Опыт короткого замыкания трансформатора

Рисунок 19. Опыт короткого замыкания трансформатора

Замыкают нагрузку накоротко и подают на первичную обмотку трансформатора напряжение, начиная с 0. При этом следят за током в первичной обмотке. Поднимают напряжение до того момента, пока через первичную обмотку не будет протекать номинальный ток нагрузки.

- напряжение КЗ трансформатора – напряжение на первичной обмотке трансформатора, при котором ток в первичной обмотке трансформатора равен номинальному току при его номинальной нагрузке. Обычно составляет от 5 до 10% от U_1н (номинального напряжения первичной обмотки трансформатора).

где S_н – номинальная мощность трансформатора.

Откуда сопротивление короткого замыкания Zк:

, U_1н и S_н являются паспортными данными трансформатора. Найдя Zк можно узнать качество трансформатора при изготовлении, то есть определить какой ток потечёт в первичной обмотке в режиме КЗ нагрузки.

Опыт холостого хода

Рисунок 20. Схема замещения при ХХ трансформатора

Если Zμ ˃˃ R₁ + X_L₁, то схема замещения будет:

Рисунок 21. Схема замещения при ХХ трансформатора

Активная мощность ХХ:

Если δ стремится к 0, то Рхх стремится к 0, нет активных потерь.

Рисунок 22. Эквивалентная схема замещения цепи намагничивания Zμ при δ=0

В итоге, их опыта КЗ можно определить R₁, X_L₁, R’₂, X’_L2, из опыта ХХ – Lμ, то есть параметры эквивалентной схемы трансформатора.

КПД трансформатора

КПД – отношение полезной мощности P₂ к активной мощностью, потребляемой первичной цепью P₁.

P_м - потери в меди - потери мощности в активных сопротивлениях обмоток

P_ст - потери в стали сердечника – потери в индуктивности намагничивания. Эти потери от тока нагрузки не зависят и определяются потоком, т.е. напряжением U₁ и f.

где Rк – сопротивление короткого замыкания:

β - коэффициент нагрузки:

Pкн - потери при номинальном режиме:

Мощность нагрузки P₂:

Тогда выражение для КПД примет следующий вид:

Рисунок 23. Зависимость η от β

Трансформаторы проектируются так, чтобы при номинальном их режиме потери в стали были равны потерям в меди.

Изменение напряжения на выходе трансформатора при нагрузке

Упрощаем эквивалентную схему трансформатора, убирая цепь намагничивания.

Рисунок 24. Упрощённая эквивалентная схема трансформатора

Рассмотрим как будет отличаться напряжение U₁ от U₂ при различных углах фаз в нагрузке. Нагрузка может быть активно-индуктивная или активно-емкостная.

Векторная диаграмма строится следующим образом:

1. За нулевую фазу возьмём вектор тока .

2. сдвинуто относительно тока на угол φ нагрузки.

3. Складываем с падениями напряжения на R_к и X_к. В итоге получаем вектор входного напряжения U₁.

4. Вычислим разницу между модулями векторов U₁ и U₂.

Продолжаем направление вектора U₂, к нему возьмём перпендикуляр от конца вектора U₁. Необходимая разница векторов отмечена красным цветом.

Рисунок 25. Векторная диаграмма

Исходя из векторной диаграммы получаем выражение для разницы напряжений:

При делении на U₁, получим выражение в относительных единицах:

Рисунок 26. Зависимость напряжения U₂ от I₂ при различных углах фаз в нагрузке

В зависимости от характера нагрузки (активно-индуктивной или активно-емкостной) напряжение на выходе может как уменьшаться, так и увеличиваться с ростом тока нагрузки. Поэтому коэффициент трансформации всегда определяют в режиме ХХ.

Дата добавления: 2023-01-08; просмотров: 16; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!