Векторные диаграммы трансформатора при нагрузке

Для их построения используется электрическая схема замещения приведенного трансформатора и основные уравнения напряжений и токов. Векторные диаграммы наглядно показывают соотношения и фазовые сдвиги между токами, ЭДС, напряжениями трансформатора.

Для определения угла сдвига фаз между векторами Е₂ и Г₂ необходимо знать характер нагрузки. При активно-индуктивной нагрузке (рис. 1.10) вектор 1'₂ отстает по фазе от вектора Е₂ на угол.

При активно-емкостной нагрузке (рис. 1.11) вектор Г₂ опережает по фазе вектор Е₂ на угол.

При значительной емкостной составляющей нагрузки напряжение 0₂ может оказаться больше, чем ЭДС при холостом ходе Ё₂. Кроме того, реактивная составляющая тока вторичной обмотки 1'_2р~ Г₂-$п (р₂ совпадает по фазе с реактивной составляющей тока холостого хода /_П/), оказывая подмагничивающее действие на магнитопровод. Это вызывает уменьшение тока первичной обмотки /, по сравнению с его значением при активно-индуктивной нагрузке, когда составляющая Г_2р оказывает размагничивающее действие.

Рис. 1.10

Рассмотренные векторные диаграммы нагруженного трансформатора из-за их сложности не могут быть использованы для практических расчетов. По аналогии с опытом короткого замыкания в трансформаторах, работающих с нагрузкой, близкой к номинальной, пренебрегают током холостого хода и считают, что /, = —1'₂.

В результате схема замещения трансформатора приобретает упрощенный вид, в ней отсутствует ветвь намагничивания. Схема состоит из последовательно включенных элементов (рис. 1.12, а).

Упрощенную векторную диаграмму строят по значениям номинального напряжения первичной обмотки ?/_1Н0М, номинального тока первичной обмотки /_1Н0М, коэффициента мощности со$(р, и параметрам треугольника короткого замыкания О _к, 0_ки, 0_кр.

Поясним построение упрощенной векторной диаграммы трансформатора при активно-индуктивной нагрузке (рис. 1.12,6). Произвольно, например на оси ординат, из начала оси строят вектор тока /, = -Г₂. Под углом <�р₂ проводят линию, на которой будет расположен вектор напряжения (-?/2) ^в соответствии с характером нагрузки. Строят АЛВС _.

треугольник короткого замыкания. Катет ВС, равный активной составляющей напряжения короткого замыкания, совпадает по фазе с векгором тока. Катет АВ, равный реактивной составляющей напряжения короткого замыкания, опережает по фазе вектор тока на 90°.

Рис. 1.12

Сдвигают АЛВС, не изменяя ориентации его сторон, так, чтобы вершина С находилась на линии, направленной под углом <�р₂ к вектору тока, до тех пор, пока расстояние от начала координат до вершины А не станет равным (/, = С/_1Н0М ;

После этого определяют угол фазового сдвига между током первичной обмотки /, и ее напряжением ?/, а также величину вектора (-СД). Вес построения векторов выполняются в масштабе.