Работа трансформатора под нагрузкой

Работа трансформатора под нагрузкой
*
I2*
I1
U1
*
*
U2
*
Iм
II1  I
 м II* 2  I
1
1xx 1xx
I2
I
 2
kkT
T




U
I
U
U
Z
*
*
*
*
**
*
1
1
1
1
1
















U
U2222

U 1U
(I
I
ZII1122I2
I2

U
U


ZZ2Z
U

1
2
1I12Z
22
2 Z
2Z)2
1
2
2 kkTk 1 k1
1
kT
TT
T
1
U
U 2 
 I2  2  Z 2
kT
- Внешняя характеристика
трансформатора
U2
U2xx
U 2  I 2  2  Z 2
EWB
I2
Векторная диаграмма трансформатора, работающего под нагрузкой.
I1
Синусоидальная величина характеризуется
следующими параметрами:
1
I2/kT
•амплитудойU
колебания,
(максимальным значением)
j
• начальной фазой переменной величины, углом сдвига синусоиды по
отношению к началу координат ().
•круговой частотой переменной величины (),
Изм. фазы
U2=E2-ΔU
I2
E2
Ф
вектор
ΔU=I2 (r2+jx2)
I1xx
1
U
U 2 
 I2  2  Z 2
kT
Потери мощности (эл. энергии) в трансформаторе.
Второй закон электромеханики:
I1 Не прожить нам в мире этом безIпотерь….
2
Ф
~U2
~ U1
P1=U1*I1*Cos(φ1)
P2=U2*I2*Cos (φ2)
Q – количество выделяющегося тепла
Потери мощности (ΔР) – (уносится
необратимое
преобразование
эл.
с перемещением
хлодагента
энергии в другие формы,
не используемые
в данной машине
t- изменение
температуры
частей
машины (внутренняя тепловая энергия)
Потери мощности (эл. энергии) в трансформаторе.
I1
I2
Ф
~ U1
Pм1 
~U2
I12  r1
Pм2  I 22  r2
Pст
Электрические потери (потери в меди):
Магнитные потери (потери в стали):
Pм 
pст
I1
, где К н 
I1н
Pст  mст  pст
mст – масса стали (магнитопровода) машины (кг)

P1кз  К н2
 f 
 k  p150     B 2 -удельные потери
 50 
k=1,5- 2,5 – коэф., зависящий
от формы деталей и
обработки поверхности
β- коэффициент, зависящий
от марки стали
Потери мощности (эл. энергии) в трансформаторе.
P2
P2
КПД машины:


P1 P2  Pст  Рм
Потери мощности постоянные (не зависят от режима работы)
Потери мощности переменные (зависят от режима работы)
ηн
Pст  const
Pм  PКЗ  К Н2
η
КПД максимально, в случае если
постоянные потери равны переменным:
ΔРм = ΔРст
~0.6Рн
Рн
Р2
Рабочие характеристики трансформатора
• Изучить самостоятельно!
Специальные трансформаторы
Сварочные трансформаторы ТДМ-400
Для регулировки сварочного тока - Iдуги необходимо
изменять сопротивление обмоток трансформатора
U2
U2xx
U 2  I 2  2  Z 2
Uдуги
Iдуги
I2
Сварочные трансформаторы ТДМ-400
Основной магн.
сеть
Поток
Ф
магн. Поток
рассеяния
x1  2  f
Фрас
Ф рас  w1
I1
При перемещении катушек
увеличивается поток
рассеяния, следовательно
возрастает индуктивное
сопротивление обмоток.