Практикум по микроэлектронике (стр. 33 )

Так как мало, то так же мало и можно считать . Поэтому коэффициент трансформации можно определить при холостом ходе.

(1.4)

При подключении к вторичной обмотке нагрузки создается рабочий режим трансформатора. В обмотках появляются токи и , а в его магнитопроводе магнитные потоки и . Так как причиной появления потока является поток , то оба потока на основании закона Ленца направлены встречно. При увеличении тока увеличивается, суммарный поток уменьшается. Индуктированные суммарным магнитным потоком и тоже уменьшаются.

Первичная обмотка включается в сеть и работает в режиме потребления, а вторичная работает в режиме генератора, следовательно, и уравнения их различны:

или

(1.5)

Уменьшение вызывает увеличение , а следовательно, и суммарного потока .

Таким образом, изменения , вызванные увеличением , взаимно компенсируются, в результате чего остается практически неизменным и равным потоку при холостом ходе

.

Поскольку , то неизменна и магнитодвижущая сила (МДС) или намагничивающая сила (НС), создающая этот поток (при холостом ходе , под нагрузкой ).

Следовательно:

(1.6)

Это уравнение называется уравнением равновесия МДС.

Разделив левую и правую части уравнения (1.6) на , получим:

. (1.7)

Поскольку очень мал, и сдвинуты по фазе почти на . Если пренебречь потерями мощности в обмотках и магнитопроводе, то мощность первичной обмотки равна мощности вторичной обмотки, то есть:

, (1.8)

откуда

(1.9)

Для удобства построения векторных диаграмм и возможности построения эквивалентных схем вторичную обмотку приводят к первичной обмотке, то есть полагают, что вместо вторичной обмотки с есть обмотка с , но при этом мощности, энергии и фазовые углы в приведенной и реальной обмотках должны быть равны. Например, ЭДС приведенной обмотки:

Основные параметры трансформатора

Рабочие параметры трансформатора могут быть определены при работе под нагрузкой. Однако при этом расходуется много электроэнергии и не обеспечиваются необходимая точность результатов измерений.

Некоторые рабочие параметры могут быть определены по данным опыта холостого хода и короткого замыкания.

При опыте холостого хода измеряются , , и мощность .

Определяются:

1) коэффициент трансформации

;

2) Потери в стали (потери на гистерезис и вихревые токи) с помощью ваттметра

;

3) Сопротивление трансформатора при холостом ходе

При опыте короткого замыкания измеряются напряжение короткого замыкания на первичной обмотке , при этом и .

Мощность , потребляемая трансформатором при опыте короткого замыкания (ваттметром).

Определяются:

1) потери в проводах обмотки (в меди) , так как потери в стали малы вследствие малости магнитного потока ( мало)

2) полное, активное и индуктивное сопротивление короткого замыкания

3) полная отдаваемая мощность указывается в паспорте трансформатора (номинальная) и на щитке

(1.10)

4) полная потребляемая мощность

(1.11)

5) активная потребляемая мощность

. (1.12)

Эффективность передачи энергии через трансформатор характеризуется его КПД, то есть отношением активной мощности, отдаваемой в нагрузку к активной мощности, потребляемой из сети:

(1.13)

В выпрямительных трансформаторах за счет протекания постоянной составляющей тока по вторичным обмоткам .

Магнитопровод выпрямительного трансформатора выбирают по типовой (габаритной) мощности:

,

где - число обмоток трансформатора.

Из-за постоянного подмагничивания изменение напряженности магнитного поля происходит на нелинейном участке зависимости , что приводит к значительным искажениям и . Влияние постоянного подмагничивания можно уменьшить, если включить две вторичные обмотки таким образом, чтобы постоянные составляющие протекающих по ним токов имели противоположное направление, в этом случае постоянные магнитные потоки будут компенсировать друг друга.

Коэффициент нагрузки трансформатора – отношение тока при любой нагрузке к номинальному току вторичной обмотки:

(1.14)

Как зависит от нагрузки?