(495)510-98-15
Меню
Главная »  Трансформаторы в электрических машинах 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 [ 42 ] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

отношение потерь постоянных и переменных. При этом будет меняться и коэффициент нагрузки ртах, соответствующий наибольшему значению к. п. д.

Если трансформатор имеет номинальную нагрузку в течение всего времени работы, то желательно получить наибольший к. п. д. при номинальном токе (ртах=1), что является обычным в трансформаторах малой мощности. Если же трансформатор работает в режимах частых и значительных недогрузок, то желательно получить наибольший к. п. д. при нагрузках трансформатора меньше номинальных (ртах<1). В этом случае желательно иметь наибольший к. п. д. при такой нагрузке, на которую большую часть времени работает трансформатор. Так, например, силовые трансформаторы имеют наибольший к. п. д. при р=0,5ч-0,6, поэтому при номинальной нагрузке они согласно стандарту имеют соотношение потерь: PvtJsavJP0= 1 (0,5-0,6)2 3-f-4.

Потери в стали определяются из опыта х. х., потери в обмотках- из опыта к. з. Номинальная мощность трансформатора указана на его щитке, в паспорте и каталоге. Задаваясь значениями р и соэфг, можно вычислить к. п. д. трансформатора при любой нагрузке, не подвергая его непосредственным испытаниям.

§ 12.6. Рассеяние в трансформаторах

Для определения индуктивности рассеяния рассмотрим наиболее простой случай, когда первичная и вторичная обмотки трансформатора представляют собой цилиндры одинаковой высоты. Положим, что обмотки имеют одинаковое распределение витков по высоте. Истинное распределение полей рассеяния довольно сложно. Для получения расчетных формул истинную картину распределения полей рассеяния приведем к такой, в которой все магнитные линии потоков рассеяния проходят параллельно образующим цилиндрических поверхностей обмоток и имеют длину, примерно равную их высоте (рис. 12.13, а). В этом случае распределение н. с. имеет трапецеидальную форму (рис. 12.13, б).

Намагничивающая сила любой линии определяется тем числом витков, которое она охватывает. Поэтому в средних точках 0i и 02, лежащих на внутренней и внешней поверхности катушки, н. с.=0. Затем н. с. растет пропорционально расстояниям, на которых находятся линии первичного и вторичного полей рассеяния от средних точек 0Х и 02, т. е. пропорционально изменению тока, охватываемого магнитными линиями. В зазоре б между обмотками н. с. остается неизменной.


Рис. 12.13. Распределение полей рассеяния (а) и кривая распределения н. с. (б)



и распределение ее по диаметру поперечного сечения катушки трансформатора представится трапециевидной кривой.

На расстоянии х от точки 0± при токе в 1 А н. с. магнитной линии Iwx=l-WiXJ6u где Wi - число витков; 6i - радиальный размер первичной обмотки.

Магнитное сопротивление элементарной трубки

о = L . 1 - 1(Ш°б

V- S l,25n(Dl + 2x)dx

где (х=0,4я/106= 1,25-10~6 Вб/(А-м)-магнитная проницаемость; ;=/г0б - длина элементарной трубки и высота обмотки; 5 = я(1/+ -\-2x)dx - площадь поперечного сечения трубки; Di -внутренний диаметр первичной (ближайшей к стержню) обмотки.

Магнитный поток элементарной трубки - отношение н.с. к магнитному сопротивлению этой трубки:

F, х л (D\ + 2х) dx

Р., ьх ho6

Так ак магнитный поток сцеплен с числом витков Wix/8i, то по ширине первичной обмотки число потокосцеплений будет

о

В зазоре между обмотками н. с. магнитной линии равна I\WU а магнитный поток сцеплен со всеми витками первичной обмотки Wi В зазоре число потокосцеплений элементарной трубки, находящейся на расстоянии у от внешней образующей первичной обмотки, dQ)yWi-\,2b (Wi2/h06) [ft(jDi+26i+2 /)dt/]10-6, полное число потокосцеплений по ширине 6/2 зазора

Б/2 2

j да11,25-я(м + 281 + -)10- . о

Так как 6i и б очень малы по сравнению с jD/, то введем средний диаметр Di~1jDi/+36i/2 £>1 + 26i + 6/2 и длину среднего витка первичной обмотки /i=jcjD1.

Индуктивность первичной обмотки (Г)

41 = 1,25(X6)i(61/3 + 8/2)10-6. (12.13)

Индуктивность вторичной обмотки (Г)

/.й=1,25(и)/Аоб)/2(Ва/3 + 8/2) 10-с,

где wz - число витков; /2 - средняя длина витка; б2 - радиальный размер вторичной обмотки.



После приведения к первичной цепи индуктивность вторичной обмотки

LS2= 1,25 (wj/ho6)l2 (82/3-f8/2) 10~6. Индуктивность полей рассеяния обеих обмоток

где l== (k-h)/2 - средняя длина витка обеих обмоток; б'=б-{--+ (61+62)/3 - расчетный зазор между обмотками.

Индуктивное сопротивление к. з. трансформатора (Ом)

Хк=2п fLs=z8fwlbW-4/ho6. (12.14)

Реактивная составляющая напряжения к. з.

-Mjl 100%= Шд8 10-6%, (12.15)

Ui (v<WAo6)

где v - число стержней, на которых размещены обмотки (для бро° невого трансформатора v=l, для стержневого v=2).

§ 12.7. Регулирование напряжения трансформатора

Выше было установлено, что при неизменном первичном напряжении Ui колебания нагрузки трансформатора вызывают сравнительно малое изменение вторичного напряжения Uz. Однако в условиях эксплуатации электроустановок часто возникает необходимость поддерживать вторичное напряжение постоянным или изменить его в определенных пределах. Для решения этой задачи изменяют э. д. с. вторичной обмотки, действующее значение которой £2=4)44а12/фт. Регулирование э.д.с. обмотки возможно путем изменения числа ее витков или магнитного потока. Наибольшее распространение получил первый путь. Для этого обмотки выполняют с несколькими ответвлениями, каждое из которых соответствует определенному числу витков. При переключении обмоток напряжение изменяется ступенями. Обмотки трансформаторов больших мощностей обычно имеют пять ответвлений, которые позволяют изменять вторичное напряжение на ±2,5 и ±5% от номинального. Регулировочные ответвления могут быть сделаны как на первичной, так и на вторичной обмотках. Если трансформатор работает в условиях постоянства первичного напряжения, то регулировочные ответвления делают на вторичной обмотке. Если же первичное напряжение изменяется, то регулировочные ответвления целесообразно делают на первичной обмотке так, что бы при изменениях первичного напряжения отношение U±/wi оставалось неизменным. В этом случае магнитный поток в магнитопроводе трансформатора остается неизменным, не увеличивая намагничивающего тока и потерь в стали, что обеспечивает наиболее выгодный к. п. д. трансфор- матора. Однако часто меняется напряжение на стороне нерегули*



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 [ 42 ] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.