Главная | Обратная связь

Трансформатора от величины и характера нагрузки

Изменением напряжения двухобмоточного трансформатора при

заданной нагрузке называется выраженная в процентах от номиналь-

ного вторичного напряжения разность

(4.41)

где U_2o и U_2н - вторичные напряжения при холостом ходе и при нагрузке.

Существуют определенные ГОСТом допустимые нормы изменения напряжения трансформатора при номинальной нагрузке. Часто в конструкции трансформатора предусматривается возможность в небольших пределах регулировать вторичное напряжение путем изменения числа витков первичной или вторичной обмоток, имеющих дополнительные выводы.

Физически влияние величины нагрузки на вторичное напряжение объясняется изменением (увеличением) падения напряжения на соп­ротивлениях обмоток трансформатора при увеличении тока нагрузки I₂ (или I₂’).

Логическая цепочка этого процесса такова

 

I₁ I₁z₁ E₁=E'₂

 

При возрастании тока увеличивается и ток , вызывая увеличение падения напряжения в сопротивлениях первичной обмотки. Поскольку , то это приводит к некоторому снижению ЭДС E₁, и соответствующему изменению магнитного потока взаимоиндукции, а это влечет за собой уменьшение . В свою очередь падение напряжения на сопротивлениях вторичной обмотки создают дополнительные изменения напряжения .

Влияние характера нагрузки (отношения x_н /r_н) на величину вторичного напряжения при неизменном токе нагрузки удобно проследить, пользуясь упрощенной векторной диаграммой (рисунок 2.15), на которой показаны режимы работы трансформатора для случаев φ₂ > 0, φ₂ = 0 и φ₂ < 0, а также геометрическое место концов вектора при изменении угла φ₂ пределах .

Построение упрощенных диаграмм производятся следующим образом: из точки 0 как из центра проводится дуга окружности радиусом, равным в принятом масштабе величине напряжения ; под углом φ₂ проводятся направления вектора вторичного напряжения - ; во всех случаях нагрузки треугольник короткого замыкания распо­лагается таким образом, чтобы вершина А была на дуге , вер­шина С - на направлении вектора - ; а катет ВС совпадал с направлением вектора тока .

 

Точки С, С₁ и C₂ определяют величину приведенного вторичного

Рисунок 4.15 – Упрощенная векторная диаграмма приведенного трансформатора при различных по характеру нагрузках

напряжения при соответствующем значении φ₂ . Если треугольник ABC поместить в положение 0 B' C', то дуга, проведенная из вершины С радиусом, равным , пройдет через точки С, С₁ и C₂ и является, таким образом, геометрическим местом конца вектора напряжения - .

Из рисунка 4.15 хорошо видно, что при активно-индуктивной (φ₂ > 0) и чисто активной нагрузке (φ₂ = 0) приведенное вторичное напряжение меньше первичного напряжения . При активно-емкостной нагрузке (φ₂ < 0) вторичное напряжение может стать даже больше первичного.

Физически это объясняется следующим образом. Реактивная мощность, необходимая для создания магнитного поля взаимоиндукции определяется, главным образом, реактивным сопротивлением рассеяния x_k. При активно-емкостной нагрузке эта реактивная мощность может забираться от нагрузки и при определенной величине емкости в нагрузке избыток реактивной мощности отдается в первичную сеть. При этом растет ЭДС , что приводит к перевозбуждению трансформатора, т.е. к возрастанию потока и увеличению напряжения .