Файл: Пиотровский Л.М. Электрические машины учебник.pdf

Для большего увеличения охлаждающей поверхности в транс­ форматорах значительной мощности применяются баки радиаторного типа с естественным охлаждением или с искусственным воздушным охлаждением с помощью вентиляторов 1 мощностью 150—200 вт

Рис. 10-19. Трансформатор с трубчатым баком

1 — обмотка высшего напряжения, 2 — обмотка низшего напряжения, з —• переключатель регулируемых отводов обмотки высшего напряжения, 4 — бал­ ка, прессующая ярмо, 5 — сердечник, 6 — отводы обмотки высшего напряже­

(рис. 10-20). Последние выполняются на самые большие мощности. Но если мест,о для установки трансформатора ограничено, приме­ няют принудительную циркуляцию масла. Сущность этого способа охлаждения состоит в том, что масло при помощи насоса заставляют циркулировать через воздушный или водяной охладитель. В этих

174

Глав а о д и н н а д ц а т а я

РЕЖИМ ХОЛОСТОГО ХОДА ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

11-1. Метод изучения работы трансформатора

Изучение работы трансформатора под нагрузкой основывается па изучении двух предельных режимов его работы: холостого хода и короткого замыкания.

Под холостым ходом трансформатора понимают такой режим его работы, при котором к зажимам первичной обмотки подводится на­ пряжение, а вторичная обмотка разомкнута, т. е. вторичный ток равен нулю.

Под коротким замыканием трансформатора понимают такой ре жим работы, при котором его вторичная обмотка замкнута накоротко и вторичное напряжение равно нулю.

Изучение режимов холостого хода и короткого замыкания транс­ форматора важно в двух отношениях. Во-первых, можно рассматри­ вать любой нагрузочный режим трансформатора как промежуточный между двумя предельными режимами его работы и получить этот нагрузочный режим путем наложения одного предельного режима на другой, например режима короткого замыкания на режим холостого хода. В этом состоит теоретическая ценность этих режимов.

175

Во-вторых, холостой ход и короткое замыкание трансформатора позволяют определить ряд величин, имеющих весьма важное значе­ ние для эксплуатации трансформатора. Так, например, чтобы опре­ делить одну из важнейших эксплуатационных величин трансформа­ тора — его к. и. д. — нужно располагать потерями при холостом ходе трансформатора и при его коротком замыкании. В этом состоит практическая ценность указанных предельных режимов.

Изучение режима холостого хода позволяет определить расчет­ ным или опытным путем следующие характерные для трансформа­ торов величины: потери холостого хода, ток холостого хода и коэф­ фициент трансформации.

Прежде чем переходить к дальнейшему изложению, нужно отметить некото­ рые важнейшие соотношения из теории переменных токов.

Пусть ток і в рассматриваемой цепи изменяется во времени по синусоиде (рис. 11-1, а). Наименьший промежуток времени Т, по истечении которого зна-

Рис. 11-1. Изображение синусоидальной функции: а — в прямоуголь­ ных координатах, б — векторпое

чение синусоидальной функции повторяется, соответствует углу 360° или 2л радиан и называется периодом. Количество периодов в секунду / = 1/Т назы­ вается частотой и измеряется в герцах.

Мгновенное значение тока

где I m — амплитудное значение тока.

2л

Аргумент синуса —t — <|ц определяет стадию или фазу изменения тока

и называется фазным углом или фазой, а ф; соответствует значению фазного угла пргі t = 0 и называется начальной фазой.

Показанное на рис. 11-1 расположение начала отсчета времени и ближай­ шего нулевого значения синусоиды соответствует отрицательному значению начальной фазы фі.

Величина 2я/ Т ~ есть скорость изменения фазного угла и называется , угловой частотой. Измеряется со числом радиан, на которое увеличивается фазный угол в секунду, т. е. со = 2я/.

Среднее арифметическое значение синусоидальной величины за целый период равно нулю, так как функция расположена симметрично относительно оси абс­ цисс, со сдвигом на половину периода. Среднее значение синусоиды за половину

176

периода от —ф; до^ со — ф; j равно площади полуволны, деленной на ее осно­

вание 272, т. е.

Электромеханическая сила взаимодействия двух проводников, по которым протекает одинаковый ток, пропорциональна мгновенному значению тока во второй степени. Тепловое действие тока также пропорционально току во второй степени. Поэтому вводят понятие о среднем квадратичном или действующем значении тока, для определения которого нужно построить квадратичную зави­ симость і2 = / (t) за период или полупериод и вычислить корень квадратный из ее среднего значения, т. е.

(11-3)

Отношение действующего значения тока к его среднему значению за поло­ жительную полуволну называется коэффициентом формы тока:

Все сказанное относительно синусоидального тока, его мгновенного, сред­ него II действующего значений в одинаковой степени относится и к другим величинам, изменяющимся синусоидально. Обычно, говоря о токах, напряже­ ниях и э. д. с., имеют в виду их действующие значения, все другие значения этих величин всегда оговариваются особо.

противоположном вращению часовой стрелки со скоростью, равной угловой

времени t вектор Іт повернется на угол сщ, проекция этого вектора на ось ординат дает мгновенное значение і = І т sin (оц — ф$) для рассматриваемого

момента времени. За период Т вектор 1т совершит полный оборот вокруг точки О, что соответствует полной волне синусоиды на рис. 11-1,а.

Для тока, э. д. с. и напряжения принято изображать на векторной диа­ грамме не амплитудные, а действующие значения этих величин, что сводится только к различию в масштабах для вращающегося вектора и его проекции, чтобы по-прежнему эта проекция соответствовала мгновенному значению сину­ соидальной величины.

Если совместно с током изображается на общей векторной диаграмме н напряжение, то нужно соблюсти правильную ориентацию этих векторов отно­ сительно друг друга.

177