Внешняя характеристика трансформатора

К содержанию.

Трансформатор можно рассматривать как активный двухполюсник А относительно выводов вторичной обмотки

Важнейшая характеристика активного двухполюсника – внешняя вольт-амперная характеристика, представляющая собой зависимость напряжения на выходе от тока при .

У идеализированного трансформатора , т.е. напряжение не зависит от нагрузки. Поэтому эго внешняя характеристика идёт параллельно оси , напряжение равно напряжению холостого хода .

У реального трансформатора эдс то полей рассеяния и паления напряжений на активных сопротивлениях обмоток

При обычной активно – индуктивной нагрузке напряжение уменьшается с ростом , и внешняя характеристика имеет вид наклонной прямой

Чем больше сопротивления и , и (рис), тем больше отличаются напряжения от и от . Изменение вторичного напряжения

.

У силовых трансформаторов при номинальном токе отношение имеет порядок 5-10 %. Трансформаторы проектируют так, что напряжение холостого хода быль на 5% больше номинального напряжения его приёмников. Кроме того, предусмотрена возможность изменения числа витков одной из обмоток, т.е. величины

.

Для расчета изменения вторичного напряжения удобно рассматривать трансформатор как двухполюсник и использовать метод эквивалентного генератора. Эдс эквивалентного генератора равна напряжению холостого хода:

(11)

Внутреннее сопротивление эквивалентного генератора можно определить, как у обычного источника питания, по данным режимов холостого хода и короткого замыкания вторичной обмотки трансформатора:

. (11а)

Однако измерения в режиме короткого замыкания невозможны из-за перегрева обмоток трансформатора. Поэтому опыт короткого замыкания проводят при пониженном напряжении так, чтобы ток был равен номинальному току . Такую величину принято называть напряжением короткого замыкания и обозначать . Величина названа в теории трансформатора сопротивлением короткого замыкания, её обозначают . Модуль сопротивления

. (12)

Аргумент комплексного сопротивления определяют по активной мощности потерь в режиме короткого замыкания:

.

Заметим, что опыты холостого хода и короткого замыкания проводят на заводе-изготовителе при испытании трансформатора. Величины и вносят в паспорт трансформатора, причём выражают в процентах от . Величину называют относительным напряжением короткого замыкания. Согласно схеме замещения (рис)

(13)

Векторная диаграмма

Соответствует этому уравнению при активно – индуктивной нагрузке. Модуль значительно меньше , и угол \между векторами и не превышает . Относительное изменение вторичного напряжения

зависит от коэффициента нагрузки :

.

Произведение согласно (12) равно , а . Тогда

.

Изменение вторичного напряжения пропорционально коэффициенту нагрузки. При номинальной нагрузке .

Дата добавления: 2014-01-07