Главная | Обратная связь

Схема замещения трансформатора

 

В реальном трансформаторе, в отличие от идеального, учитываются активные сопротивления обмоток, магнитные потоки рассеяния обмоток и потери мощности.

На рис. 3.2 приведена схема замещения трансформатора, в которой и - активные сопротивления обмоток, и - индуктивные сопротивления от потоков рассеяния.

 

Рис. 3.2

 

Согласно второму закону Кирхгофа, уравнения для первичных и вторичных цепей в комплексной форме имеют вид

;

.

Электрические цепи с трансформаторами сложно рассчитывать из-за магнитной связи между обмотками. Поэтому трансформатор представляют схемой замещения, в которой магнитная связь заменяется электрической цепью. С этой целью обе обмотки «приводят» к одинаковому числу витков, обычно к числу витков первичной обмотки. Приведённые параметры вторичной цепи обозначают буквами со штрихом. Так как считаем, что , то

.

Равенство ЭДС первичной и вторичной обмоток позволяет объединить их электрические цепи в общую цепь (рис. 3.3).

Рис. 3.3

 

Общий участок цепи называют ветвью намагничивания. В ней - активное сопротивление, учитывающее потери мощности на перемагничивание сердечника и вихревые токи, - реактивное сопротивление, обусловленное основным магнитным потоком. Токи связаны соотношением

.

Если пренебречь током холостого хода и удалить из схемы ветвь намагничивания, то получим упрощённую схему замещения (рис. 3.4 а), а с учётом и - схему (рис. 3.4 б). Такие схемы используют при нагрузке, близкой к номинальной.

 

а)

б)

Рис. 3.4

 

Опытное определение параметров схемы замещения

Трансформатора

Параметры схемы замещения и основные параметры трансформатора можно определить по опытам холостого опыта и короткого замыкания.

В опыте холостого хода (рис. 3.5 а) вторичная обмотка разомкнута, а к первичной обмотке подводится номинальное напряжение. Измеряются в первичной цепи напряжение , ток холостого хода , мощность - потери в магнитопроводе, и напряжение на вторичной обмотке . Так как ток холостого хода мал, то потерями мощности в обмотках можно пренебречь, и считать показание ваттметра равным потерям в магнитной цепи.

По результатам опыта определяют полное, активное и индуктивное сопротивление холостого хода и cosφ₀:

.

Коэффициент трансформации .

При этом сопротивления холостого хода примерно равны сопротивлениям намагничивающей ветви: , , .

а) б)

Рис. 3.5

 

При проведении опыта короткого замыкания (рис. 3.5 б) вторичная обмотка замкнута накоротко, к первичной обмотке подводится такое напряжение, чтобы в первичной и вторичной обмотке протекали номинальные токи. Измеряются в первичной цепи напряжение короткого замыкания , ток , мощность . Подводимое напряжение мало, поэтому мал и магнитный поток. Значит, магнитными потерями можно пренебречь, считая показания ваттметра равными электрическим потерям в обмотках. Так как » и » , ветвь намагничивания можно не учитывать, используя упрощённую схему замещения (рис. 3.4 б).

По результатам опыта короткого замыкания определяют следующие параметры:

.

Обычно считают, что ; .