Файл: Кирпатовский, С. И. Периодические процессы в нелинейных цепях учеб. пособие.pdf

uSz

- 79

-

.,Х'

h ~ l w и,

Ьр—Ьіп^Ь?

■ I

ъГ,

- п р и в е д е н н ы й

вторичный ток.

где tz~ - - jj - Lz

Операция приведения тока заключается

а делении на взятое со ввакоы

минус отношение чисел витков

ЪУ,

называемое

Кт-

Мг '

к о э ф ф и ц и е н т о м

т е о р е т и ч е с к и м

т р а н с ф о р м а ц и и .

первичной

и вторичной

ѳ л ѳ к т р и -

В дополнение

к уравнениям

ч ѳ с к и X

цепей

и в

отличие

от них уравнение ампервитков описывает

м а г н и т н у ю

цепь

трансформатора.

Именно черев

магнитную цепь с

чин в трансформаторе

очень важно

знать, что ток вторичной

обмотки в сег ­

д а ф и з и ч е с к и

направлен

т ак , что противодействует

току пер­

вие этой

особенности ток

вторичной

обмотки навивают

р а з м а г н и ­

ч и в а ю щ и м .

Поѳтому намагничивающие ампервитки

uftIjj-

меньие

пер­

вичных ампрѳвитков

ьЕ)h

, а равны им лишь при холостом х о д е . На век­

торной диаграмме рис. 48 ток

І 2

имеет

фаву почти противоположную фа­

зе тока

If

,

что

подтверждает сказанное

в ш е .

Конечно, фаза тока зави­

сит от характера нагрузки.

Использовав метод эквивалентных синусоид, нетрудно перейти к сим­

волической

форме уравнений,

подобно тому как делалось для

феррокатуи-

ки:

Üf = S f l .f £.fi

Е, = ~]и)щ-<Р0 ■ È,

E , i S t

Èz = 3.гІг + Uz ".

Ег =

-JbnJz -Ф, ;

ÉZ

-=-=-гГ = Кг

Ei

Mt

Т

= Т +1' '

х)

Ток

холостого х о д а 4 ^

с о с т ^ м т

неэначитѳльч® часть

но­

минального

тока

в пределах

Ію=

(0 ,0 3 -0 ,0 8 )/ //лм/

и тем меньше,

чем

где

1тг’ -____ ^и,?llГ

- 60 -

Кт

üt* - è ,~ ü e ,

так

как

I /

1^

I

ЕЛ

. Ф0

Полѳвно заметить,

что

созда­

Главныя магнитный поток

ется совместным действием

ампѳрвитков

первичной и вторичной обмоток транс­

bS/Ijn—bfili + і^гІі)'-

форматора (намагничивающими ампѳрвитка-

ми

ф = -

ä-jt.

RMi

R mЧ. а ,

%

где Rm, =

-

г

ниѳ

сердечника;

со ­

■ І

S jj,

комплексное

магнитное

противление

(ом.

п .1 8 ) .

Теперь по уравнениям можно постро­

ить векторную диаграмму трансформатора

(р и с.

4 8 ).

Положим, что известен рѳкаі

нагрузки,

параметры

трансформатора*^

и

й

,

COs U h ,

& z ,

г

- /

ю , COS CPfo-

данные

опыта холостого

Кхо,

д аі1®^

Рио-. 48

Чтобы получить

привычное

расположение

векторной

диаграммы, строим в подходя­

Ун

напряжения

Uz.

Тг=

щем масштабе радиус-вектор

Под углом

Uz

внив от

некоторого полюса (точки ).

откладываем ток

нагрувки

.

3.іІі=ГгІг +]Х2 Іг

к вектору

Еі.

В соответствии,

со вторым уравнением

прибавляем

напряжения

и находим ЗДС вторич­

падение

ной обмотки

Фо..

