АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

ИДЕАЛИЗИРОВАННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

Читайте также:
  1. АВТОТРАНСФОРМАТОР
  2. БНМ 5.1.7 Трансформатор
  3. ВНЕШНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ
  4. Выбор измерительных трансформаторов напряжения в цепи ТСН первой ступени.
  5. ВЫБОР МОЩНОСТИ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА
  6. Выбор токопровод на участке от трансформатора собственных нужд до шин 6,3 кВ
  7. Выбор трансформаторов и автотрансформаторов
  8. Выбор трансформаторов на электростанции
  9. Выбор трансформаторов напряжения
  10. Защита трансформатора от междуфазных КЗ
  11. Знакомство с трансформатором Н. Тесла

Для выяснения сущности физических процессов, проис­ходящих в трансформаторе, рассмотрим идеализированный трансформатор, у которого магнитный поток Ф полностью замыкается по стальному магнитопроводу и сцеплен с обе­ими обмотками, а потери в стали отсутствуют.

Режим холостого хода. Вэтом режиме цепь вторичной обмотки разомкнута и ток

i 2 = 0. При этом для контура пер­вичной обмотки трансформатора мгновенное значение прило­женного к ней напряжения

(3-7)

 

Вводя в формулу (3-7) значение ЭДС е 1= — w 1 d Ф /dt, индуцируемой в первичной обмотке переменным магнитным потоком, и пренебрегая падением напряжения в активном сопротивлении первичной обмотки i 1 r 1из-за его малости, получают

(3-8)

 

г. е. напряжение, приложенное к первичной обмотке, практи­чески полностью уравновешивается индуцированной в этой об­мотке ЭДС.

Если питающее напряжение и 1изменяется по синусои­дальному закону u1= U1msinωt, то магнитный поток также изменяется синусоидально, отставая по фазе от приложенно­го напряжения на угол 90°:

Постоянная интегрирования в уста­новившемся режиме С = 0.

Связь между ЭДС и магнитным потоком определяется из уравнения

и выражается для амплитудного значения ЭДС формулой E 1 m = 2πfw 1Ф m, для действующего значения — формулой

(3-9)

(3-10)

Используя вышеприведенные формулы можно записать следующие выражения.

 

 

 

Здесь S – площадь поперечного сечения сердечника; Bm – индукция.

Приведенные выражения весьма информативны. Из них в частности вытекает, что увеличение частоты f и магнитной индукции Bm позволяют уменьшить размеры трансформатора за счет площади поперечного сечения сердечника трансформатора и числа витков обмоток трансформатора.

Работа под нагрузкой. В этом режиме для первичной об­мотки идеализированного трансформатора мгновенное значе­ние приложенного к ней напряжения

 

где Ф1 и Ф2 — мгновенные значения потоков, создаваемых токами первичной и вторичной обмоток.

 

Рис. 3-4.Схема включения (а) и векторные диаграммы (б, в) идеализированного трансформатора

 

Обозначая , получают , т. е. такое же соотношение, как и при холостом ходе.

Векторная диаграмма холостого хода на рис. 3-4, б.

Очевид­но, если первичное напряжение при нагрузке идеализирован­ного трансформатора остается неизменным, то величина ЭДС е 1такая же, как и при холостом ходе. Следовательно, результирующий поток при нагрузке равен потоку при холос­том ходе:

или в комплексной форме

(3-11)

Неизменность магнитного потока при переходе от режи­ма холостого хода к режиму нагрузки является важнейшим свойством трансформатора. Из этого свойства следует закон равновесия магнитодвижущих сил (МДС) в трансформаторе:

 

(3-12)

где и — МДС, создаваемые первичной и вторичной обмотками трансформатора при нагрузке; — МДС, созда­ваемая первичной обмоткой при холостом ходе.

При переменном токе оперируют с амплитудами МДС, при этом из (3-12) следует:

или

(3-13)

Для наглядности уравнение (3-13) можно представить иначе:

(3-14)

где — нагрузочная составляющая тока пер­вичной обмотки (компенсационный ток).

Таким образом, МДС, создаваемая током Ik, равна по значению и противоположна по фазе МДС вторичной обмотки, т. е. компенсирует МДС вторичной обмотки. Это обусловливает неизменность магнитного потока трансфор­матора. Векторная диаграмма идеализированного трансфор­матора, работающего под нагрузкой, показана на рис. 2.13, в. Мощность нагрузочной составляющей первичного тока равна мощности, отдаваемой трансформатором нагрузке, так как

 

.

 

Следовательно, нагрузочная составляющая тока I 1 не только уравновешивает МДС вторичной обмотки, но и обес­печивает поступление в трансформатор из сети мощности, отдаваемой приемнику электрической энергии, подключенному к вторичной обмотке.

Основные закономерности работы идеализированного трансформатора справедливы и для реальных трансформато­ров.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)