Внешняя характеристика трансформатора

При увеличении тока нагрузки напряжение на вторичной обмотке трансформатора обычно понижается. Это объясняется падением напряжения на активном и индуктивном сопротивлениях первичной и вторичной обмотки трансформатора. Для получения уравнения внешней характеристики трансформатора удобно использовать Г-образную схему замещения трансформатора. Ток намагничивания трансформатора (ток холостого хода) составляет 5 - 10% от номинального значения тока первичной обмотки. Поэтому при работе трансформатора под нагрузкой, без большой погрешности цепью намагничивания (содержащей ток можно пренебречь и принять . В этом случае приведенное напряжение на нагрузке можно рассматривать как геометрическую разность векторов первичного напряжения и напряжения , которое называется полным падением напряжения в трансформаторе, т.е. (рисунке 5.6). В свою очередь напряжение складывается из падений напряжения на активном и индуктивном сопротивлении:

(5.24)

 

Рисунок 5.6 - Г-образная схема замещения трансформатора

 

На холостом ходу приведенное напряжение на вторичной обмотке трансформатора . При увеличении тока нагрузки напряжение на вторичной обмотке уменьшается на величину:

, (5.25)

которую можно определить по векторной диаграмме на рисунке 5.2. Поскольку угол очень мал, то величина определяется из выражения:

. (5.26)

Изменение напряжения на вторичной обмотке трансформатора обычно выражают в процентах:

. (5.27)

Из выражений (5.25, 5.27) можно получить уравнение внешней характеристики трансформатора:

. (5.28)

В трансформаторах большой мощности индуктивное падение напряжения обычно в несколько раз превосходит активное падение напряжения. В результате этого изменение напряжения возрастает с ростом угла сдвига между током и напряжением вторичной обмотки . Таким образом, индуктивная нагрузка вызывает большие изменения напряжения, чем активная. На рисунке 5.7 приведены внешние характеристики трансформатора для различных значений .

Рисунок 5.7 - Внешние характеристики трансформатора

для различных значений