Опыт короткого замыкания

Опыт короткого заыкания: а – схема включения; б – схема замещения

 

 

Опыт проводится при пониженном напряжении U_1к, которое устанавливается экспериментально: при отключенном напряжении на входе замыкают накоротко зажимы вторичной обмотки. Затем медленно увеличивают U₁ до значения U_1к, при котором показание амперметра равно I_1ном. Ваттметр измеряет мощность потерь в режиме короткого замыкания P_к. Поскольку X₀, R₀ существенно больше сопротивлений обмоток, то ток I_1к = I_1ном практически замыкается по внешнему контуру на рис. 3.8, б. Мощность потерь

Р_к = (R₁ + R) I_ном = 2RI_ном, откуда R = R₁ = P_к/(2I_ном); R₂ = R/n².

Сопротивление R_к = R₁ + R называют активным сопротивлением короткого замыкания.

Полное сопротивление короткого замыкания: Z_к = U_1к/I_1к ;

Уравнения и схема замещения трансформатора. Приведенный трансформатор

Помимо основного магнитного потока Ф, замыкающегося по магнитопроводу, катушки создают небольшие потоки рассеяния Ф_1s и Ф_2s, замыкающиеся по воздуху. Воздух является линейной средой для магнитного поля, поэтому в схеме замещения трансформатора потоки рассеяния обмоток учитывают в виде линейных индуктивностей рассеяния L_1s, L_2s (рис. б). На схеме замещения активные сопротивления R₁, R₂ обмоток условно показаны вне обмоток, а обмотки на рис. , б не имеют активного сопротивления, не создают потоков рассеяния и вместе с магнитопроводом образуют так называемый идеализированный трансформатор. Для первичного и вторичного контуров схемы замещения (рис. б) по ВЗК получим

 

Сечение проводников обмоток выбирают так, чтобы R₁, R₂ были малы. Сердечники трансформаторов изготавливают из стали с высокой магнитной проницательностью, используют плотную намотку витков и максимально близкое расположение катушек (обмотку ВН наматывают поверх обмотки НН). Такие меры снижают потоки рассеяния и учитывающие их индуктивности рассеяния. Поэтому второе и третье слагаемые в (3.5) и (3.6) составляют несколько процентов от U₁ и U₂ (кроме трансформаторов с P < 1 кВт). Тогда можно полагать

; .

Из постоянства амплитуды потока Ф_m, согласно закону полного тока, следует постоянство МДС:

w₁₁ – w₂₂ = w₁₀.

Это равенство справедливо и для мгновенных значений:

w₁i₁ – w₂i₂ = w₁i₀.

Равенства приводятся к виду

₁ = ₀ +; i₁ = i₀ +.

Следует, что ток ₁ состоит из тока ₀ (намагничивающего тока), определяющего основной магнитный поток Ф, и тока ₂/n, компенсирующего размагничивающее действие тока вторичной обмотки. Ток холостого хода I₀ составляет 3¸10% от номинального первичного тока I₁. Если пренебречь I₀, то

.

То есть коэффициент трансформации можно определять по отношению токов.