Производство сухих печных трансформаторовДоставка в любой регион России

Холостой ход трансформатора.

        Режим, при котором вторичная обмотка трансформатора ра­зомкнута, а на зажимы первичной обмотки подано переменное на­пряжение, называется холостым ходом трансфор­матора.

       Если к первичной обмотке подвести напряжение U₁ по ней по­течет ток, который обозначим I₀. Этот ток создает магнитный поток Ф. Магнитный поток Ф, возбуждаемый первичной обмоткой, индук­тирует во вторичной обмотке ЭДС, величина которой равна Е₂. Тот же самый магнитный поток индуктирует в первичной обмотке ЭДС=E­₁. Небольшой ток I₀, потребляемый первичной обмоткой трансформатора при холостом ходе, называется током холо­стого хода. Величина этого тока обычно составляет 3—10% от тока при номинальной нагрузке транс­форматора.

       Построим векторную диаграмму холостой работы   однофазного   трансформатора  без потерь (идеального) (рис. 190). Намагничи­вающий ток I₀ создает магнитный поток Ф, который совпадает с током I₀ по фазе. Как уже   указывалось,   магнитный поток Ф ин­дуктирует в первичной обмотке ЭДС=Е1 а во вторичной обмотке — ЭДС=Е₂. На­помним, что всякая ЭДС, индуктируемая синусоидально   изменяющимся   магнитным потоком, отстает от потока по фазе на 90° (см. § 65). Поэтому векторы E₁ и E₂ мы от­кладываем под углом 90° от потока в сто­рону, обратную вращению векторов. Индук­тированную в первичной обмотке ЭДС Е₁ уравновешивает напряжение сети  U₁.

ЭДС  E₁ и напряжение U₁ равны и вза­имно  противоположны   (падение напряжения в первичной обмотке при этом режиме очень мало и им можно пренебречь).

Из векторной диаграммы видно, что ток I₀, потребляемый идеальным трансформатором при холостой работе, отстает от напряжения сети U₁ на 90°, т. е. является чисто реактивным.     

       У реального транс­форматора из-за потерь в стали (на вихревые токи и гистерезис) возникает сдвиг по фазе между током холостого хода I₀ и маг­нитным потоком Ф, причем ток будет опережать магнитный по­ток. Ток холостого хода I₀ трансформатора имеет две со­ставляющие (рис. 191):

1—ак­тивную I_а = I₀*соsφ₀, вызван­ную   потерями в  стали   (эта составляющая   очень   мала,   так   как  малы потери холостого хода);
2 -реактивную   Ip=I₀*sinφ₀,     называемую    током   намагничивания,   создающую   магнитный  поток Ф   и   совпадающую    с ним  по   фазе.   Так   как   активная    составляющая  I₀cosφ₀   мала, то намагничивающий ток почти равен   всему  току холостого хода I₀.  Поэтому I₀ является   почти  целиком   реактивным. В режиме холостого хода  ток во вторичной обмотке отсутствует и поэтому напряжение на зажимах вторичной обмотки равно ЭДС, индук­тированной в этой обмотке: U₂=E₂ 

Ниже расмотрим :

Опыт холостого хода трансформатора.

   Холостым ходом трансформатора является такой предельный режим работы, когда его вторичная обмотка разомкнута и ток вто­ричной обмотки равен нулю (I₂ = 0). Опыт холостого хода позволяет определить коэффициент трансформации, ток, потери и сопротивление холостого хода трансформатора.

       При опыте холостого хода первичную обмотку однофазного трансформатора включают в сеть переменного тока на номинальное напряжение U₁. Под действием приложенного напряжения по обмотке протекает ток I₁=I₀ равный току холостого хода. Практически ток холостого хода равен примерно 5—10% номинального, а в трансформаторах малой мощности (десятки вольт-ампер) достигает значений 30% и более номинального. Для измерения тока холостого хода, приложенного к первичной обмотке напряжения и потребляемой мощности в цепь первичной обмотки трансформатора включены измерительные приборы (амперметр А, вольтметр V и ваттметр W). Вторичная обмотка трансформатора замкнута на вольтметр, сопротивление которого очень велико, так что ток вторичной обмотки практически равен нулю.

Ток холостого хода возбуждает в магнитопроводе трансформатора магнитный поток, который индуктирует ЭДС - Е₁ и Е₂ в первичной и во вторичной обмотках.

      Во вторичной обмотке трансформатора нет тока и, следовательно, нет падения напряжения в сопротивлении этой обмотки, поэтому ЭДС. равна напряжению, т. е. Е₂=1/2. Поэтому ЭДС. вторичной обмотки определяется показанием вольтметра, включенного в эту обмотку.

  Ток холостого хода, протекающий в первичной обмотке, очень мал по сравнению с номинальным, так что падение напряжения в сопротивлении первичной обмотки очень мало по сравнению с приложенным напряжением. Поэтому приложенное напряжение практически уравновешивается ЭДС первичной обмотки и численные значения напряжения V и ЭДС. Е приблизительно равны. Следовательно, при опыте холостого хода ЭДС. первичной обмотки определится показанием вольтметра, включенного в ее цепь.

    Для большей точности измерения при опыте холостого хода первичной обмоткой служит обмотка низшего напряжения, а вторичной — обмотка высшего напряжения. Это объясняется тем, что для обмотки НН номинальный ток будет больше, чем для обмотки ВН. Так как ток холостого хода небольшой и составляет несколько процентов номинального, то при использовании обмотки НН в качест­ве первичной ток холостого хода окажется больше и может быть измерен более точно, чем в случае использования обмотки ВН в ка­честве первичной.

   Имея в виду равенства E₂=U₂ и E₁~U₁ коэффициент транс­формации можно определить отношением ЭДС. или чисел витков обмоток. Таким образом, при холостом ходе трансформатора коэффици­ент трансформации определится отношением показателей вольтмет­ров, включенных в первичной и вторичной обмотках.

  Для трехфазного трансформатора различают фазный и линей­ный коэффициенты трансформации. Фазный коэффициент транс­формации определяет соотношение чисел витков обмоток ВН и НН и равен отношению фазных напряжений. Линейный коэффициент трансформации равен отношению линейных напряжений на стороне ВН и НН.