| Форум РадиоКот https://radiokot.ru/forum/ |
|
| Процессы работы трансформатора https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=21&t=96175 |
Страница 1 из 1 |
| Автор: | Delm [ Ср окт 30, 2013 12:20:22 ] |
| Заголовок сообщения: | Процессы работы трансформатора |
Помогите разобраться инженеру не электротехнику. Вот что у меня скомпилировалось после прочтения нескольких книг и поисков в интернете. Рассмотрим обобщённую конструкцию однофазного двухобмоточного трансформатора. Режим холостого хода. При питании первичной обмотки трансформатора от источника с переменным напряжением U1 (синус) по закону Ома по первичной обмотке трансформатора проходит ток I1, который создает в магнитопроводе синусоидально изменяющийся магнитный поток Ф0. Ток в первичной обмотке I1 и магнитный поток Ф0 отстают от приложенного напряжения на пи/2 (производная от синуса), отставание из-за магнитных потерь на угол потерь δ пока в расчет не берем. Переменный магнитный поток Ф0 пересекая обе обмотки трансформатора в каждой из них наводит эдс: в первичной обмотке — эдс самоиндукции Е1, во вторичной обмотке — эдс взаимоиндукции Е2. Причем ЭДС самоиндукции Е1 сдвинута еще на пи/2 (закону Максвела –Фарадея) и тем самым компенсирует напряжение питания. Ток холостого хода это как раз та недокомпенсация, которая показывает, сколько ушло на потери в результате гистерезиса и рассеивания и т.д. Режим короткого замыкания. При подключении нагрузки во вторичной обмотке начинает протекать ток I2, при этом в магнитопроводе возникает размагничивающий магнитный поток Фр, противоположный по направлению основному потоку Ф0. Это приводит к уменьшению ЭДС самоиндукции Е1 в первичной обмотке, что приводит к возрастанию дельты U1-E1 и возрастанию потребляемого тока из сети, т.е. к самобалансированию магнитных потоков. Т.о. токи в первичной и вторичной обмотках и магнитные потоки отстают от напряжений на обмотках на пи/2. Вопросы: 1. Правильно ли я понял процессы в проходящие в трансформаторе? 2. Сдвиг на пи/2 это для рассмотренного варианта идеального трансформатора, а в реальности сдвиг будет зависеть от индуктивности намоток и частоты колебаний плюс угол потерь, да? 3. Сдвиг тока по фазе в первичной обмотке трансформатора также распространяется и на источник питания, т.е. в источнике питания тоже будет сдвинутый по фазе ток? Прошу комментировать и давать ссылки на источники (книги, статьи и т.д.) |
|
| Автор: | AVSel [ Ср окт 30, 2013 13:18:03 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Процессы работы трансформатора |
Delm писал(а): Ток холостого хода это как раз та недокомпенсация, которая показывает, сколько ушло на потери в результате гистерезиса и рассеивания и т.д. Нет. В режиме холостого хода, трансформатор представляет из себя обычную индуктивность. Ток холостого хода считается по закону ома исходя из реактивного сопротивления индуктивности. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0% ... 0%B8%D0%B5 Потери при этом достаточно малы. Физически, часть периода энергия накапливается в индуктивности, забирая энергию от источника, часть периода отдает накопленную энергию обратно в источник. Сдвиг фаз между током и напряжением, возникает из-за стремления индуктивности препятствовать изменения тока(явление самоиндукции), поэтому ток через индуктивность отстает от напряжения. |
|
| Автор: | Gudd-Head [ Ср окт 30, 2013 13:40:20 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Процессы работы трансформатора |
AVSel писал(а): Ток холостого хода считается по закону ома исходя из реактивного сопротивления индуктивности. Более точно — ещё и с активным сопротивлением (корень из суммы квадратов сопротивлений). |
|
| Автор: | Delm [ Ср окт 30, 2013 15:02:24 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Процессы работы трансформатора |
Gudd-Head писал(а): AVSel писал(а): Более точно — ещё и с активным сопротивлением (корень из суммы квадратов сопротивлений). так с этим разобрались... Еще пара моментов. 1) В цепи "источник питания - первичная обмотка трансформатора" происходит сдвиг фазы тока как на индуктивности http://www.youtube.com/watch?v=52N9s6gsuD0 или сразу на пи/2? 2) У источника питания так же сдвинута фаза тока? |
|
| Автор: | Gudd-Head [ Ср окт 30, 2013 15:09:37 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Процессы работы трансформатора |
Угол сдвига фазы определяется соотношением между активным и реактивным сопротивлением первички транса. На ХХ у транса угол близок к 90° (ПИ/2). Под нагрузкой угол уменьшается. При КЗ близок к нулю. У источника фаза такая же, но сдвинута на 180° (т.к. он отдаёт энергию). |
|
| Автор: | Delm [ Ср окт 30, 2013 15:37:04 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Процессы работы трансформатора |
Gudd-Head писал(а): Под нагрузкой угол уменьшается. А на сколько? от чего зависит? где почитать или как правильно запрос в гугл сформулировать? Gudd-Head писал(а): У источника фаза такая же, но сдвинута на 180° (т.к. он отдаёт энергию). Не понял ( Первичная обмотка как приличная (хорошая) катушка сдвигает фазу тока относительно приложенного напряжения, предположим на 75 гр., тогда и в источнике будет смещение тока на 75 гр., правильно? |
|
| Автор: | Gudd-Head [ Ср окт 30, 2013 15:51:40 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Процессы работы трансформатора |
