Формула 1 — потери холостого хода

Дата: 2025-05-25; Просмотры: 2

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

где Pг потери на гистерезис
Pвх потери на вихревые токи
I ток в первичной обмотке
r сопротивление первичной обмотки

Не зависимо от того как меняется нагрузка трансформатора магнитный поток остается неизменным. А, следовательно, не меняется и намагничивающий ток. Потери же в сердечнике также неизменны, так как они зависят от марки стали, из которой изготовлен сердечник.

5. Опыт короткого замыкания. Схема, условия проведения опыта, какие параметры определяются

При коротком замыкании вторичной обмотки сопротивление трансформатора очень мало и ток короткого замыкания во много раз больше номинального. Такой большой ток вызывает сильный нагрев обмоток трансформатора и приводит к выходу его из строя. Поэтому трансформаторы снабжаются защитой, отключающей его при коротких замыканиях.

При опыте короткого замыкания (рис. 104) вторичная обмотка трансформатора замкнута накоротко, т. е. напряжение на зажи­мах вторичной обмотки равно нулю. Первичная обмотка включает­ся в сеть с таким пониженным напряжением, при котором токи в обмотках равны номинальным. Такое пониженное напряжение называется напряжением короткого замыкания и обычно равно 5,5% от номинального значения.

По данным опыта короткого замыкания определяется напряже­ние короткого замыкания uк %, его активная uа % и реактивная ux % составляющие, потери на нагревание обмоток трансформато­ра Pобмпри номинальной нагрузке и активное, реактивное и пол­ное сопротивления трансформатора при коротком замыкании rk, xk и zk.

Потери в обмотках указываются ваттметром. Активное, реактивное и полное сопротивления короткого замы­кания трансформатора определяются следующими выражениями:

где Uk, I и Pk- напряжение, сила тока, мощность, указываемые измерительными приборами, включенными в цепь первичной об­мотки трансформатора.

При испытании трехфазного трансформатора следует в приве­денных выше выражениях подставить фазные значения напряже­ния, тока и мощности.

Напряжение короткого замыкания и его активная и реактивная составляющие равны:

где Uн и Iн — номинальные напряжения и сила тока вторичной (первичной) обмотки трансформатора.

6. Как определяется кпд трансформатора и от чего он зависит? При какой нагрузке трансформатор имеет максимальный кпд

Коэффициент полезного действия трансформатора представляет собой отношение активной мощности на выходе трансформатора к активной мощности на его входе:

. (1.52)

Учитывая, что , имеем

. (1.53)

Так как , то уравнение КПД можно представить в следующем виде

, (1.54)

где – номинальная полная мощность трансформатора.

Значения и для силовых трансформаторов приводятся в соответствующих стандартах и каталогах.

Анализ уравнения (1.53) показывает, что η = f(β). Оптимальный коэффициент нагрузки , при котором КПД имеет максимальное значение, можно определить, взяв первую производную и приравняв ее к нулю.

При этом

;

(1.55)

или .

Следовательно, КПД имеет максимум при такой нагрузке, когда электрические потери в обмотках равны магнитным потерям в стали.

Из (1.55) имеем

. (1.56)

Для большинства трансформаторов 0,5÷0,7.

Зависимость η = f(β) при

const представлена на рисунке 1.13. В мощных трансформа-торах максимальное значение КПД может достигать весьма высоких значений (0,98–0,99). В трансформа-торах малой мощности ηmax может снижаться до 0,6 при до 10 ВА.

7. Пояснить вид зависимости кпд от коэффициента нагрузки

Коэффициент полезного действия определяется как отношение полезной, или отдаваемой, мощности P₂к потребляемой мощности P₁:

(1)

или в процентах

(2)

Современные электрические машины имеют высокий коэффициент полезного действия (к. п. д.). Так, у машин постоянного тока мощностью 10 кВт к. п. д. составляет 83 – 87%, мощностью 100 кВт – 88 – 93% и мощностью 1000 кВт – 92 – 96%. Лишь малые машины имеют относительно низкие к. п. д.; например, у двигателя постоянного тока мощностью 10 Вт к. п. д. 30 – 40%.

Рисунок 1. Зависимость коэффициента полезного действия электрической машины от нагрузки

Кривая к. п. д. электрической машины η = f(P₂) сначала быстро растет с увеличением нагрузки, затем к. п. д. достигает максимального значения (обычно при нагрузке, близкой к номинальной) и при больших нагрузках уменьшается (рисунок 1). Последнее объясняется тем, что отдельные виды потерь (электрические I_а²r_а и добавочные) растут быстрее, чем полезная мощность.

8. Автотрансформатор. Устройство. Достоинства и недостатки.

Автотрансформатором называется статический электромагнитный аппарат, имеющий одну обмотку, часть которой принадлежит одновременно первичной и вторичной сети. В автотрансформаторе кроме магнитной имеется электрическая связь между первичной и вторичной обмотками.

Автотрансформатор может быть одно- и трехфазным, двух- или трехобмоточным.

Преимущества автотрансформатора.

Преимуществами автотрансформатора перед трансформатором той же полезной мощности является меньший расход активных материалов, меньшие потери энергии, меньшее изменение напряжения при изменениях нагрузки. Автотрансформатор имеет меньшие массу и размеры.

Коэффициент полезного действия автотрансформатора, выше коэффициента полезного действия соответствующего ему по мощности двухобмоточного трансформатора, так как потери меди у первого меньше, чем у второго.

Недостатки автотрансформатора.

Экономические выгоды автотрансформатора в значительной мере ослабляются недостатками его в отношении эксплуатационном. Электрическая связь цепи низкого напряжения с цепью высшего напряжения создает опасность для обслуживающих цепь низшего напряжения и требует более высокой степени изоляции приборов в этой последней цепи. Всякого рода перенапряжения в линии высокого напряжения могут проникнуть в цепь низкого напряжения.

Помимо этого токи короткого замыкания у автотрансформатора могут иметь более тяжелые последствия, чем у двухобмоточных трансформаторов.