www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Нагревание и охлаждение 

1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

жает э. д. с. на 90 deg;. Ток Д = = - BilZii опережает поток на угол л. Вторая составляющая (-/2) первичного тока /, равна и противоположна по фазе вторичному току следовательно, вектор первичного тока определяется геометрическим сложением: /, = / - /2 . Первичное напряжение.f/, имеет составляющую - уравновешивающую э. д. с.

и составляющие /,г, и /7,JCi, равные соответственно активному и индуктивному падениям напряжения в первичной обмотке (/,г, совпадает,по фазе с током / /7,л, опережает ток /, на 90 deg;).

Обратная задача, с которой обычно приходится иметь дело на практике, когда заданы f/ 1 и zc amp;f, и требуется найти f/j, решается в большинстве случаев аналитически, как показано в sect; 2-8.

Диаграммы на рис. 2-14 и 2-15 показывают, что напряжение t/ при нагрузке меньше, чем напряжение t/g =s:f/, при холостом ходе, и тем мень-, ше, чем больше сопротивления обмоток г л fj, X, и угол ipj.

Значение тока / = /,-f-/, зависит от значения э. д. с. следовательно, оно изменяется с изменением тока нагрузки, если f/, = const. Однако это изменение невелико, и при практических расчетах можно принять Ф = = const и /о = const.

Диаграл1ма на рис. 2-16 показывает, что при работе трансформатора с опережающим током напряжение U на его зажимйх может быть выше, чем при холостом ходе, так как в этом случае э. д. с. Ё[ возрастает и, кро-, ме того, результирующая э. д. с. Ё -\-+ Ё[, больше, чем Ё.{Е=-il\x,- , э. д. с. рассеяния вторичной обмотки, приведенная к числу витков первичной /обмотки).

Приведенные ранее уравнения напряжений и токов, а также векторные

диаграммы относятся к однофазному трансформатору или к одной фазе трехфазного трансформатора. Различие токов холостого хода отдельных

, фаз трехфазного трансформатора вследствие несимметрии их магнитных

цепей не имеет практического значения, так как токи холостого хода составляют обычно небольшую долю номинального тока; параметры же отдельных фаз ri, г2, х.х, х. можнО считать одинаковыми.

2-5. Схема замещения

Расчеты, связанные с исследованием работы трансформатора, можно-свести к расчетам простых цепей переменного тока. Для этого заменим трансформатор некоторой схемой, сопротивление которой 7экв определим из уравнений напряжений (2-36) и (2-38) и уравнения токов (2-17). Перепишем эти уравнения в следующем виде:

f gt;. = /o2.. + /.2,; (2-40)

L;=-/oZ -/; z:=/;z; (2-41 gt;

(2-42).

где / Z,2=-ii-2 уравнение

(2-12)]; Z. = r. + /X; г.т.Ы,;

Z =Z {y- приведенное к числу витков первичной обмотки сопротивление внешней вторичной цепи, падение напряжения /о Z е котором, очевидно и есть 0.

Подставив в (2-41) значение тока 1 из (2-42), найдем:

Подставив в (2-40) найденное значение / , получим:

z,2 + z;+z

\=hz

(2-43 gt;

Сопротивлению ZaKs соответствует схема, представленная на рис. 2-17. Она называется схемой замещения трансформатора. Здесь ветвь с сопротивлением Zi2 может быть названа ветвьк gt; намагничивания. Очевидно, что уравнения напряжений и токов, составлен-



2 gt;-C

и, ioi

Рис. 2-17. Схема замещения трансформатора.

ные согласно законам Кирхгофа для этой схемы, будут такими же, как и уравнения ( 2-40) -(2-42).

В схеме замещения переменным параметром является сопротивление Z\ остальные ее параметры можно считать постоянными. Они могут быть определены путем расчета, а также опытным путем. В последнем случае обращаются к данным опытов холостого хода и короткого замыкания.

2-6. Опыт холостого хода

По данным опыта холостого хода определяются коэффициент трансформации 7f ~--- магнитные потери Рс

и параметры ветви намагничивания Zi2, Г12, х2- Магнитные потери Рс. как указывалось, могут быть приняты равными мощности Ро. потребляемой трансформатором при холостом ходе.

