Работа трансформатора под нагрузкой

Принцип действия + при подключении ко вторичной обмотке нагрузки Z_Н по W₂ потечет ток I₂, который будет создавать свой магнитный поток Ф₂, направленный навстречу потоку первичной обмотки Ф₁. Но суммарный основной поток в ФМС

Ф = Ф₁ – Ф₂ = Ф₁₀

практически не изменяется и остается равным потоку холостого хода трансформатора Ф₁₀, поскольку при возникновении тока I₂ увеличивается ток первичной обмотки I₁ до тех пор, пока не будет скомпенсировано это размагничивающее действия тока I₂ – постоянство Ф – основное свойство трансформатора.

Основные уравнения трансформатора:

1. Уравнение трансформаторной ЭДС – ЭДС основного потока пропорциональна числу витков W, частоте тока f и амплитуде основного потока Ф_м

Е = 4.44 WfФ_м (3.1)

2. Коэффициент трансформации

К = (3.2)

Определяется в режиме холостого хода трансформатора, когда напряжения на обмотках практически равны ЭДС.

3. Уравнение МДС – магнитодвижущих сил – сумма МДС всех обмоток трансформатора постоянна и равна МДС холостого хода – математическое отображение постоянства магнитного потока

W₁ + W₂ = W₁ (3.3)

4. Уравнение равновесия для первичной обмотки. Из II закон Кирхгофа

(3.4)

E₁ – противо ЭДС основного потока в W₁

E_s1 – ЭДС потока рассеяния Ф_s1 в W1

I₁r_m1 – падение напряжения на активном сопротивлении первичной обмотки W₁

I₁x_s1 – падение напряжения на индуктивном сопротивлении рассеяния первичной обмотки W₁ (I₁x_s1 = – E_s1)

5. Уравнение равновесия для вторичной обмотки. Из II закон Кирхгофа

(3.5)

E₂ – ЭДС основного потока в W₂

E_s2 – ЭДС потока рассеяния Ф_s2 в W₂

I₂r_m2 – падение напряжения на активном сопротивлении вторичной обмотки W₂

I₂x_s2 – падение напряжения на индуктивном сопротивлении рассеяния W₂ (I₁x_s2 = – E_s2)

Это уравнение показывает, что выходное напряжение на вторичной обмотке равно ЭДС (E₂), которую индуктирует основной поток Ф, минус падения напряжения на активном сопротивлении обмотки (I₂r_m2) и на ее индуктивном сопротивлении рассеяния (I₂x_s2).

Внешняя характеристика трансформатора

Внешняя характеристика – это зависимость напряжения на вторичной обмотке трансформатора U₂ от тока во вторичной обмотке I₂ (U₂ = f(I₂)), т.е. внешняя характеристика показывает, как изменяется напряжение на выходе трансформатора U₂ при увеличении тока нагрузки I₂ (при постоянном характере нагрузки и номинальном U₁).

Как у любого источника, напряжение на вторичной обмотке трансформатора U₂ отличается от ЭДС Е₂ на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении трансформатора.

Из уравнения (3.5)

(3.6)

видно, что U₂ линейно зависит от I₂ и внутреннего сопротивления трансформатора. Более точный анализ показывает, что на внешнюю характеристику влияет также характер нагрузки, т.е. тип Z_H

КПД мощных трансформаторов – очень высокий, (0.98–0.99).

Тема 4 Электродвигатели

ЭД – электродвигатель

ИМ – исполнительный механизм

МХ – механическая характеристика

СД – синхронный двигатель

АД – асинхронный двигатель

ДПТ – двигатель постоянного тока

МП – магнитный поток