Вспомнив, что

сиңуооидальная ЭДС всегда отстает

на четверть

перио­

-Et=Ua

Е,

сг

да от магнитного потока, который ее индуктирует, строим вектор

и

,

Откладываем

также

, помня что

имеет

ту же ф азу,

что

Параметры трансформатора вычисляют по данным опытов короткого

замыкания и холостого х о д а .

которым требуется

пост­

Возможны и другие исходные условия, по

роить диаграмму,

иногда более

трудные,

чем принятые

в

нашем примере.

его

током

І ю

, но

вследствие

потерь ток

І ю

долавн опѳрѳнать по­

ток

фо

на некоторый

угол

ас

, называемый

углом

потерь

в

стали

или у г ­

лом магнитного запаздывания. Угол ос

может быть приближенно,

но с до­

статочной

точностью

вычислен

как

<Х=%г-у>ю-

Построив

под

углом

ос к

Фо

радиус-вектор

І,в

,

переходим

к по­

строению тока

І г

,

как противоположного

к

Т.%

по направлению

и равного

І І —Іг /Кт

.

Это

построение

завершается

нахождением

тока

I,

,

соот­

ветствующего данному

режиму.

в соответствии с первым уравнением. К

Далее

построение

ведется

вектору

-Е,= Üo

добавляем

падение

напряжения

г,І ,

(в

фазе с током),

ѳатѳм

jx ,i,

(с

опережением

I ,

на J

)

и вектор

[/,

в

качестве

их

суммы.

что

положив

Іг =

0 , получим векторную диаграмму холос­

Очевидно,

того хода трансформатора, а отбросив дополнительно вектор

Ег

,

полу­

чим векторную диаграмму феррокатушки

(р и с.

4 2 ,6 ) .

смысле,

что по­

Трансформатор

-

саморегулирующее

устройство

в том

Механизм этогоІ саморегулирования заключается в

следующем. Увеличение

тока нагруэки

г

вызывает

т е н д е н ц и ю

к уменьшению главного

магнитного потока

Ф

, в чем

проявляется

размагничивающее действие

І г

.

Одновременно

проявляется

тенденция

к уменьшению ЭДС

Е,= -Ѵо

, и

,

поскольку

они

пропорциональны

Фа

.

Уменьшение уравновешивающего на­

пряжения

І/о

вызывает увеличение тока

I,

, что

создает вторую

т е н

­

д е н ц и ю

к увеличению

Ф0

■ Наличие двух

противоположных тенденций

приводит

к почти

сохранению

потока

Ф0

,

хотя

ток

I ,

увеличился в соот­

ветствии

с увеличением тока

It

.

Для трансформатора может быть получена схема замещения, основою

по­

которой послужит схема замещения феррокатушки.

Однако обоснованное

строение схемы замещения трансформатора связано с некоторыми новыми

в

представлениями и поэтому

нуждается

в

подробном

объяснении, а

также

достаточно

- 82

-

рядом Ьсхему

вторич­

очевидно для холостого хода.

Расположим

ной обмотки, как покааано на рис. 4 9 .Jаf

и соединим

точки

1

и

Вг

этих

ахѳм, что,очевидно,не ивменит токов

и

І г

. Однако объединить сх е ­

мы двух

обмоток в

единую схему трансформатора путем соединения

соответ­

ственных точек

Of

и

Oz

нельзя потому,

что

потенциалы этих

точек

не

равны

Cfai

#

у>ог

. В

случае соединения этих точек воэникнѳт

уравнитель­

ный ток,

который нарушита

правильное описание процесса.бДля

т ого ,

чтобы

Это приведение выполним умножением Ег

на множитель \zJz) s* ~ /<'r

результате получим:

Éz (-K T^-jcJiSzil- (-і)=

Фо— Е,-&0 .

Теперь две схемы можноЕгобъединить

в

единую,

не нарушая режим х о ­

лостого х о д а .

Н о,

заменив

приведенной

Et

, мы должны позаботиться

о приведении

тока

І 2

,

чтобы

сохранить

реальное значение модности, т .е .

чтобы выполнить условие

инвариантности

мощности