6. Приведение параметров вторичной обмотки и схема замещения приведённого трансформатора.
В общем случае в трансформаторе число витков в первичной и вторичной обмотках неодинаково (w2(не равно)w1), что затрудняет количественный анализ трансформаторов посредством схем замещения и векторных диаграмм. Поэтому при анализе часто переходят от реального трансформатора к приведенному. Приведенным называют трансформатор, у которого w2=w1 и параметры вторичной обмотки пересчитаны таким образом, что мощность на каждом элементе вторичной цепи такая же, как и в реальном трансформаторе. Параметры вторичной обмотки, приведенные к числу витков первичной обмотки, имеют то же буквенное обозначение с верхним индексом “штрих”. Поскольку при приведении напряжение и число витков первичной обмотки не изменяются, то основной магнитный поток в приведенном и реальном трансформаторе одинаков. Следовательно, одинакова и ЭДС, приходящаяся на 1 виток вторичной обмотки. Значит: E2'=E2w1/w2=KтE2=E1
Полная мощность вторичной цепи I2'E2'=I2E2, откуда I2'=(E2/E2')I2=I2/Kт
Электрические потери во вторичной обмотке (I2')^2 * R2=(I2)^2 * R2, откуда R2'=(Kт)^2 * R2
По аналогии можно показать, что x2'=(Kт)^2 * x2,
z2'=(Kт)^2 * z2,
zн'=(Kт)^2 * zн.
Уравнение равновесия МДС для приведенного трансформатора I1w1+ I2'w1=I0'w1(с точками над "и" вверху), после сокращения на w1 преобразуется в уравнение равновесия токов I1+ I2'=I0(с точками)
Уравнения равновесия ЭДС и напряжений принимают вид: U1= –E1 + I1'z1, U2'= E2 – I2'z2'(у,е,и - с точками, зед - подчёркнута)
Схема трансформатора включает: R1 - активное сопротивление первичной обмотки; R'2 - приведенное активное сопротивление вторичной обмотки; R0 - активное сопротивление намагничивающего контура; Rн - приведенное сопротивление нагрузки; Х0 - индуктивное сопротивление намагничивающего контура; U1 - первичное напряжение трансформатора; U'2 - приведенное вторичное напряжение трансформатора. При подведении к первичной обмотке напряжения U1 протекает ток I1-I0, которым создается магнитное поле Ф0, индуктирующее с частотой 50 Гц в первичной и вторичной обмотках ЕДС E1 и E2. При подключении сопротивления R'н протекает ток I'2. На схеме все значения с точками.
7. Векторная диаграмма трансформатора.
Векторные диаграммы позволяют проанализировать работу трансформатора. Эти диаграммы являются графическим изображением уравнений равновесия ЭДС и МДС. На рис. "а" изображена векторная диаграмма трансформатора для случая смешанной активно-индуктивной R-L нагрузки. Ток I'2 отстает от ЭДС E'2 на некоторый угол "трезубец"2, значение которого определяется характером нагрузки. Из диаграммы «а» следует, что при U1=const и неизменном характере нагрузки ("трезубец"2=const) увеличение величины нагрузки (то есть тока I'2) вызывает уменьшение вторичного напряжения U'2. На «б» приведена векторная диаграмма для случая смешанной активно-емкостной R-C нагрузки, когда вектор тока I'2 опережает вектор E'2 на угол "трезубец"2. Из диаграммы рис.1.3б следует, что при U1=const и неизменном характере нагрузки ("трезубец"2=const) увеличение величины нагрузки (то есть тока I'2) может вызвать увеличение вторичного напряжения U'2. Диаграммы, представленные на рис полностью отражают рабочие процессы, происходящие в трансформаторе, однако производить расчет по этим диаграммам затруднительно. Объясняется это и тем, что индуктивные сопротивления рассеяния обмоток X1 и X2определить опытным путем не представляется возможным. Однако опытным путем находится сумма сопротивлений Xк=X1+X'2.
