К другим разделам курса физики, электротехники

Кинематика материальной точки | Физическая оптика | Конспект лекций по ядерной физике | Молекулярная физика | Законы Ома и Кирхгофа | Электромагнитные волны | Основы электротехники | Задачи по электротехнике | Лабораторные | Методика расчета

Методика расчета электрических цепей

Внешняя характеристика трансформатора

 Внешняя характеристика трансформатора определяет зависимость напряжения вторичной обмотки U2 от тока вторичной обмотки I2 при постоянном коэффициенте мощности cos j2 = const и номинальном напряжении первичной обмотки U1. Часто для определения внешней характеристики пользуются относительными единицами (рис.11.6). Элементы проектирования электропривода

Обычно простые задачи проектирования имеют примерно следующие формулировки: взамен устаревшего электропривода данной установки разработать современный, с лучшими техническими и экономическими показателями; взамен нерегулируемого электропривода агрегата применить регулируемый; разработать электропривод, которым можно заменить импортный, не обеспеченный запасными элементами; разработать электропривод какой-либо уникальной установки – испытательного стенда, специального транспортера и т.п.

где  - ток нагрузки при номинальном токе первичной обмотки;

   - коэффициент загрузки трансформатора,

 а также

  Так как , то

,

  где  определяется по (11.7).

 Таким образом, ордината внешней характеристики определяется выражением:

  (11.9)

 где .

 Выражение (11.9) показывает, что напряжение на выходе трансформатора зависит от его внутреннего сопротивления (RК, Xк), коэффициент мощности cos j2 и коэффициент загрузки, т.е. график представляет наклонную линию. Трансформаторы проектируют так, чтобы при номинальном токе вторичной обмотки снижение выходного напряжения не превышало 5¸ 10% от номинального.

4.Коэффициент полезного действия трансформатора

 Коэффициент полезного действия (КПД) трансформатора определяется отношением активной мощности Р2 на выходе трансформатора к активной мощности Р1 на его входе

  Мощные современные трансформаторы могут иметь КПД больше 99%. В таких случаях мощности Р2 и Р1 настолько близки, что не существует измерительных приборов, способных их отличить. Поэтому КПД определяют косвенным методом, основанном на прямом измерении мощности Р2 и мощности потерь DР.

  Так как

,

 то

   (11.10)

 Мощность потерь в трансформаторе равна сумме мощностей потерь в магнитопроводе - РС и и в проводах  Рпр. Потери в магнитопроводе пропорциональны напряжению первичной обмотки U1. Обычно трансформаторы работают при номинальном напряжении первичной обмотки. Поэтому считают РС= const. Их определяют в опыте холостого хода.

 Потери в проводах обмоток определяются токами обмоток, которые в свою очередь зависят от характера нагрузки. Так как нагрузка силовых трансформаторов часто изменяется, то и потери в проводах переменные. Найдем выражение, удобное для их учета.

 Для этого вспомним, что ток холостого хода трансформатора пренебрежимо мал, в сравнении с номинальным. Поэтому будем полагать, что в рабочем режиме

  Воспользовавшись понятием коэффициентом загрузки трансформатора, можем записать

Теперь выражение (3.27) можно записать в виде

  (11.11)

 где  - мощность потерь в проводах обмоток при номинальных токах, определяется в опыте короткого замыкания.

 Мощность на выходе трансформатора определяется известным выражением

  (11.12)

 Так как , то и . Тогда, применяя коэффициент загрузки трансформатора, перепишем (3.36) в виде

 , (11.13)

 где SH - номинальная полная мощность трансформатора.

 Подставляя (11.11) и (11.13) в (11.10) получаем окончательное выражение для КПД

  Выражение показывает, что КПД трансформатора зависит от значений коэффициента мощности нагрузки - cos j2 и от коэффициента загрузки - КЗ .

 На практике максимум КПД достигается при средней нагрузке, когда КЗ = 0,7¸ 0,5, а 


На главную сайта Dvoika.net