Рабочий режим трансформатора

Уравнение первичной обмотки имеет вид:

,

где I₁ - ток в первичной обмотке.

В рабочем режиме выполняется соотношение:

Если U_сети не изменяется, то и Ф₀ не изменяется: Ф=const, не зависит от I в первичной и вторичной обмотке.

Напряженность магнитного поля:

,

где l_ср – средняя длина магнитной линии сердечника трансформатора.

Это равенство поддерживается в трансформаторе с погрешностью в несколько процентов при изменении I_н от 0 до номинального значения.

Уравнение равновесия для вторичной обмотки:

,

где I₂ – ток вторичной обмотки, r₂, x_S2 – активные и реактивные составляющие вторичной обмотки.

Расчет трансформаторных цепей осуществляется графоаналитическим способом: путем составления векторных диаграмм и эквивалентных схем замещения. Анализ магнитных процессов, электрических процессов осуществляется операцией приведения: реальную обмотку W₂ заменяют фиктивной обмоткой (W₂=W₁), а все электрические и магнитные параметры вторичной обмотки пересчитывают в фиктивную вторичную обмотку так, чтобы мощности на этих обмотках, потери и фазовые сдвиги были одинаковы.

,

где - приведенная обмотка.

Полные мощности должны быть одинаковы: присоединенная обмотка = исходной обмотке:

Потери мощности:

,

где - приведенная обмотка.

Уравнение равновесия для первичной и приведенной вторичной обмотки:

Векторная диаграмма работы трансформатора при индуктивной нагрузке:

, а

Векторная диаграмма трансформатора для емкостной нагрузки:

Эквивалентная схема трансформатора:

- приведенные параметры вторичной обмотки, - приведенное сопротивление нагрузки.