Содержание  Главная (библиотека)
Предыдущий § Следущий

§ 3.2. ХОЛОСТОЙ ХОД

В соответствии с уравнениями (3.8, б) и (3.9, б) в схеме замещения (рис. 3.10) при холостом ходе трансформатора контур вторичной

Рис. 3.11. Векторные диаграммы трансформатора: а — при холостом ходе; б — при коротком замыкании; в — при нагрузке

Рис. 3.12. Построение кривой тока намагничивания

ω₁. Линейная зависимость существует только в начальной части кривой. Так как падения напряжения в активном и индуктивном сопротивлениях первичной обмотки незначительны по сравнению с величиной Е₁, то можно считать, что при синусоидальном изменении U₁ во времени Е₁ также синусоидальна. Следовательно, синусоидальным является и поток в трансформаторе (кривая а, рис. 3.12).

Имея кривую изменения во времени потока и кривую намагничивания, можно определить, как изменяется намагничивающий ток холостого хода i_μ. Для этого полупериод разбивают на несколько интервалов (например, T/16, рис. 3.12) и находят значение потока в конце первого интервала (оно определяется ординатой точки a₁). Перенося эту точку на кривую намагничивания б, получают точку б₁. Ее абсцисса определяет намагничивающий ток i_μ. (кривая в) в конце первого интервала. По этим данным строят точку в₁. Дальше ведут аналогичное построение, начиная с точки а₂, определяющей поток в конце второго интервала, затем с точки a₃ и т. д.

Анализируя построенную кривую изменения во времени намагничивающего тока i_μ (рис. 3.13), видим, что при учете насыщения

Рис. 3.13. Разложение кривой намагничивающего тока на основную и третью гармоники

Рис. 3.14. Направление токов третьей гармоники i₃ в трехфазной обмотке: а — при соединении в звезду с выводом нулевой точки; б — при соединении в звезду без вывода нулевой точки: в — при соединении в треугольник

кривая имеет несинусоидальный характер. Особенно ярко выражена третья гармоника i_μ3, которая пульсирует во времени в три раза чаще чем основная. Основные гармоники тока в трехфазной системе сдвинуты по фазе на треть периода. Поэтому третьи гармоники тока

(совпадает по фазе). В результате во всех фазах трехфазной обмотки в каждый момент времени токи третьей гармоники имеют одинаковое направление (например, от начала фаз к концам, как показано на рис. 3.14).

Если первичная обмотка трехфазного трансформатора соединена в звезду с выведенной нулевой точкой (рис. 3.14, а), то по фазам обмотки проходят токи i₃. По нулевому проводу проходит сумма фазных токов третьей гармоники, равная 3i₃.

Если обмотка соединена в звезду без вывода нулевой точки (3.14, б), то токи третьей гармоники не возникают, так как они имеют одно направление во всех фазах, и ток i_μ является синусоидальным. Вследствие нелинейной зависимости потока Ф от тока i_μ в этом

Рис. 3.15. Разложение кривой магнитного потока на основную и третью гармоники

Рис. 3.16. Схема опыта холостого хода

случае кривая изменения потока Ф имеет уплощенный характер. Ее разложение в ряд Фурье помимо основной гармоники Ф₁ дает значительную третью гармонику Ф₃ (рис. 3.15). Третья гармоника потока наводит третью гармонику э. д. с. В результате кривая э. д. с. может иметь резко заостренный характер.

Если первичная или вторичная обмотка трехфазного трансформатора соединена в треугольник (рис. 3.14, б), то по ней проходят токи третьей гармоники. В результате кривая намагничивающего тока i_μ содержит третью гармонику (см. рис. 3.13), поэтому кривые потока Ф и э. д. с. E₁ и Е₂ становятся синусоидальными.

Опыт холостого хода. Для определения коэффициента трансформации, потерь в стали и параметров цепи намагничивания проводят опыт холостого хода по схеме, представленной на рис. 3.16. Измеряют напряжение U₁ ток I₀ и мощность Р₀ первичной обмотки, а также напряжение U₂ вторичной обмотки. Опыт холостого хода обычно производят при номинальном напряжении первичной обмотки. По данным опыта можно рассчитать:

1) коэффициент трансформации

ВОПРОСЫ

1.   Какие составляющие имеет ток холостого хода и от чего зависит их величина? Почему в трансформаторах большой мощности активное сопротивление первичной обмотки практически не влияет на активную составляющую тока холостого хода? Почему при холостом ходе с увеличением приложенного напряжения уменьшается cos μ трансформатора? В результате чего при синусоидальном напряжении индуктивная составляющая тока холостого хода может быть несинусоидальной?

2.   Почему с уменьшением мощности трансформатора увеличивается относительное значение тока холостого хода? Может ли ток холостого хода быть равным номинальному?

Содержание  Главная (библиотека)
Предыдущий § Следущий