КОЭФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРА - Основные понятия о трансформаторах
При передаче энергии из первичной обмотки во вторичную возникают электрические потери мощности в активных сопротивлениях первичной и вторичной обмоток ДРЭл1 И ДРЭл2, а также магнитные потери в стали магнитопровода ДРМ (от вихревых токов и гистерезиса).
Энергетическая диаграмма. Процесс преобразования энергии в трансформаторе характеризует энергетическая диаграмма (рис. 3-9). В соответствии с этой диаграммой мощность, отдаваемая трансформатором нагрузке,
(3-21)
Где Р1 --мощность, поступающая из сети в первичную обмотку.
Мощность РЭм = Р1-ДРЭл1-ДРМ, Поступающую во вторичную обмотку, называют Внутренней электромагнитной мощностью трансформатора. Она определяет габаритные размеры и массу трансформатора.
Коэффициент полезного действия. Коэффициентом полезного действия трансформатора Называют отношение отдаваемой мощности Р2 к мощности Р1:
Или
(3-22)
Где ДР--суммарные потери в трансформаторе.
Высокие значения КПД трансформаторов не позволяют определять его с достаточной степенью точности путем непосредственного измерения мощностей Р1 и Р2, поэтому его вычисляют Косвенным методом По значению потерь мощности.
С учетом энергетической диаграммы формулу (3-22) можно представить в виде
(3-33)
Рис. 3-9. Энергетическая диаграмма трансформатора
Согласно требованиям ГОСТа потери мощности в трансформаторе определяют по данным опытов холостого хода и короткого замыкания. Получаемый при этом результат имеет высокую точность, так как при указанных опытах трансформатор не отдает мощность нагрузке. Следовательно, вся мощность, поступающая в первичную обмотку, расходуется на компенсацию имеющихся в нем потерь.
При опыте холостого хода ток I0 невелик и электрическими потерями мощности в первичной обмотке можно пренебречь. В то же время магнитный поток практически равен потоку при нагрузке, так как его значение определяется приложенным к трансформатору напряжением. Магнитные потери в стали пропорциональны квадрату значения магнитного потока. Следовательно, с достаточной точностью можно считать, что магнитные потери в стали магнитопровода равны мощности, потребляемой трансформатором при холостом ходе и номинальном первичном напряжении, т. е.
(3-34)
Для определения суммарных электрических потерь согласно упрощенной схеме замещения полагают, что I'2 = I1 . При этом
(3-35)
Или
(3-36)
Где ДРЭл. ном -- суммарные электрические потери при номинальной нагрузке.
Величину можно с достаточной степенью точности принять равной мощности РК, потребляемой трансформатором при опыте короткого замыкания, который проводится при номинальном токе нагрузке. При этом магнитные потери в стали АРМ весьма малы по сравнению с потерями ДРЭл из-за сильного уменьшения напряжения U1 а следовательно, и магнитного потока трансформатора и ими можно пренебречь. Таким образом,
Полные потери
Подставляя полученные значения Р в (3-33) и учитывая, что находим
(3-37)
Эта формула рекомендуется ГОСТом для определения КПД трансформатора.
Зависимость КПД от нагрузки. По (3-37) можно построить зависимость КПД от нагрузки (рис. 3-10,А). При в = 0 полезная мощность и КПД равны нулю. С увеличением отдаваемой мощности КПД увеличивается, так как в энергетическом балансе уменьшается удельное значение магнитных потерь в стали, имеющих постоянное значение. При некотором значении (вОпт кривая КПД достигает максимума, после чего начинает уменьшаться с увеличением нагрузки. Причиной этого является сильное увеличение электрических потерь в обмотках, возрастающих пропорционально квадрату тока, т. е.
Рис. 3-10. Зависимости КПД трансформатора з от нагрузки в
Пропорционально в2, в то время как полезная мощность Р2 возрастает пропорционально в.
Максимальное значение КПД в трансформаторах большой мощности достигает весьма высоких пределов (0,98...0,99). Оптимальный коэффициент нагрузки вОпт, при котором КПД имеет максимальное значение, можно определить, взяв первую производную Dз/dв По формуле (3-37) и приравняв ее нулю. При этом
(3-38)
Трансформатор магнитный измерительный идеализированный
Следовательно, КПД имеет максимум при такой нагрузке, при которой электрические потери в обмотках равны магнитным потерям в стали. Это условие (равенство постоянных и переменных потерь) приближенно справедливо и для других типов электрических машин. Для серийных силовых трансформаторов
(3-39)
Указанные значения РОпт получены при проектировании трансформаторов на минимум приведенных затрат (на их приобретение и эксплуатацию). Наиболее вероятная нагрузка трансформатора соответствует в = 0,5...0,7.
В трансформаторах максимум КПД выражен сравнительно слабо, т. е. он сохраняет высокое значение в довольно широком диапазоне изменения нагрузки (0,4<в<1,5). При уменьшении cos ц2 КПД снижается (рис. 3-10,Б), Так как возрастают токи I2 И I1, при которых трансформатор имеет заданную мощность Р2.
Похожие статьи
-
ИДЕАЛИЗИРОВАННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР - Основные понятия о трансформаторах
Для выяснения сущности физических процессов, происходящих в трансформаторе, рассмотрим идеализированный трансформатор, у которого магнитный поток Ф...
-
СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА - Основные понятия о трансформаторах
Схема замещения. Анализ работы трансформаторов и их расчет значительно удобней выполнять по схеме замещения (рис.3-6). При K =1, W 1 =w 2 , E 1 =E 2...
-
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ - Основные понятия о трансформаторах
При подключении к сети в первичной обмотке возникает переменный ток I 1 который создает переменный магнитный поток Ф, замыкающийся по магнитопроводу....
