Потери и КПД трансформатора

Коэффициентом полезного действия трансформатора называется отношение активных мощностей вторичной и первичной обмоток:

η = (4.23)

Мощность , отбираемая трансформатором из сети,

= П, (4.24)

где ∑ П – суммарные потери.

Суммарные потери складываются из гистерезисных потерь в сердечнике и потерь на нагрев обмоток трансформатора . Потери в сердечнике определяются из опыта холостого хода и для данного трансформатора являются постоянной величиной. Потери на нагрев медных обмоток пропорциональны квадрату тока:

= . (4.25)

Умножив и разделив (4.25) на получим:

= (4.26)

где 𝛽= – коэффициент загрузки трансформатора.

Мощность , передаваемая трансформатором приемнику,

= . (4.27)

Так как вторичное напряжение трансформатора при изменении нагрузки меняется мало, можно считать, что:

.

Тогда после умножения и деления (4.27) на получим:

= =β (4.28)

где β = , .

Подставляя в (4.23) значения мощности и потерь, окончательно получим формулу для расчета КПД:

η = . (4.29)

Проверка (4.29) на экстремум показывает, что КПД будет иметь максимальное значение при равенстве потерь в стальном сердечнике и в медных обмотках, т.е:

= . (4.30)

В течение года промышленные силовые трансформаторы от сети никогда не отключаются, поэтому годовой КПД будет несколько меньше вычисленного по (4.29).

 

 

6.4.9. Задачи для самопроверки по разделу «Магнитные цепи

и трансформаторы»

 

Задача 1.Номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, состоящей из 2200 витков, U=220 В. Найдите номинальное напряжение вторичной обмотки, если она содержит 1000 витков.

Задача 2.Номинальная мощность трансформатора ОСМ-016У3 SН=0,160 кВА, номинальное первичное напряжение U=220 В, ток холостого хода i%=10. Найдите действующее значение тока холостого хода.

Задача 3. Найдите намагничивающую силу первичной обмотки трансформатора, работающего в номинальном режиме, если мощность Sн=0,160 кВА, напряжения U=220 В, а обмотка имеет 2200 витков.

Задача 4.Магнитная индукция в сердечнике трансформатора сечением 4 см2, первичная обмотка которого включена в сеть промышленной частоты, равна 1,13 Тл. Сколько витков имеет вторичная обмотка, если напряжение U20=36 В.

Задача 5.При проведении опыта холостого хода приборы показали: U10=220 В, U20=110 В, I10=0,2 А, P10=7 Вт.

Найдите коэффициент трансформации трансформатора и коэффициент мощности холостого хода.

Задача 6.Мощность потерь холостого хода трансформатора Р10=7 Вт, мощность потерь короткого замыкания Ркз=15 Вт.

Найдите коэффициент загрузки, при котором КПД станет максимальным.

Задача 7.Найдите мощность потерь в обмотках трансформатора, работающего с коэффициентом загрузки 0,8, потери короткого замыкания которого Ркз=0,1 кВт.

Задача 8. Найдите КПД трансформатора номинальной мощности Sн=0,160 кВА, работающего на резистивную нагрузку с коэффициентом загрузки 0,8. Потери мощности в сердечнике РFe=7 Вт, потери мощности в обмотках при номинальной нагрузке PCu=10 Вт.

Задача 9.При проведении опыта короткого замыкания приборы показали:

U=12 В, I=0,8 А, Рк=8 Вт. Найдите сопротивления обмоток в схеме замещения и коэффициент мощности короткого замыкания.

Задача 10.Трехфазный трансформатор, на первичной обмотке которого5200 витков, а на вторичной 200, включен, по схеме 𝛥/Y, в сеть с линейным напряжением UЛ=10000 В. Найдите напряжения между началами фаз вторичной обмотки.

(Коэффициентом трансформации трехфазного трансформатора называется отношение фазных напряжений)

Задача 11.Трансформатор ОСМ-016У3 номинальной мощности SН=0,160 кВА

работает на активную нагрузку с максимальным КПД η=89,4% при коэффициенте загрузки β=0,79. Найдите потери холостого хода и короткого замыкания.

Задача 12.Трансформатор, с коэффициентом трансформации К12=5, включен в сеть, с напряжением U= 220 В. К вторичной обмотке трансформатора подключен резистивный приемник с сопротивлением R=44 Ом. Найдите ток, потребляемый первичной обмоткой трансформатора, если его КПД η=87%.

Задача 13.У однофазного трансформатора с отношением напряжений U1/U2=220/110 и w1/w2=2200/1100 на первичную обмотку добавлено 100 витков. Какое напряжение покажет вольтметр, подключенный к вторичной обмотке.

Задача 14.У однофазного трансформатора с отношением напряжений U1/U2=220/110 и w1/w2=2200/1100 на вторичной обмотке убавлено 100 витков. Какое напряжение покажет вольтметр, подключенный к вторичной обмотке.

Задача 15. Найдите сопротивление короткого замыкания zк трансформатора ОСМ-016У3 номинальной мощности SН=0,160 кВА, номинального напряжения U=220 В, если напряжение короткого замыкания uк=5%.

 

6.4.10. Тест для самопроверки по разделу «Магнитные цепи и

трансформаторы»

1. Потери холостого хода трансформатора 3 Вт, максимальное значение КПД достигается при коэффициенте загрузки 0,775, а потери короткого замыкания равны …

2.У трансформатора с w1/U1=10 витков/В на зажимах вторичной обмотки имеющей 360 витков действует напряжение …

3.У трехфазного трансформатора, включенного по схеме треугольник/звезда U=380 В, U=220 В, а коэффициент трансформации …

4. В катушке, имеющей 1000 витков протекает ток 2 А, а ее намагничивающая сила равна …

5. Сердечник трансформатора изготавливается из отдельных листов стали для …

6. Номинальной мощностью трансформатора называется …

7.Термин: «Напряжение короткого замыкания 7%» означает …

8. Для экспериментального определения потерь в сердечнике необходимо …

9.Закон электромагнитной индукции гласит …

10. При проведении опыта холостого хода необходимо …

11. При уменьшении числа витков первичной обмотки, вторичное напряжение …

12. При увеличении нагрузки КПД трансформатора …

13. При проведении опыта короткого замыкания необходимо …

14. При увеличении нагрузки поток в сердечнике …

15. При уменьшении тока индуктивного приемника вторичное напряжение …

16. При увеличении нагрузки потери в обмотках …

17. КПД трансформатора вычисляют по формуле …

18. Передача энергии из первичной обмотки во вторичную осуществляется … 19. Расчет потерь в обмотках производится по формуле …

20. Электрическое состояние первичной обмотки описывается уравнением …

21. Магнитная цепь состоит из …

22. Относительная магнитная проницаемость показывает …

23. Трансформатор предназначен для …

24. Для экспериментального определения номинальных потерь в обмотках необходимо …

25. КПД трансформатора достигает максимума, когда …









Дата добавления: 2016-02-04; просмотров: 3521; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2021 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.011 сек.