3.2.4. Энергетические диаграммы трансформатора

     Преобразование активной мощности трансформатора происходит согласно энергетической диаграмме рис.1.5а, соответствующей схеме замещения рис.1.2а и векторным диаграммам рис.1.3.

     На рис.1.5а символом P_эм обозначена внутренняя электромагнитная мощность трансформатора, определяемая как: Pэм= P₁ – p_эл1 – p_мг,
где P₁=3U₁I₁cosj₁ – активная мощность поступающая в первичную обмотку из сети;
p_эл1 - электрические потери мощности в первичной обмотке трансформатора;
p_мг - магнитные потери в трансформаторе (потери в стали).

     Мощность P₂ отдаваемая трансформатором нагрузке меньше внутреннй электромагнитной мощности на величину p_эл2, которая соответствует электрическим потерям мощности во вторичной обмотке трансформатора, то есть

     P₂ = P_эм – p_эл2 = 3U₂I₂cosj₂ = 3U₂’I₂’cosj₂.

     Коэффициент полезного действия (КПД) трансформатора равен:

     h =P₂/P₁.

     Преобразование реактивной мощности происходит согласно энергетической диаграмме рис.1.5б.

     Из первичной реактивной мощности

     Q₁=3U₁I₁sinj₁

     мощность

     q₁=3I₁²X₁

     расходуется на создание магнитного поля рассеяния первичной обмотки, а мощность

     q_мг=3I_x²X_m

     - на создание магнитного поля взаимной индукции (поля в магнитопроводе).

     Реактивная мощность

     q₁=3(I₂’)² X₂’

     расходуется на создание магнитного поля рассеяния вторичной обмотки, а оставшаяся мощность

     Q₂ = Q₁ – q₁ – q_мг – q₂ =3U₂I₂sinj₂ =3U₂’I₂’sinj₂

     передается потребителю.

     При активно-емкостной нагрузке j₂ < 0, а также Q₂ < 0. Изменение знака Q₂ означает изменение направления передачи реактивной мощности. Если при этом также

     Q₁ = Q₂+q₂+q_мг+q₁ < 0 ,

     то реактивная мощность передается с вторичной стороны на первичную. Если же Q₂ < 0, а Q₁ > 0, то реактивная мощность потребляется как с первичной, так и с вторичной стороны и расходуется на намагничивание трансформатора.

     Общий вывод - реактивная мощность в электрических машинах и трансформаторах расходуется на создание магнитного поля устройств.

     Коэффициент мощности трансформатора равен:

     cosj₁ =P₁/S₁ = P₁/(P₁²+Q₁²)^1/2.

Вернуться назад
Возврат на начальную страницу