Трансформаторы с нормальным рассеянием
Для ознакомления с принципом действия трансформатора обратимся к его идеализированной схеме (рис. 3.10). Для облегчения анализа на ней приведено по одной катушке первичной и вторичной обмотки, активные сопротивления обмоток приняты равными нулю, рассеяние магнитного потока за пределы магнитопровода не учитывается. Отдельно рассмотрим работу трансформатора при холостом ходе и при нагрузке1. Режим холостого ходавозникает при разомкнутой цепи вторичной обмотки после подачи напряжения сети U1 на первичную обмотку (рис. 3.10,а). При этом появляется ток холостого хода I 1Х, который, протекая по виткам первичной обмотки, создает магнитодвижущую силу (МДС) F1Х, а она вызывает появление магнитного потока Фх. Магнитный поток создает ЭДС E1 в первичной обмотке и Е1 — во вторичной. Описанный ход преобразования энергии от первичного напряжения U1 к напряжению холостого хода вторичной обмотки U2х показан также на мнемонической (удобной для запоминания) схеме (рис. 3.10,6) в виде цепочки символов. Рис. 3.10.Работа трансформатора с нормальным рассеянием при холостом ходе: а — электромагнитные процессы, б — мнемоническая схема Выведем основные соотношения между действующими значениями перечисленных выше величин. МДС первичной обмотки
Магнитный поток в соответствии с законом Ома для магнитной цепи
Его принято характеризовать не действующим, а амплитудным значением, отсюда коэффициент . Магнитное сопротивление Rм на пути потока по магнитопроводу при отсутствии его насыщения можно считать для данного трансформатора постоянной величиной, оно зависит от средней длины силовых магнитных линий lм, площади сечения магнитопровода ,SМ и удельной магнитной проницаемости железа μм
Согласно закону электромагнитной индукции Максвелла мгновенные значения ЭДС е1и е2пропорциональны числу витков первичной w1 и вторичной w2 обмоток, а также скорости изменения магнитного потока Фх
обмотке ЭДС Е1, а во вторичной — ЭДС Е2. Цепь преобразования энергии показана также на мнемонической схеме (рис. 3.11,б). Как и для режима холостого хода, выведем основные соотношения для режима нагрузки. С учетом направления токов I1 и I2, воспользовавшись правилом правого винта, видим, что МДС первичной F1 и вторичной F2 обмоток направлены противоположно. Электрическая энергия сети посредством магнитного потока передается из первичной обмотки во вторичную, не имеющую непосредственной электрической связис сетью. Внешняя характеристика трансформаторапредставляет собой зависимость вторичного напряжения от вторичного тока U2 = f(I2). Экспериментально она строится для действующих значений U2 и I2, снимаемых с приборов электромагнитной системы, при нагружении на балластный реостат. Ранее было показано (3.41), что в идеализированном трансформаторе магнитный поток при нагрузке не меняется, а поэтому и вторичное напряжение остается постоянным Идеализированный трансформатор имеет жесткую внешнюю характеристику, поскольку магнитный поток, пронизывающий вторичную обмотку, и вторичное напряжение не меняются при изменении нагрузки. В реальном трансформаторе с нормальным рассеянием имеются небольшие потери напряжения на активном и индуктивном сопротивлениях обмоток, причем с ростом вторичного тока эти потери растут. Но даже при номинальном вторичном токе I2ном потери вторичного напряжения не превышают 5 % от напряжения холостого хода U2x, поэтому при незначительном наклоне характеристики U2 = f(I2) ее все равно называют жесткой (рис. 3.14)
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|