![]() |
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Уравнения магнитодвижущих сил и токов
Предположим, что трансформатор работает в режиме холостого хода (рис.1.15, а), т.е. к зажимам его первичной обмотки подведено напряжение U1, а вторичная обмотка разомкнута (U2=0). Ток I0 в первичной обмотке при этих условиях называют током холостого хода. Магнитодвижущая сила (МДС) I0w1, созданная этим током, наводит в магнитопроводе трансформатора основной магнитный поток, максимальное значение которого
где RM — магнитное сопротивление магнитопровода. При замыкании вторичной обмотки на нагрузку ZH (рис. 1.15, б) в ней возникает ток I2. При этом ток в первичной обмотке увеличивается до значения I1. Теперь поток Фmах создается действиями МДС I1w1 и I2w2:
Этот поток можно определить из (1.9): или, принимая во внимание, что U1≈ (-Е1), получим
Из (1.20) следует, что значение основного магнитного потока Ф практически не зависит от нагрузки трансформатора, так как напряжение U1 неизменно. Однако следует иметь в виду, что это положение является приближенным и относится к случаям нагрузки, не превышающим номинальную. Объясняется это тем, что положение о неизменности потока Ф принято на основании уравнения Принятое положение Ф = const позволяет приравнять выражения (1.18) и (1.19): Рис. 1.15. Режимы холостого хода (а) и нагрузки (б) в однофазном трансформаторе и получить уравнение МДС трансформатора:
Преобразуя (1.21), можно МДС первичной обмотки Составляющая Воздействие МДС вторичной обмотки трансформатора При активно-индуктивной нагрузке, когда ZH = rн ± jxH и ток нагрузки где На рис. 1.16, а представлена векторная диаграмма МДС для случая активно-индуктивной нагрузки трансформатора. На диаграмме вектор ЭДС вторичной обмотки Анализируя работу трансформатора, необходимо отметить, что при нагрузке трансформатора в пределах номинального значения основной магнитный поток Ф изменяется весьма незначительно и принятое ранее положение Ф ≈ const вполне допустимо. Происходит это потому, что МДС вторичной обмотки
При колебаниях тока нагрузки трансформатора При активно-емкостной нагрузке трансформатора, когда ZH = rн ± jxн и ток нагрузки Разделив уравнение МДС (1.21) на число витков w1, получим
где Другими словами, это такой ток, который в обмотке с числом витков w1 создает такую же МДС, что и ток I2 во вторичной обмотке w2, т. е. Преобразовав выражение (1.23), получим уравнение токов трансформатора:
Из этого уравнения следует, что первичный ток I1можно рассматривать как сумму двух составляющих: составляющую I0, создающую МДС I0w1, необходимую для наведения в магнитопроводе основного магнитного потока Ф, и составляющую – I’2, которая, создавая МДС – I’2 w1 компенсирует МДС вторичной обмотки I2w2 трансформатора. Такое действие составляющих первичного тока приводит к тому, что любое изменение тока нагрузки I2 сопровождается изменением первичного тока I1 за счет изменения его составляющей – I’2, находящейся в противофазе с током нагрузки I2. Основной магнитный поток Ф является переменным, а поэтому магнитопровод трансформатора подвержен систематическому перемагничиванию. Вследствие этого в магнитопроводе трансформатора имеют место магнитные потери от гистерезиса и вихревых токов, наводимых переменным магнитным потоком в пластинах электротехнической стали. Мощность магнитных потерь эквивалентна активной составляющей тока х.х. Таким образом, ток х.х. имеет две составляющие: реактивную IОР, представляющую собой намагничивающий ток, и активную IОА, обусловленную магнитными потерями:
Обычно активная составляющая тока х.х. невелика и не превышает 0, 10 от IО, поэтому она не оказывает заметного влияния на ток х.х. Рис. 1.17. Разложение тока х.х. на составляющие На рис. 1.17 представлена векторная диаграмма, на которой показаны векторы тока х.х. Сила тока х.х. в трансформаторах большой и средней мощности соответственно составляет 2—10% от номинального первичного тока. Поэтому при нагрузке, близкой к номинальной, пренебрегая током IО и преобразуя (1.22), получим
т.е. токи в обмотках трансформатора обратно пропорциональны числам витков этих обмоток: ток больше в обмотке с меньшим числом витков и меньше в обмотке с большим числом витков. Поэтому обмотки НН выполняют проводом большего сечения, чем обмотки ВН, имеющие большее число витков.
Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-09; Просмотров: 691; Нарушение авторского права страницы