Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
Топ:
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Оснащения врачебно-сестринской бригады.
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Интересное:
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Дисциплины:
2021-04-18 | 64 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Трансформатором называют статическое электромагнитное устройство, имеющее две или большее число индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока.
Рассмотрим двухобмоточный трансформатор без магнитопровода (рис. 5.10). Такие трансформаторы применяются в основном на высоких частотах. Обмотку трансформатора, к которой подключается источник энергии, называют первичной. Обмотку, к которой подключается потребитель энергии, называют вторичной.
Направление магнитных потоков в обмотках трансформатора в соответствии с правилом Ленца всегда соответствует их встречному включению. Поэтому на основании второго закона Кирхгофа для мгновенных значений первичной и вторичной цепей трансформатора можно записать:
(5.11)
Эти уравнения называют уравнениями трансформатора.
Если к первичной обмотке трансформатора приложено синусоидальное напряжение, то его уравнения в комплексной форме будут иметь вид:
(5.12)
Взависимости от сопротивления нагрузки трансформатора ZHразличают три режима его работы: режим холостого хода ( ZH = ), режим нагрузки () и режим короткого замыкания (ZH=0),
Врежиме холостого ходауравнения трансформатора имеют вид:
(5.13)
Векторная диаграмма трансформатора в этом режиме приведена на рис. 5.11.Так как вэтом режиме ток во вторичной обмотке трансформатора отсутствует, то эта обмотка не оказывает
влияния на физические процессы, происходящие в первичной обмотке. При этом первичная обмотка эквивалентна электрической цепи, состоящей из последовательно включенных активного сопротивления r 1 и индуктивности l 1.
В режиме нагрузки уравнения трансформатора определяются соотношениями (5.12), а векторная диаграмма для индуктивного характера нагрузки приведена на рис. 5.12. Построение такой диаграммы удобнее начинать с вектора тока , расположив его горизонтально.
В рассматриваемом режиме ток вторичной обмотки оказывает существенное влияние на ток в первичной обмотке. При одном и том же напряжении, приложенном к первичной обмотке, увеличение тока во вторичной обмотке приводит к увеличению тока в первичной обмотке. Это объясняется встречным включением обмоток, при котором общий магнитный поток в первичной обмотке равен разности магнитных потоков, созданных в ней током первичной и вторичной обмоток. Магнитный поток, созданный током вторичной обмотки, уменьшает обцщй магнитный поток первичной обмотки, что приводит к уменьшению суммарной э. д. с., индуцируемой в ней, и к увеличению тока в первичной обмотке до такой его величины, при которой суммарная э. д. с., индуцируемая в первичной обмотке, совместно с падением напряжения на ее активном сопротивлении уравновесят приложенное к первичной обмотке напряжение. Влияние тока вторичной обмотки на первичную эквивалентно изменению общего сопротивления первичной обмотки. В нее из вторичной обмотки как бы вносится дополнительно реактивное и активное сопротивления, характер и вели-
чина которых зависят от характера ивеличины тока вторичной обмотки, что определяется пара-метрами трансформатора и нагрузкой. Более подробно этот вопрос будет рассмотрен вразд. 9.
В режиме короткого замыкания (при замкнутых накоротко вторичных зажимах трансформатора) уравнения трансформатора и физические процессы в нем будут в основном такими же, как и в режиме нагрузки, за исключением того, что в этом режиме будет равным нулю напряжение на нагрузке и2. Особенностью этого режима является то, что даже при малых величинах напряжения, приложенного к первичной обмотке, ток во вторичной обмотке, а как следствие встречного включения обмоток и ток в первичной обмотке из-за отсутствия сопротивления нагрузки могут достигать больших значений.
Для удобства расчета электрических цепей трансформатор можно заменить эквивалентной схемой, не содержащей индуктивных связей. Для получения такой схемы преобразуем уравнения трансформатора (5.12). Добавляя и вычитая jωMI 1 в уравнении для первичной цепи и jωMI 2 в уравнении для вторичной цепи, получим:
Этим уравнениям соответствует эквивалентная схема трансформатора, приведенная на рис. 5.13.
В этой схеме индуктивные связи отсутствуют. Может оказаться, что одна из разностей L — М будет отрицательной. Тогда элемент L — M можно заменить емкостью, величина которой зависит от частоты.
В теории электрических цепей в дополнение к введенным ранее идеальным двухполюсным элементам r, L и С вводят четырехполюсный элемент — идеальный трансформатор.
Идеальным называют трансформатор, обмотки которого имеют бесконечно большие индуктивности и не имеют активных сопротивлений, а коэффициент связи равен единице:
= 1. (5.15)
Для идеального трансформатора уравнения (5.12) можно записать в виде:
Если ко вторичной обмотке трансформатора подключено сопротивление нагрузки ZH, то для напряжения на ней можно записать . Используя это равенство совместно с соотношениями (5.15) и (5.16), можно найти отношения:
Так как индуктивности обмоток трансформатора пропорциональны квадратам чисел их витков, то, считая, что при и отношение L 1 / L 2является конечной величиной, равной , из соотношения (5.18) получим
, (5.19)
где n = w 1 / w 2 — коэффициент трансформации.
Если сопротивление ZH является конечной величиной, то при этим сопротивлением в выражении (5.17) можно пренебречь. При этом получим
Используя соотношения (5.19) и (5.20) для входного сопротивления идеальною трансформатора, нагруженного сопротивлением ZH, будем иметь
Из этого выражения видно, что идеальный трансформатор изменяет полное сопротивление нагрузки в n 2 раз без изменения аргумента сопротивления. Это свойство трансформатора используют для согласования нагрузки с внутренним сопротивлением источника.
В заключение следует отметить, что идеальный трансформатор является чисто теоретической моделью, осуществить которую практически невозможно. Однако свойствами, близкими к его свойствам, обладает трансформатор с магнитопроводом при достаточно большом числе витков его обмоток.
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!