Зависимость вторичного напряжения трансформатора от величины и характера нагрузки

бесколлекторных и вентильных двигателей, движитель (трастер) для телеуправляемого необитаемого подводного аппарата (ТНПА, ROV)

Зависимость вторичного напряжения трансформатора от величины и характера нагрузки

Зависимость вторичного напряжения трансформатора от величины и характера нагрузки

Увеличение нагрузки трансформатора сопровождается увели­чением токов I 2 и I 1 , что приводит к увеличению падения напряже­ния в обмотках трансформатора. Поэтому с увеличением нагрузки

вторичное напряжение изменяет­ся. В зависимости от характера нагрузки трансформатора изме­нение вторичного напряжения может быть различным. Если принять напряжение U 1 неиз­менным, то зависимость вторич­ного напряжения U 2 от вели­чины нагрузки I 2 , т. е.

Зависимость вторичного напряжения трансформатора от величины и характера нагрузки

называется внешней харак­теристикой трансформатора.

Внешняя характеристика для случая с активно-индуктивной нагрузкой дана на рис. 196.

Зависимость вторичного напряжения трансформатора от величины и характера нагрузки

При испытаниях трансформаторов проводят опыты холостого хода и короткого замыкания. На рис. 197 дана схема опыта холо­стого хода. В этом случае вольтметры показывают напряжения

первичной и вторичной обмотки U 1 и U 2 . Амперметр, включенный в цепь первичной обмотки, измеряет ток холостого хода — I 0 .

Зависимость вторичного напряжения трансформатора от величины и характера нагрузки

Ваттметр измеряет мощность потерь холостого хода — Р 0 . По данным опыта холостого хода определяют коэффициент трансформации k , коэффициент мощности cos φ 0 и другие данные.

Мощность, подводимая к транс­форматору при холостом ходе, идет на покрытие потерь холостого хода. Так как ток холостого хода I 0 мал, то потерями мощности на нагрев пер­вичной обмотки, равными I 1 0 r 1 , можно

пренебречь и считать, что мощность, потре б ляемая трансформато­ром при холостом ходе, идет на покрытие потерь в стали сердеч­ника (потери на гистерезис и вихревые токи).

Если подключить первичную обмотку трансформатора к напря­жению сети, а зажимы его вторичной обмотки замкнуть накоротко, то это приведет к опасному явлению короткого замыкания трансфор­матора. Токи короткого замыкания выделяют большое количество тепла в обмотках, что может привести к повреждению изоляции обмоток, Механические усилия, возникающие в обмотках трансфор матора при коротких замыканиях, могут иногда привести к разрушению обмоток.

Если же зажимы вторичной обмотки трансформатора замкнуть накоротко, а первичную обмотку подключить к пониженному напряжению, чтобы ток коротко го замыкания I был бы равен номинальному току I , то при этом с трансформатором ничего опасного не произойдет. Этот опыт называется опытом короткого замыкания. Напряжение, под которое включается первичная об­мотка трансформатора при опыте короткого замыкания, составляет несколько процентов от номинального напряжения этой обмотки и называется напряжением короткого замыкания; обозначается U K .

Силовые трансформаторы, изготовляемые в СССР, имеют напря­жение короткого замыкания, равное 5—10%.

На рис. 198 дана схема опыта короткого замыкания. Вольтметр, включенный в цепь первичной обмотки, показывает напряжение короткого замыкания U K . Амперметры измеряют номинальные

токи первичной и вторичной обмоток I 1 н и I 2 н . Ваттметр измеряет мощность потерь при коротком замыкании Р к .

Зависимость вторичного напряжения трансформатора от величины и характера нагрузки

Выше было сказано, что магнит­ ный поток трансформатора пропор­ ционален величине напряжения пер­ вичной обмотки трансформатора.

При опыте короткого замыкания магнитный поток в сердечнике мал, так как напряжение короткого замы-

кания во много раз меньше номинального напряжения. Поэтому потерями в стали в этом случае можно пренебречь и считать, что мощность при этом опыте идет на покрытие потерь в обмотках трансформатора ( I 1 2 r 21 + I 12 r 2 ).

По данным опыта короткого замыкания определяют коэффи­ циент мощности при коротком замыкании

cos φ K , активные и реак­ тивные сопротивления обмоток — r 1 , x 1 , r 1 2 и х 1 2 .

В трансформаторе имеют место потери. Они слагаются из потерь в обмотках и потерь в стали сердечника.

Потери в обмотках трансформатора называются также электри­ ческими потерями Р э . Они пропорциональны квадрату тока. Элек­трические потери определяют по показаниям ваттметра из опыта короткого замыкания. Потери в стали, называемые также магнит­ ными потерями Р м , зависят от частоты сети и величины магнитной индукции. Магнитные потери определяют по показаниям ваттметра из опыта холостого хода трансформатора.

Общие потери ∆ Р равны сумме электрических Р э и магнитных P м потерь:

Зависимость вторичного напряжения трансформатора от величины и характера нагрузки

Коэффициентом полезного действия т р а н ­ сформатора называется отношение активной мощности вто ричной обмотки Р 2 к активной мощности первичной обмотки Р1 :

Зависимость вторичного напряжения трансформатора от величины и характера нагрузки

К. п. д. трансформатора высок и может достигать 98—99%.

Источники: http://servomotors.ru/documentation/electrical_engineering/2/10_85.html