г) Векторные диаграммы.

 Векторные диаграммы наглядно показывают соотношения между токами, э.д.с. и напряжениями обмоток. Они строятся в соответствии с уравнениями (2-19), (2-36) и (2-38).

На рис. 2-14 — 2-16 представлены диаграммы трансформатора, работающего с различными нагрузками.

Рис. 2-14. Векторная диаграмма трансформатора работающего с отстающим током.

Рис. 2-15. Векторная диаграмма трансформатора, работающего с 1.

Рис. 2-16. Векторная диаграмма трансформатора, работающего с опережающим током.

Векторная диаграмма трансформатора, работающего, например, с отстающим током (рис. 2-14), при заданных    может быть построена следующим образом.

Зная  найдем  и . Построим в выбранном масштабе для токов и напряжений векторы  и  так, чтобы они были сдвинуты на угол  Прибавляя к  векторы падений напряжения  и  найдем э.д.с.  (мы предполагаем, что сопротивления  и , а также  и  известны). Вектор потока  опережает э.д.с.  на 90°. Ток  опережает поток на угол . Вторая составляющая  первичного тока  равна и противоположна по фазе вторичному току  следовательно, вектор первичного тока определяется геометрическим сложением: . Первичное напряжение , имеет составляющую , уравновешивающую э.д.с. , и составляющие  и  равные соответственно активному и индуктивному падениям напряжения в первичной обмотке ( совпадает по фазе с током   опережает ток  на 90°).

Обратная задача, с которой обычно приходится иметь дело на практике, когда заданы   и cos φ₂ и требуется найти  решается в большинстве случаев аналитически, как показано в § 2-8.

Диаграммы на рис. 2-14 и 2-15 показывают, что напряжение  при нагрузке меньше, чем напряжение  при холостом ходе, и тем меньше, чем больше сопротивления обмоток r₁, x₁, r₂, и угол φ₂.

Значение тока   зависит от значения э.д.с. ; следовательно, оно изменяется с изменением тока нагрузки, если  = const. Однако это изменение невелико, и при практических расчетах можно принять Ф_м=const и =const.

Диаграмма на рис. 2-16 показывает, что при работе трансформатора с опережающим током напряжение  на его зажимах может быть выше, чем при холостом ходе, так как в этом случае э.д.с.  возрастает и, кроме того, результирующая э.д.с. + больше, чем  ( ― э.д.с. рассеяния вторичной обмотки, приведенная к числу витков первичной обмотки).

Приведенные ранее уравнения напряжений и токов, а также векторные диаграммы относятся к однофазному трансформатору или к одной фазе трехфазного трансформатора. Различие токов холостого хода отдельных фаз трехфазного трансформатора вследствие несимметрии их магнитных цепей не имеет практического значения, так как токи холостого хода составляют обычно небольшую долю номинального тока; параметры же отдельных фаз r₁, , x₁,  можно считать одинаковыми.

Вверх

Глава 3