения на активном сопротивлении и индуктивном сопротивлении рассеяния очень мало и приближенные равенства или выполняются с высокой точностью. Следовательно, в режиме холостого хода отношение напряжений на первичной и вторичной обмотках соответствует коэффициенту трансформации .

Рис. 1.3. Векторная диаграмма трансформатора в режиме холостого хода