Общие сведения

 

При расчете электрических цепей с трансформаторами их чаще всего заменяют Т- или Г-образной схемой замещения, приведенной к первичной или вторичной стороне. Наиболее точной является Т-образная схема замещения. Она изображена на рис. 7.4.1. Все сопротивления схемы приведены к первичной стороне.

 

Рис. 7.4.1.

В этой схеме:

G0 – активная проводимость, учитывающая потери на вихревые токи и перемагничивание сердечника;

В0 – реактивная проводимость, обусловленная основным магнитным потоком;

R1 – активное сопротивление первичной обмотки и R’2 – вторичной обмотки, приведенное к первичной стороне (R’2 = К2ТРR2);

XS1 и X’S2 – реактивные сопротивления рассеяния обмоток (Х’S2 = К2ТРXS2);

Z’H – сопротивление нагрузки (Z’H = К2ТРZH).

 

Параметры схемы замещения трансформатора определяют по данным опытов холостого хода и короткого замыкания.

При опыте холостого хода к первичной обмотке подводят напряжение U1X= U1HОМ, измеряют P1X, I1X и U1X. (Вместо P1X можно измерить j1X – угол сдвига фаз между входными напряжением и током).

Опыт короткого замыкания проводят при пониженном напряжении U1K, при котором токи обмоток достигают номинальных значений I1K = I1НОМ, I2K »I2НОМ. Измеряют P1К (либо j1К), I1К,U1К, I2К.

Векторная диаграмма для схемы замещения строится исходя из уравнений, составленных по первому и второму законам Кирхгофа. В комплексной форме:

 

 

Можно предложить следующую последовательность при построении (рис. 7.4.2).

В произвольно выбранном направлении строим вектор напряжения на нагрузке U’2 = КТРUН и под углом jН к нему вектор тока нагрузки I’2 = IН / КТР (см. рис. 7.4.2). На рисунке принято jH>0. Из конца вектора U’2 строим векторы R’2I’2(параллельно I’2) и X’S2I’2 (перпендикулярно I’2). Полученная сумма равна напряжению U0. Вектор магнитного потока Ф0 отстает от него на 90о.

Далее под углом j1Х к вектору U0 строим вектор I0 »I1Х и находим вектор тока I1 как сумму I’2 и I0.

Затем от конца вектора U0 откладываем падения напряжений R1I1(параллельно I1) и XS1I1 (перпендикулярно I1) и находим U1 как сумму этих трех векторов.

 

 

Рис. 7.4.2.

 

В лабораторной работе используются трансформаторы с разъемным сердечником и сменными катушками. Номинальные параметры этих трансформаторов при частоте 50 Гц приведены в табл. 7.4.1.

Таблица 7.4.1

W UH, B IH, мА R, Ом SH, ВА
2,33 0,9 1,4
4,8 1,4
66,7 1,4