Delm писал(а): А на сколько? от чего зависит? Зависит от сопротивления нагрузки, она пересчитывается в первичную обмотку. Delm писал(а): где почитать или как правильно запрос в гугл сформулировать? В принципе в книгах про трансформаторы Delm писал(а): тогда и в источнике будет смещение тока на 75 гр., правильно? В замкнутом контуре сумма падений напряжений д.б. равна нулю. Поэтому если у транса будет 75°, то у источника соответственно -75° |
|
| Автор: | Delm [ Ср окт 30, 2013 16:27:54 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Процессы работы трансформатора |
Gudd-Head писал(а): В принципе в книгах про трансформаторы Видел около десятка книг, те которые в первых 15 страницах запроса гугла, много недосказанности, общие слова переписанные из книги в книгу... в институте этого предмета не было, знакомых электронщиков тоже нет, вот занимаюсь самообразованием... Я понимаю так - любая нагрузка на вторичке трансформатора тоже имеет реактивную составляющую и тем самым сдвигает обратный магнитный поток (от вторички) в трансформаторе, поэтому и происходит изменение угла сдвига на первичке от характера нагрузки. |
|
| Автор: | AVSel [ Чт окт 31, 2013 13:11:29 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Процессы работы трансформатора |
Delm писал(а): Я понимаю так - любая нагрузка на вторичке трансформатора тоже имеет реактивную составляющую и тем самым сдвигает обратный магнитный поток (от вторички) в трансформаторе, поэтому и происходит изменение угла сдвига на первичке от характера нагрузки. Если по простому - трансформатор, это две индуктивности с частично пересекающимся магнитным полем. Ток во вторичке создает магнитное поле, которое направлено против поля создаваемого первичкой. В результате чего входная индуктивность уменьшается и ток через нее растет. А если начинать лезть в дебри, на трансформаторе можно мозги свихнуть. 
|
|
| Автор: | Gudd-Head [ Чт окт 31, 2013 13:13:22 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Процессы работы трансформатора |
AVSel писал(а): А если начинать лезть в дебри, на трансформаторе можно мозги свихнуть. Во-во. Так что лучше всего представлять себе как работает трансформатор вот так: У-у-у-у-у... |
|
| Автор: | Ariadna-on-Line [ Чт окт 31, 2013 20:23:58 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Процессы работы трансформатора |
.... В результате чего входная индуктивность уменьшается и ток через нее растет... Это не правильная фраза, в случае тр-ра. Если бы уменьшалась индуктивность, действительно рос бы ток. Только ток - реактивный, всегда отстающий от напряжения на трансформаторе на четверть периода. Он будет греть провода и первичную обмотку и не более. При включении нагрузки на вторичной обмотке, в первичной обмотке появится ток синфазный с напряжением, т.е. активный ток- который к индуктиености отношения не имеет. Короче,- считайте так: Реактивный ток холостого хода (jIhh) остаётся практически неизменным и под нагрузкой, плюс активный ток, зависящий от нагрузки (F(W). I = F(W) + jIhh . Обмотки тр-ра расчитываются таким образом, чтобы потери энергии на холостом ходу (которые и во время нагрузки транса продолжают успешно теряться) не превышали 1-5% максимальной мощности. Поэтому, как видите, при нагрузке на трансе всего в 1-5% вектор тока поворачивается от --90' до --45' Я так многословно, т.к. знаю, что действительно очень и очень многие тяжко по-началу понимают теорию транса. Я долго тоже не мог просечь смысл термина поток рассеяния. Но я не трансформаторщик. Я предупредил.... |
|
| Автор: | AVSel [ Чт окт 31, 2013 22:33:29 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Процессы работы трансформатора |
Ariadna-on-Line писал(а): Если бы уменьшалась индуктивность, действительно рос бы ток. Только ток - реактивный, всегда отстающий от напряжения на трансформаторе на четверть периода. Он будет греть провода и первичную обмотку и не более. При включении нагрузки на вторичной обмотке, в первичной обмотке появится ток синфазный с напряжением, т.е. активный ток- который к индуктиености отношения не имеет. Согласен. Но только в случае активной нагрузки на вторичной обмотке. Если нагрузкой на вторичной обмотке будет индуктивность, или конденсатор, активный ток в первичной добавится только за счет увеличения потерь. Или я ошибаюсь? Может проще активную нагрузку считать резистором, параллельно первичной обмотке, аналогичной мощности, а сам трансформатор считать просто индуктивностью? Учитывать только, что напряжения(и токи) на первичной и вторичной обмотке могут быть разные, а мощность одинаковая( за разностью потерь в трансформаторе конечно)... |
|
| Автор: | Барсик [ Пт ноя 01, 2013 15:33:59 ] | ||
| Заголовок сообщения: | Re: Процессы работы трансформатора | ||
Эквивалентная схема идеального трансформатора изображена на рисунке. Нагрузка, подключаемая к вторичной обмотке, фактически подключается к первичной с учётом коэффициента трансформации. При этом характер нагрузки никак не меняется. Если в нагрузке есть реактивная составляющая, то она такой и останется для первичной обмотки. Индуктивность на эквивалентной схеме, это индуктивность первичной обмотки на холостом ходу. Именно она создаёт ток холостого хода, а ток холостого хода создаёт тот самый магнитный поток. Который (магнитный поток), кстати сказать, никак не зависит от тока нагрузки.
|
|||
| Страница 1 из 1 | Часовой пояс: UTC + 3 часа |
| Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group http://www.phpbb.com/ |
|
