Когда кпд трансформатора имеет максимальное значение

23. Кпд трансформатора

Коэффициент полезного действия трансформатора представляет собой отношение активной мощности Р₂, отбираемой от трансформатора, к активной модности Р₁, подводимой к трансформатору:

Мощность Р₂ подсчитывается по формуле:

Коэффициент полезного действия трансформатора

Как видно из последней формулы, величина КПД зависит от загрузки трансформатора. Кроме того, коэффициент полезного действия трансформатора тем больше, чем выше cosφ₂. Максимальный коэффициент полезного действия трансформатора соответствует такой загрузке, при которой магнитные потери равны электрическим потерям:

Отсюда значение коэффициента загрузки, соответствующее максимальному КПД трансформатора, равно:

Обычно коэффициент полезного действия трансформатора имеет максимальное значение при β= 0,5 — 0,6. Тогда η= 0,98 — 0,99. Схема замещения для приведенного трансформатора. Приведенный трансформатор математически описывается уравнениями электрического состояния (2.8), (2.10) и уравнением токов (2.6б). В соответствии с этими уравнениями построена схема замещения трансформатора (рис. 2.9).

На схеме R₁ и соответственно — активное сопротивление и сопротивление рассеяния первичной обмотки; и — приведенные активное сопротивление и сопротивление рассеяния вторичной обмотки; и — активное и реактивное сопротивление ветви холостого хода. Мощность потерь в сопротивлении при токе эквивалентна потерям в магнитопроводе, т.е. – эквивалентное реактивное сопротивление. Падение напряжения на ветви холостого хода с комплексным сопротивлением при токе равно ЭДС и трансформатора. Упрощенная схема замещения.

Параметры схемы замещения трансформатора экспериментально найти трудно. Если пренебречь током холостого хода из-за его малости, то получим так называемую упрощенную схему замещения (рис. 2.10), где и называются сопротивлениями короткого замыкания

и

24 Измерительный трансформатор — электрический трансформатор для контроля напряжения, тока или фазы сигнала первичной цепи. Измерительный трансформатор рассчитывается таким образом, чтобы оказывать минимальное влияние на измеряемую (первичную) цепь; минимизировать искажения пропорции и фазы измеряемого сигнала в измерительной (вторичной) цепи. Для измерения переменного напряжения в сетях высокого напряжения его предварительно понижают до необходимого уровня: (обычно до 100В) при помощи трансформатора напряжения. Ко вторичной обмотке измерительного трансформатора напряжения присоединяют вольтметры, ваттметры и приборы автоматического управления. Сопротивление нагрузки вторичной обмотки измерительного трансформатора напряжения должно быть меньше некоторого нормированного значения. Сам измерительный трансформатор напряжения должен быть спроектирован таким образом, чтобы его вторичное приведенное напряжение при изменении нагрузки от холостого хода до номинального значения изменялось как можно меньше. Устройство измерительного трансформатора напряжения подобно устройству силового трансформатора небольшой мощности. Первичную обмотку измерительного трансформатора напряжения с большим числом витков включают в сеть, напряжение в которой измеряют или контролируют. Вторичная обмотка с меньшим числом витков замыкается на прибор с большим сопротивлением. Таким прибором может быть вольтметр, параллельная обмотка ваттметра, счетчика или какого-либо иного измерительного прибора или реле. По отношению к из-мерительному прибору вторичное напряжение должно совпадать по фазе с первичным, что достигается соответствующим соединением вторичной обмотки измерительного трансформатора напряжения с прибором. Это необходимо при измерении мощности и энергии. Сопротивление вольтметров, параллельных обмоток ваттметров, счетчиков и других измерительных приборов и реле сравнительно велико (составляет тысячи ом). Поэтому ток в цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора напряжения весьма мал и режим работы его близок к режиму холостого хода силового трансформатора. Так как при малых токах в обмотках трансформатора падения напряжения в сопротивлениях этих обмоток также малы, напряжения на зажимах первичной и вторичной обмоток практически равны э. д. с, а отношение этих напряжений равно коэффициенту трансформации.

Коэффициент полезного действия трансформатора

Коэффициент полезного действия определяется отношением мощности , отдаваемой трансформатором в нагрузку, к мощности , потребляемой из сети:
.
Коэффициент полезного действия характеризует эффективность преобразования напряжения в трансформаторе. При практических расчетах h вычисляют по формуле
, (20)
где — полные потери в трансформаторе.
Формула (20) менее чувствительна к погрешностям в определении и и поэтому позволяет получить более точное значение h. Полезная мощность вычисляется по формуле
, (21)
где — коэффициент нагрузки трансформатора.
Электрические потери в обмотках определяются из опыта короткого замыкания
, (22)
где — потери короткого замыкания при номинальном токе.
Потери в стали определяются из опыта холостого хода
. (23)
Они принимаются постоянными для всех рабочих режимов работы трансформатора, так как при ЭДС в рабочих режимах меняется незначительно.
Подставляя соотношения (21)-(23) в формулу (20), получим
. (24)

Анализ этого выражения показывает, что h имеет максимальное значение при нагрузке, когда потери в обмотках равны потерям в стали,
.
Отсюда получаем оптимальное значение коэффициента нагрузки
.
В современных силовых трансформаторах отношение потерь , поэтому максимум h имеет место при (рис.21).
Из кривой видно, что трансформатор имеет практически постоянный коэффициент полезного действия в широком диапазоне изменения нагрузки от 0,5 до 1,0. При малых нагрузках h трансформатора резкого снижается.

КПД трансформатора. Коэффициент полезного действия трансформатора.

Коэффициент полезного действия трансформатора представляет собой отношение активной мощности Р₂, отбираемой от трансформатора, к активной модности Р₁, подводимой к трансформатору:

Мощность Р₂ подсчитывается по формуле:

Мощность Р₁, подводимая к трансформатору:

Коэффициент полезного действия трансформатора

Как видно из последней формулы, величина КПД зависит от загрузки трансформатора. Кроме того, коэффициент полезного действия трансформатора тем больше, чем выше cosφ₂. Максимальный коэффициент полезного действия трансформатора соответствует такой загрузке, при которой магнитные потери равны электрическим потерям:

Отсюда значение коэффициента загрузки, соответствующее максимальному КПД трансформатора, равно:

Обычно коэффициент полезного действия трансформатора имеет максимальное значение при β= 0,5 — 0,6. Тогда η= 0,98 — 0,99.

КПД трансформатора имеет максимальное значение при условии что.

Коэффициент полезного действия трансформатора имеет максимальное значение при нагрузке, когда потери в обмотках равны потерям в стали.

WjatscheslawУченик (187) 7 лет назад
Спасибо большое!
що магнитопровод не в режиме насыщения петли гестезиса. оно регулируется сечением провода.
Похожие вопросы
Ваш браузер устарел

Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.