Внешняя характеристика трансформатора

Известно (см. т. 1, гл. 1), что напряжение на полюсах источника напряжения при изменении тока приемника изменяется из-за падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника. Трансформатор также является источником питания приемников, подключенных к его вторичной обмотке. Поэтому важно знать, как изменяется напряжение на вторичной обмотке трансформатора от тока приемника при неизменном первичном напряжении. Например, как будет показано в гл. 3, если напряжение питания трехфазных асинхронных двигателей снизится на 10%, то вращающий момент двигателя уменьшится примерно на 20% и такой момент может быть недостаточным для рабочей машины, приводимой во вращение электродвигателем.

Из рассмотрения упрощенной схемы замещения трансформатора (см. рис. 1.4.2) очевидно, что вторичное напряжение изменяется с изменением тока приемника вследствие падения напряжения на сопротивлении КЗ Z_K.

Изменение вторичного напряжения AU₂ = U_2x — U₂ определяют обычно в процентах:

Если построить векторную диаграмму (рис. 1.6.1) для упрощенной схемы замещения трансформатора (см. рис. 1.4.2), то практически с допустимой погрешностью можно считать, что J7_lH0M — lf₂ = m_v AC, где т_и — масштабный коэффициент напряжения.

Отрезок АС на диаграмме можно выразить гак:

Рис. 1.6.1. Векторная диаграмма для расчета изменения напряжения на вторичной обмотке трансформатора.

Введем понятие коэффициента нагрузки трансформатора.

После подстановки значения р в соотношение (1.6.1) получим выражение для A U₂%

или с учетом выражений (1.5.8) и (1.5.9).

Если найдено AU₂%, то вторичное напряжение U₂ определяется так:

Для трансформатора очень важной является его внешняя характеристика, т.с. зависимость вторичного напряжения U₂ от тока нагрузки 1₂ при фиксированном напряжении U_v Внешние характеристики при активной и активно-индуктивной нагрузках трансформатора представлены на рис. 1.6.2. Чем больше ток нагрузки при активном и активно-индуктивном приемниках, тем меньше напряжение U.,. Однако в пределах от /, = 0 до /₂ = /_2ном (О < р < 1) напряжение U₂ изменяется лишь на несколько процентов. Чем больше ток нагрузки, тем больше падение напряжения на сопротивлениях обмоток трансформатора и, значит, тем меньше напряжение U₂.

Рис. 1.6.2. Внешние характеристики трансформатора Задание 1.6.1. При одинаковом характере сопротивления приемника наклон внешней характеристики трансформатора зависит от расстояния / между первичной и вторичной обмотками (рис. 1.6.3, а). Определить, в каких соотно;

Рис. 1.6.3. Пояснение к задании) 1.6.1.

шсниях находятся расстояния между катушками для характеристик 1, 2, 3 (рис. 1.6.3, б) но упрощенной схеме замещения трансформатора (см. рис. 1.4.2). Варианты ответа-.

• 1. /, < /₂ < /₃-
• 2./,=/₂ = /₃.
• 3. /, > /2 > 1,.
• 4. Нет правильного ответа.