При опыте холостого хода собирается схема по рис. 2-18 для однофазного трансформатора или по рис. 2-19 для трехфазного трансформатора. При номинальном напряжении olH (линейном в случае трехфазного трансформатора) измеряют /о, Ро и U20- Опыт холостого хода должен производиться при синусоидальном напряжении. Если напряжение заметно отличается от синусоидального, то в данные измерений необходимо внести некоторые поправки (согласно ГОСТ). При исследовании малых трансформаторов следует учитывать потери в приборах, так как они могут


Рис.

2-18. Схема при опыте холостого хода для однофазного трансформатора.

быть соизмеримы с потерями холостого хода.

Измерения U\ и Угп производятся при помощи вольтметров или при высоком напряжении при помощи вольтметров и измерительных трансформаторов напряжения. По данным измерений находят коэффициент трансформации: U2olU\W2lw\. По амперметру н ваттметру находят ток /о и мощность Ро в случае однофазного трансформатора. В случае трехфазного трансформатора необходимо измерить токи во всех трех фазах, так как вследствие несимметрии магнитных цепей отдельных фаз токи в них будут различны. За ток холостого хода здесь принимается среднее арифметическое токов отдельных фаз, т. е.

Ов + -I

(2-44)

Мощности отдельных фаз также различны; поэтому мощность, потребляемую трехфазным трансформатором при холостом ходе, следует измерять двумя ваттметрами по схеме рис. 2-19.

Для нормальных силовых трансформаторов ток холостого хода составляет (0,10-0,04) /н при номинальных мощностях от Б до нескольких тысяч киловольт-ампер.

Холостому ходу будет соответствовать схема замещения рис. 2-17 при Z = oo. Следовательно, по данным опыта холостого хода получаем:

Так как для нормальных трансформаторов больше г, и л:,2 больше х, в сотни раз, то можно принять:

11 ~ 0 12

-ллл,-1

глллг-в

bwv-0

Рис. 2-19. Схема .in опыте холостого хода для трехфазного трансформатора.



2-7. Опыт короткого замыкания

По данным опыта короткого замыкания определяются потери короткого замыкания Р,;, которые могут быть приняты равными электрическим потерям в обмотках, II параметры трансформатора, к которым приходится обращаться при решении многих практических задач.

Под коротким замыканием трансформатора здесь понимается такой режим его работы, при котором вторичная обмотка замкнута накоротко, а к первичной обмотке подведено напряжение. Этому режиму работы соответствует схема замещения (рис. 2-17) при Z = 0.

Так как сопротивления 2i иг., в сот-пи раз меньше сопротивления 212, то при коротком замыкании трансформа-гора можно пренебречь током в этом сопротивлении, т. е. принять 212 = 00. В этом случае получаем схему замещения, представленную на рис. 2-20. Векторная диаграмма короткозамкну-того трансформатора приведена на рис. 2-21. От этой диаграммы мы можем перейти к диаграмме, представленной на рис. 2-22. Прямоугольный треугольник ОАВ называется треугольником короткого замыкания трансформатора. Один его катет 0В = 1]Гк, другой катет ВА = - и гипотенуза Сопротивления

г=г+г,\ л-, = х. + х;;

0=I/i, lt; = /i2 .

называются соответственно активным, индуктивным и полным сопротивлениями короткого замыкания трансформатора. Параметры короткого замыкания 2k, Гк и Хк определяются по данным опыта короткого замыкания. При этом опыте собирается одна из схем, приведенных на рис. 2-18 и 2-19, но эторичные зажимы замыкаются накоротко. Измеряют U\K, /1, Рн- Напря-

Рис. 2-20. Схе.ма замещения короткозамкнутого трансформатора.


Рис. 2-21. Векторная диаграмма короткозамкнутого трансформатора.

жение U\K устанавливают такое, чтобы ток 1\ был приблизительно равен номинальному току /ш. Оно для нор-.мальных трансформаторов мощностью от 20 до 10 000 ква составляет от 5 до 10% номинального напряжения Uui-В соответствии с указанными значениями 6iK и /1 подбирают при опыте короткого замыкания измерительные приборы.

Так как при этом опыте Е\, а следовательно, и поток Ф ( i~0,5 6iK, рис. 2-21) составляют всего несколько процентов от их значений при номинальном напряжении (а потери в стали приблизительно пропорциональны Ф-), то магнитными потерями можно пренебречь и считать, что мощность Pi!, потребляемая трансформатором при коротком замыкании, идет на покрытие электрических потерь в обмотках трансформатора:

П г..

{2-Щ


Рис, 2-22. Треуго.пьник короткого замыкания.



1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92