Приведение вторичной обмотки трансформатора к первичной.

Приведение вторичной обмотки трансформатора к первичной.

Первичные и вто­ричные токи, напряжения и другие величины имеют одинаковый порядок, если первичной и вторичной обмоток число витков оди­наково. Рассмотрим поэтому вместо реального трансформатора эквивалентный ему так называемый приведенный трансформатор, первичные и вторичные обмотки которого имеют одинаковое число витков.

Представим себе, что реальная вторичная обмотка трансформа­тора с числом витков заменена воображаемой, или приведенной, обмоткой с числом витков . При этом число витков вторичной обмотки изменится в раз.

Величина k называется коэффициентом приведе­ния или трансформации.

В результате такой замены, или приведения, э. д. с. , и напря­жение приведенной обмотки также изменяются в k раз по сравне­нию с величинами и реальной вторичной обмотки:

; ;

Чтобы мощности приведенной н реальной обмоток при всех режимах работы были равны, необходимо изменить вторичный ток в к раз.

Намагничивающие силы приведенной и реальной обмоток равны:

Для того чтобы электромагнитные процессы в реальном и при­веденном трансформаторах протекали одинаково, приведенная и реальная вторичные обмотки должны создавать одинаковые магнит­ные поля. Для этого), необхо­димо, чтобы приведенная вторичная обмотка имела те же геометри­ческие размеры и конфигурацию и была расположена в окне магнитопровода трансформатора так же, как и реальная вторичная об­мотка. Поэтому суммарное сечение всех витков приведенной обмотки должно быть таким же, как и у реальной обмотки, а сечение каждого витка приведенной обмотки должно уменьшиться в к раз. Но поскольку приведенная обмотка имеет в k раз больше витков, то в итоге активное сопротивление при­веденной обмотки в к2 раз больше, чем реальной:

Так как при одинаковых геометрических размерах и одинаковом расположении катушек их индуктивности и индуктивные сопротив­ления пропорциональны квадратам чисел витков, то между индук­тивными сопротивлениями приведенной обмотки и реальной существует такое же соотношение:

Потери в приведенной н реальной обмотках оди­наковы:

Одинаковы также относительные падения напряжения во вто­ричных обмотках приведенного и реального трансформаторов:

; ;

Таким образом, все энергетические и электромагнитные соот­ношения в приведенном и реальном трансформаторах одинаковы, что и позволяет производить указанное приведение.

Опыт холостого хода.

Схемы опытов холостого хода однофазного (m = 1) и трехфазного (m = 3) двухобмоточных трансформаторов приведены на рис. 14.3.

Первичная обмотка трансформатора подключается к синусоидальному напряжению, а вторичная обмотка разомкнута. Измеряются первичные напряжения , ток и мощность , а также вторичное напряжение .

На основе данных опыта для однофазного трансформатора определяются полное, активное и индуктивное сопротивления холостого хода:

; ;

а также коэффициент трансформации

и коэффициент мощности при холостом ходе

Для трехфазного трансформатора по показаниям трех амперметров и вольтметров определяются средние значения линейного тока и линейного напряжения а по показаниям ваттметров - мощность холостого хода трех фаз, . Физический смысл имеют только значения сопротивлений, рассчитанные для фазы обмотки, поэтому необходимо принимать во внимание схему соединения обмотки. В случае соединения первичной обмотки в «звезду•

; ;

а при соединении ее в «треугольник•

; ;

Коэффициент мощности при холостом ходе

Коэффициент трансформации трехфазного трансформатора может рассчитываться по фазным напряжениям (k) или линейным напряжениям (kл)· Для теории трансформатора имеет значение первое из указанных значений коэффициента трансформации.

Из рассмотрения схемы замещения трансформатора при следует, что параметры холостого хода z0, r0, х0 представляют собой суммы следующих сопротивлений:

; ;

Мощность холостого хода с весьма большей точностью соответствует магнитным потерям в сердечнике трансформатора.

При холостом ходе, согласно схеме замещения,

Опыт короткого замыкания.

Производится по схемам, приведенным на рис. 14.6

.

Вторичные обмотки замыкаются накоротко, а к первичным обмоткам во избежание перегрева и повреждения трансформатора подводится пониженное напряжение с таким расчетом, чтобы ток находился в пределах номинального.

Полное zк, активное rк и реактивное хк сопротивления короткого замыкания рассчитываются по формулам, аналогичным для случая холостого хода. Для однофазного трансформатора

; ;

В случае трехфазного трансформатора по показаниям приборов определяются средние значения линейного напряжения , линейного тока и мощности короткого замыкания трех фаз Рк. При соединении первичной обмотки в •звезду• параметры короткого замыкания на фазу будут следующими:

; ;

а при соединении первичной обмотки треугольником:

; ;

Коэффициент мощности при коротком замыкании определяется по формулам, аналогичным при ХХ.

Согласно схеме замещения

; ;

Приведение вторичной обмотки трансформатора к первичной.

Первичные и вто­ричные токи, напряжения и другие величины имеют одинаковый порядок, если первичной и вторичной обмоток число витков оди­наково. Рассмотрим поэтому вместо реального трансформатора эквивалентный ему так называемый приведенный трансформатор, первичные и вторичные обмотки которого имеют одинаковое число витков.

Представим себе, что реальная вторичная обмотка трансформа­тора с числом витков заменена воображаемой, или приведенной, обмоткой с числом витков . При этом число витков вторичной обмотки изменится в раз.

Величина k называется коэффициентом приведе­ния или трансформации.

В результате такой замены, или приведения, э. д. с. , и напря­жение приведенной обмотки также изменяются в k раз по сравне­нию с величинами и реальной вторичной обмотки:

; ;

Чтобы мощности приведенной н реальной обмоток при всех режимах работы были равны, необходимо изменить вторичный ток в к раз.

Намагничивающие силы приведенной и реальной обмоток равны:

Для того чтобы электромагнитные процессы в реальном и при­веденном трансформаторах протекали одинаково, приведенная и реальная вторичные обмотки должны создавать одинаковые магнит­ные поля. Для этого), необхо­димо, чтобы приведенная вторичная обмотка имела те же геометри­ческие размеры и конфигурацию и была расположена в окне магнитопровода трансформатора так же, как и реальная вторичная об­мотка. Поэтому суммарное сечение всех витков приведенной обмотки должно быть таким же, как и у реальной обмотки, а сечение каждого витка приведенной обмотки должно уменьшиться в к раз. Но поскольку приведенная обмотка имеет в k раз больше витков, то в итоге активное сопротивление при­веденной обмотки в к2 раз больше, чем реальной:

Так как при одинаковых геометрических размерах и одинаковом расположении катушек их индуктивности и индуктивные сопротив­ления пропорциональны квадратам чисел витков, то между индук­тивными сопротивлениями приведенной обмотки и реальной существует такое же соотношение:

Потери в приведенной н реальной обмотках оди­наковы:

Одинаковы также относительные падения напряжения во вто­ричных обмотках приведенного и реального трансформаторов:

; ;

Таким образом, все энергетические и электромагнитные соот­ношения в приведенном и реальном трансформаторах одинаковы, что и позволяет производить указанное приведение.