Нагрузочные характеристики трансформатора

Нагрузочные характеристики трансформатора – это зависимости вторичного напряжения , коэффициента мощности и коэффициента полезного действия от тока нагрузки при .

Зависимость называется внешней характеристикой трансформатора.

На основании второго закона Кирхгофа для вторичной цепи уравнение внешней характеристики записывается в виде:

.

Внешняя характеристика трансформатора при различных характерах нагрузки представлена на рис. 7.

Коэффициент полезного действия зависит от режима работы трансформатора и может определяться методом косвенного измерения, основанного на прямом измерении потерь в трансформаторе:

,

где - коэффициент загрузки.

Вид характеристики представлен на рис.8.

В режиме холостого хода . При малых значениях нагрузки, когда потери в обмотках не велики, а потери в магнитопроводе соизмеримы с полезной мощностью , значение КПД не большое. С увеличением тока нагрузки КПД трансформатора растет и достигает наибольшего значения при равенстве потерь в обмотках и потерь в магнитопроводе ( ). При увеличении нагрузки сверх потери в обмотках много больше потерь в магнитопроводе и КПД незначительно снижается.

ПРИМЕРЫ

1. В однофазном трансформаторе используется магнитопровод с активным сечением 20 см², работающий в номинальном режиме с магнитной индукцией Тл. Число витков первичной и вторичной обмоток и , частота переменного напряжения сети 50 Гц. Определить ЭДС одного витка трансформатора, ЭДС первичной и вторичной обмоток, а также коэффициент трансформации.

Решение. Максимальный магнитный поток одинаково для обеих обмоток и равно В. ЭДС обмоток пропорциональны числу их витков, т.е. В и В.

Коэффициент трансформации равен .

2. Показания амперметра и вольтметра при опыте короткого замыкания составляют В, А, мощность потерь в меди равна 400 Вт. Определить параметры схемы замещения трансформатора (см. рис. 9), если , а активное и реактивное сопротивления первичной обмотки Ом и Ом. Найти коэффициент мощности трансформатора.

Решение. Активное сопротивление короткого замыкания

(Ом),

полное сопротивление (Ом).

Следовательно, реактивное сопротивление короткого замыкания

(Ом).

Приведенные к первичной обмотке активное и индуктивное сопротивления вторичной обмотки

(Ом)

и

(Ом).

Активное и индуктивное сопротивления вторичной обмотки

(Ом)

и

(Ом).

Коэффициент мощности трансформатора в режиме короткого замыкания .

Электрические машины

Электрические машины представляют собой электромеханические устройства, предназначенные для преобразования энергии. В электрических генераторах механическая энергия преобразуется в электрическую энергию, в электродвигателях происходит обратное преобразование. Электрические машины обладают свойством обратимости: каждый генератор может работать в качестве двигателя и наоборот. При работе машины в режиме генератора она развивает на валу противодействующий электромагнитный момент, а при работе двигателем - противодействующую ЭДС.

По роду тока электрические машины подразделяются на машины переменного тока и машины постоянного тока.