Вопросы к практическому занятию

Теоретическая часть

Под холостым ходом трансформатора понимают такой режим его работы, при котором к зажимам первичной обмотки подводят напряжение, а вторичная обмотка разомкнута, то есть вторичный ток равен нулю.

Холостой ход – это предельный режим работы, позволяющий определить такие важные величины как: коэффициент трансформации, ток холостого хода трансформатора, потери при холостом ходе трансформатора.

Пусть к зажимам первичной обмотки трансформатора приложено гармоническое напряжение,

u₁ = sin wt (1.1)

под действием которого по обмотке течёт ток i₀. Этот ток создаёт намагничивающую силу , где w₁ – число последовательно соединённых между собой витков первичной обмотки. Н.с. первичной обмотки вызывает появление магнитного потока. Этот поток имеет несколько составляющих: Ф₀ – основной поток, составляющий большую часть суммарного потока, замыкается по сердечнику и сцепляется с обеими обмотками; Фσ₁ – поток рассеяния первичной обмотки, замыкается вне сердечника, сцепляется только с первичной (возможно частично со вторичной) обмоткой.

Поток Ф₀ наводит в первичной обмотке основную ЭДС, e₁ и во вторичной – e₂. Поток Фσ₁ – создаёт в первичной обмотке ЭДС рассеяния e σ₁.

Поскольку по первичной обмотке течёт ток i0, то на активном её сопротивлении r₁ имеет место падение напряжения i₀ r₁. Согласно второму закону Кирхгофа, в векторной форме можно записать:

(1.2)

В трансформаторах обычной конструкции поток рассеяния при холостом ходе (Pст» 0) мал, r₁ тоже мало и - обычно не превышает 5% от . По этому в первом приближении этой разностью можно пренебречь. Тогда уравнение (1.2) имеет вид:

; (1.3)

то есть при холостом ходе напряжение, подведённое к обмотке трансформа- тора, практически уравновешивается только ЭДС, создаваемой в этой обмотке основным магнитным потоком.

Выражение (1.4) является основным в теории трансформаторов для расчёта действующего значения ЭДС.

E₁= 4,44 (1.4)

Вторичная обмотка пронизывается тем же потоком , поэтому действующее значение ЭДС вторичной обмотки, аналогично уравнению (1.4), можно записать в виде:

E₂= 4,44 (1,5)

Отношение E₁ к E₂ называется коэффициентом трансформации транс- форматора:

k = E_1/E₂= w₁/w₂

Мощность Р₀, потребляемая трансформатором в режиме х.х. расходуется только на потери в стали.

Задачи

1. Определить номинальный ток вторичной обмотки I_2н однофазного трансформатора, если номинальная мощность S_н = 20 кВА, номинальное напряжение первичной обмотки U_1н= 10 кВ, коэффициент трансформации k = 15.

2. Определить номинальную мощность трехфазного трансформатора S_н и номинальный ток первичной обмотки I_1н, если номинальное напряжение 8 первичной обмотки U₁_н= 20 кВ, номинальное напряжение вторичной обмотки U_2н = 0.4 кВ, номинальный ток вторичной обмотки I_2н = 150 А.

3. Найти действующие значения ЭДС в обмотках E₁ и E₂, если максимальный магнитный поток Фmax = 0.02 Вб, частота тока f = 50 Гц, числа витков первичной и вторичной обмоток соответственно W₁= 100, W₂= 50.

4. Максимальный магнитный поток в сердечнике однофазного трансформатора Фmax = 0.02 Вб, число витков первичной обмотки W₁= 500. Определить коэффициент трансформации k и подведенное напряжение U₁, если напряжение на зажимах вторичной обмотки в режиме холостом ходе U_2о = 127 В, частота напряжения сети f = 50 Гц.

5. Трансформатор включен в сеть переменного тока промышленной частоты. Индуктивность рассеяния первичной обмотки Lσ₁= 0.001 Гн. Определить индуктивное сопротивление рассеяния первичной обмотки х_σ1 .

Вопросы к практическому занятию

1. Какие параметры трансформатора позволяет определить такой режим работы, как холостой ход?

2. Как определить действующее значение ЭДС трансформатора?

3. Что такое коэффициент трансформации, как его определить?

4. На что расходуется мощность, потребляемая трансформатором при холостом ходе?

Задание:

1. Ознакомиться с теоретической частью.

2. Ответить письменно на вопросы.

3. Решить две задачи на выбор.

Форма отчетности:

Предоставить скан на электронный адрес

ludmilakorotcenkova@gmail.com