Основные параметры трансформатора
Рабочие параметры трансформатора могут быть определены при работе под нагрузкой. Однако при этом расходуется много электроэнергии и не обеспечиваются необходимая точность результатов измерений.
Некоторые рабочие параметры могут быть определены по данным опыта холостого хода и короткого замыкания.
При опыте холостого хода измеряются , , и мощность . Определяются:
1) коэффициент трансформации
;
2) потери в стали (потери на гистерезис и вихревые токи) с помощью ваттметра
;
3) сопротивления трансформатора при холостом ходе
При опыте короткого замыкания измеряются напряжение короткого замыкания на первичной обмотке (при этом и ). Мощность , потребляемая трансформатором при опыте короткого замыкания (ваттметром).
Определяются:
1) потери в проводах обмотки (в меди) , так как потери в стали пренебрежимо малы вследствие малости магнитного потока;
2) полное, активное и индуктивное сопротивление короткого замыкания
3) полная отдаваемая мощность (номинальная) указывается в паспорте трансформатора и на щитке
; (1.2.1)
4) полная потребляемая мощность
; (1.2.2)
5) активная потребляемая мощность
. . (1.2.3)
Эффективность передачи энергии через трансформатор характеризуется его КПД, то есть отношением активной мощности, отдаваемой в нагрузку к активной мощности, потребляемой из сети:
. (1.2.4)
В выпрямительных трансформаторах за счет протекания постоянной составляющей тока по вторичным обмоткам . Магнитопровод выпрямительного трансформатора выбирают по типовой (габаритной) мощности:
, (1.2.5)
где N - число обмоток трансформатора.
Из-за постоянного подмагничивания изменение напряженности магнитного поля происходит на нелинейном участке зависимости , что приводит к значительным искажениям H и U2. Влияние постоянного подмагничивания можно уменьшить, если включить две вторичные обмотки таким образом, чтобы постоянные составляющие протекающих по ним токов имели противоположное направление, в этом случае постоянные магнитные потоки будут компенсировать друг друга.
Коэффициент нагрузки трансформатора – отношение тока при любой нагрузке к номинальному току вторичной обмотки:
. (1.2.6)
Как зависит h от нагрузки?
Активная отдаваемая в нагрузку мощность (полезная):
. (1.2.7)
Потери в меди (обмотках) зависит от тока нагрузки:
, (1.2.8)
где Pk - потери короткого замыкания.
Таким образом, КПД:
. (1.2.9)
, и - известные величины, а h зависит от b и .
|
|
Рис.1.1.3. Зависимость КПД и потерь от нагрузки трансформатора
Определим b, при котором h максимальное:
,
откуда и . Следовательно, наибольший КПД будет при равенстве , то есть при .
КПД трансформатора высок (0,8-0,96). При КПД незначительно снижается. КПД мощных трансформаторов выше.
1.1.3. Специальные типы трансформаторов. Многообмоточные, многофазные и автотрансформаторы
Многообмоточные трансформаторы, то есть с одной первичной и несколькими вторичными обмотками, применяют в РТС при необходимости получения от одного трансформатора нескольких напряжений.
Следует отметить характерное для многообмоточного трансформатора взаимное влияние вторичных обмоток. При изменении тока в одной из вторичных обмоток изменяется I1, а следовательно, напряжение на других вторичных обмотках. Взаимное влияние вторичных обмоток зависит от их расположения, так как различному расположению соответствуют различные потоки рассеяния.
Также может быть соединение «треугольник – треугольник», а также «треугольник-звезда», «звезда-треугольник» .
|
|
|
|
|
|
Энергия из первичной цепи во вторичную частично передается за счет электрического соединения, то есть электрическим путем. Полезная мощность при активной нагрузке:
, (1.3.1)
где - мощность, передаваемая электрическим соединением нагрузки цепи и сети.
- электромагнитная мощность, определяющая необходимый магнитный поток, поперечное сечение и вес стали. Она является расчетной или габаритной мощностью.
В пределе, при вся мощность передается лишь электрическим путем. Поскольку , габариты и вес автотрансформатора меньше, чем у трансформатора той же полезной мощности. Автотрансформаторы применяются только при небольших .
Автотрансформатор имеет малое сопротивление короткого замыкания. Это недостаток. К недостаткам относится также возможность попадания высокого напряжения в цепь низкого напряжения.
Дроссели
Дросселем называется статическое электромагнитное устройство, предназначенное для использования в качестве регулируемого и нерегулируемого индуктивного сопротивления.
В зависимости от назначения дроссели можно подразделить на дроссели переменного тока (катушки индуктивности или электрические реакторы), регулирующие дроссели (магнитные усилители) и сглаживающие дроссели.
Дроссели переменного тока применяются в качестве токоограничивающих сопротивлений, например, при включении двигателей, а также в импульсных ИВЭП.
Дата добавления: 2016-03-15; просмотров: 1283;