Работа трансформатора в режиме холостого хода

Под холостым ходом трансформатора понимается режим его работы при разомкнутой вторичной обмотке. Первичная обмотка трансформатора подключена к источнику переменного напряжения. Ток i_1х первичной обмотки создает переменное магнитное поле, намагничивающее сердечник трансформатора. Магнитный поток в трансформаторе разделим на две части: основной магнитный поток Ф, замыкающийся в сердечнике, и поток рассеяния Ф_1S, замыкающийся частично по воздуху.
На рис. 10.3 изображен трансформатор, работающий в режиме холостого хода.

W₁ - число витков первичной обмотки;
W₂- число витков вторичной обмотки;
R₁ - активное сопротивление первичной обмотки.

Определим ЭДС, индуктированную в первичной обмотке трансформатора основным магнитным потоком: . Основной магнитный поток изменяется по синусоидальному закону: .

где Ф_m - максимальное или амплитудное значение основного магнитного потока;Мгновенное значение ЭДС:
Действующее значение ЭДС в первичной обмотке

Для вторичной обмотки можно получить аналогичную формулу

.

Электродвижущие силы E₁ и E₂, индуктированные в обмотках трансформатора основным магнитным потоком, называются трансформаторными ЭДС. Трансформаторные ЭДС отстают по фазе от основного магнитного потока на 90°.
На рис. 10.4 изображена векторная диаграмма трансформатора, работающего в режиме холостого хода.

Векторы трансформаторных ЭДС и отстают на 90° от вектора основного магнитного потока . Вектор напряжения параллелен вектору тока , а вектор опережает вектор тока на 90°. Вектор напряжения на зажимах первичной обмотки трансформатора равен геометрической сумме векторов - , , .

47.Особенности работы выпрямителей на индуктивную нагрузку:

При использовании сглаживающих дросселей в качестве первого элемента фильтра выпрямитель работает на индуктивную нагрузку . Это существенно изменит режим работы схемы. Обратимся к однополупериодной схеме.
При включении дросселя в однополупериодную схему Э.Д.С. самоиндукции дросселя препятствует нарастанию и снижению тока. Протекание тока через вентиль происходит и в течение некоторой части отрицательного полупериода за счет того, что Э.Д.С. самоиндукции компенсирует отрицательное напряжение . Продолжительность протекания тока зависит от величины . Вентиль открыт большую часть времени, спадает до нуля, т.е. пульсации практически не уменьшаются. Поэтому в однополупериодных выпрямителях такие фильтры не применяются. Анализ работы такой схемы интересен с точки зрения учета индуктивности рассеяния обмоток трансформатора.
Работа двухполупериодных и многофазных выпрямителей на - нагрузку существенно отличается от работы однополупериодной схемы. В этих схемах вентили работают поочередно, поэтому к моменту перехода тока с одного вентиля на другой его величина имеет не нулевое, а другое определенное значение. В качестве примера рассмотрим работу однофазной двухполупериодной схемы выпрямления с нулевым выводом на - нагрузку. Из-за влияния Э.Д.С. самоиндукции ток вентиля достигает своего максимального значения не в тот момент, когда , а несколько позже. .
Пульсации уменьшаются, уменьшается, . Типовая мощность трансформатора меньше, а длительность работы вентилей, ( ), такие же, как при активной нагрузке. Обычно индуктивность дросселя достаточно велика и пульсации токов и очень незначительны. Однако на работу мощных выпрямителей оказывает влияние индуктивность рассеяния вторичных обмоток трансформатора. Они соединены непосредственно с вентилями, а поскольку, согласно закону коммутации, скачкообразные изменения тока в цепях с индуктивностями не возможны, ток через открывающийся вентиль будет нарастать плавно, а через закрывающийся - плавно спадать.

Критическое значение индуктивности дросселя:

Для обеспечения индуктивного характера нагрузки индуктивного дросселя должна быть больше

48.Импульсные стабилизаторы напряжения релейного типа.

Импульсный стабилизатор напряжения— это стабилизатор напряжения, в котором регулирующий элемент работает в ключевом режиме, то есть большую часть времени он находится либо в режиме отсечки, когда его сопротивление максимально, либо в режиме насыщения — с минимальным сопротивлением, а значит может рассматриваться как ключ. Плавное изменение напряжения происходит благодаря наличию интегрирующего элемента: напряжение повышается по мере накопления им энергии и снижается по мере отдачи её в нагрузку. Такой режим работы позволяет значительно снизить потери энергии, а также улучшить массогабаритные показатели, однако имеет свои особенности.

В зависимости от режима работы могут быть стабилизаторы

· на основе широтно-импульсной модуляции

· двухпозиционные (или релейные)

При подаче Uвх VT открыт и ток через дроссель поступает в Rн. Конденсатор заряжается в течение tи. Относительная длительность импульса γ=τ и/T. UL=Uвх-Uвых. Когда Uн>=Uн.макс, в цепи ООС вырабатывается такой управляющий сигнал, который запирает VT и ik=0 . В дросселе возникает противо ЭДС, препятствующая снижению тока, что способствует отпиранию диода. Энергия, запасенная в фильтре, поступает в Rн. iд протекает через дроссель, С, Rн, VD. При уменьшении iд уменьшается Uн и когда Uн<=Uн.мин, схема управления вырабатывает отпирающий сигнал, VT открывается, пропуская ток в нагрузку iL=i н=ik+iд. Uвых сохраняет заданный средний уровень Uн. Из равенства нулю постоянной составляющей напряжения на дросселе следует: γТ(Uвх - Uвых)=(T – γТ)Uвых, откуда Uвых=γYвх