Уравнение баланса э. д. с. при холостом ходе

Ток I₀ холостого хода, возникающий в первичной обмотке трансформатора при включении его в сеть с напряжением U₁, имеет относительно небольшую величину по сравнению с номинальным первичным током трансформатора.

Создаваемая током холостого хода намагничивающая сила (н с.) первичной обмотки F_o= I_оω₁ возбуждает переменный магнитный поток, главная часть которого с амплитудным значением Ф замыкается через магнитопровод. Главный магнитный поток пронизы вает витки первичной и вторичной обмоток и индуцирует в них э. д. с. Е₁ и Е₂.

Кроме главного магнитного потока, имеется еще поток рассеяния Ф_р1, магнитные линии которого замыкаются через воздух и пронизывают витки только первичной обмотки, индуцируя в ней э. д. с. рассеяния E_p1.

Поток рассеяния относительно весьма мал по сравнению с главным магнитным потоком, так как он встречает на своем пути большое магнитное сопротивление (немагнитная среда). Поэтому э д. с, рассеяния также очень мала по сравнению с э. д. с, индуцированной главным магнитным потоком (E_p1 << E_p).

Активное падение напряжения U_al в первичной обмотке, имеющей активное сопротивление r₁ будет U_al=I₀ r₁.

Рис. 4 5 Векторная диаграмма холостого хода трансформатора

Согласно второму закону Кирхгофа геометрическая сумма э. д. с. равна сумме падении напряжении в сопротивлении цепи, т.е.

Ú₁ +É₁ + É _p1 = Ú _a1

Так как приложенное первичное напряжение Ú₁ должно уравновешиваться имеющимися в цепи э. д. с и падениями напряжения, то уравнение равновесия (баланса) э. д. с. обычно записывается в следующем виде:

Ú ₁ = - É ₁ - É _p1 + Ú _a1

Э. д. с. Рассеяния - É _р1 можно рассматривать, как реактивное падение напряжения Ú_p1, взятое с обратным знаком.

Уравнение равновесия наглядно может быть представлено в виде векторной диаграммы холостого хода трансформатора, изображенной на рис. 4.5.

На этой диаграмме по вертикальной оси откладываются векторы э. д. с, а по горизонтальной — вектор амплитуды главного магнитного потока Ф. Так как э. д. с. Е₁ и Е₂ отстают от потока Ф на четверть периода, то их векторы с положительным значением направлены вниз.

На этой же диаграмме изображены векторы тока холостого хода İ_о и его активной İ_оа и реактивной İ_ор составляющих. Вектор активного падения напряжения Ů_а1 совпадает по направлению с вектором İ_о, а вектор Ů_р1 реактивного падения опережает вектор İ_о на четверть периода (90°).

Вектор Ů₁ определится как замыкающий сумму векторов — Ė₁, Ů_р1 и Ů_а1.

Контрольные вопросы

• Что такое линейный и фазный коэффициенты трансформации и в каких случаях они имеют разные значения?
• От чего зависит величина потерь холостого хода?
• Почему потери холостого хода определяются раздельно для стержней и ярм
• магнитопровода?
• Почему намагничивающий ток у силовых трансформаторов имеет несинусоидальную форму?
• Напишите уравнение равновесия э. д. с. при холостом ходе трансформатора.

ГЛАВА V