-
УСТРОЙСТВО ТРАНСФОРМАТОРОВ - Основные понятия о трансформаторах
Основными частями трансформатора являются магнитопровод и, расположенные на нем, обмотки. Магнитопровод. Магнитопровод служит для усиления магнитной...
-
ВНЕШНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ - Основные понятия о трансформаторах
Зависимость U 2 =f(I 2 ) Или U 2 = f(в) При U 1 = U Lном = const, F=f Ном = const и cosц2 = const называют Внешней характеристикой трансформатора. Для ее...
-
НАМАГНИЧИВАЮЩИЙ ТОК - Основные понятия о трансформаторах
Свойства магнитной системы трансформатора описываются в основном магнитной характеристикой, представляющей собой графическое изображение зависимости...
-
Главным параметром трансформатора является его мощность. Различают электромагнитную, полезную, расчетную и типовую мощности трансформатора....
-
Разработка и применение новых высокоэффективных материалов (главным образом электротехнической стали и изоляции); Повышение надежности и экономической...
-
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ - Основные понятия о трансформаторах
Трансформатор -- статическое электромагнитное устройство, имеющее две или больше индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования...
-
К-изменение скорости хим. р-ции, под действием особых ве-в-катализаторов, кот. участвуют в ходе р-ции, но к концу ее остаются в неизменном кол-ве. Виды:...
-
ФУНКЦИИ, Основные понятия - Свойства функций
Основные понятия При изучении различного рода явлений приходится иметь дело с совокупностью переменных величин, которые связаны между собой таким...
-
Закон Авогадро ди Кваренья (1811 г.) - Основные понятия и законы химии
В равных объемах различных газов при одинаковых условиях (температура, давление и т. д.) содержится одинаковое число молекул. Закон справедлив только для...
-
Выбор типа подстанций, числа и мощности силовых трансформаторов - Расчет токов короткого замыкания
В настоящее время наибольшее применение находят комплектные трансформаторные подстанции, что значительно снижает сроки монтажа и улучшает условия...
-
Основные понятия химической термодинамики - Химическая термодинамика. Термохимия. Решение задач
Прежде чем приступить к изучению предмета химической термодинамики, необходимо ввести ряд терминов и понятий, используемых в этом разделе. Изучаемые...
-
Основные понятия теории экономико-математического моделирования Кибернетический подход к исследованию экономико-математических систем Обычно...
-
Физиологическое действие - Серебро: основные свойства и роль в мировой культуре
Обычно серебро поступает в организм с водой и пищей в ничтожно малых количествах -- всего 7 микрограммов в сутки. И при этом такое явление, как дефицит...
-
Основные понятия информационного моделирования - Понятие об информационном моделировании
Остановимся на информационных моделях, отражающих процессы возникновения, передачи, преобразования и использования информации в системах различной...
-
Основные понятия линейного программирования - Оптимальное программирование
Математические исследования отдельных экономических проблем, математическая формализация числового материала проводилась еще в XIX веке. При...
-
В данной главе мы обсуждаем известные модели НС: модель Маккалоха и Питтса; модель Розенблата; модели Хопфилда и Больцмана; модель на основе обратного...
-
Основные понятия корреляционно-регрессионного анализа Теория и методы корреляционного анализа используются для выявления связи между случайными...
-
Основные понятия и определения проблемы прогнозирования - Прогнозирующие системы
Необходимо отметить, что мы рассматриваем прогнозирование в целях планирования производства или управления запасами. Таким образом, наш интерес лежит в...
-
Модель в общем смысле (обобщенная модель) есть создаваемый с целью получения и (или) хранения информации специфический объект (в форме мысленного образа,...
-
Газовые законы - Основные понятия и законы химии
Материя химия закон эквивалент Закон объемных отношений (Ж. Гей-Люссак, 1805) при одинаковых условиях объемы вступающих в реакцию газов, относятся друг к...
-
Выбор числа и мощностей силовых трансформаторов - Расчет электрической сети микрорайона в г. Иркутск
Выбрать число и мощность трансформаторов для схем электроснабжения района, представленных на рис. 1.4, рис. 1.6, рис.1.7 и рис. 1.8, с исходными данными...
-
Выбор трансформаторов тока и напряжения - Расчет трансформаторной подстанции
Трансформаторы тока выбираются из следующих условий: - По номинальному напряжению: ; (35) - по номинальному току первичной цепи: ; (36) - по номинальной...
-
Выбор числа и мощности трансформаторов - Районная электрическая сеть
При проектировании электрических сетей на подстанциях всех категорий рекомендуется применять не более двух трехфазных трансформаторов. При определении...
-
Выбор мощности и числа трансформаторов подстанции Мощность и число трансформаторов понижающих подстанций выбирают по расчетной мощности на шинах низшего...
-
Расчетная часть - Расчет трансформатора
1. Определим мощность, отдаваемую трансформатором в нагрузку: 2. В качестве материала сердечника выберем сталь 3412 (старое наименование Э23) толщиной...
-
Выбор сборных шин Сборные шины находящихся за предохранителями выбирается только по длительнодопустимому току. Выбираем однополосные шины марки АТ...
-
Для того чтобы приступить непосредственно к созданию модели бизнес-процесса необходимо определить бизнес-метафору для лучшего понимания модели...
-
Уравнение Клайперона-Менделеева - Основные понятия и законы химии
Если записать объединенный газовый закон для любой массы любого газа, то получается уравнение Клайперона-Менделеева: PV= (m / M) RT Где m - масса газа; M...
-
Основные законы химии - Основные понятия и законы химии
Стехиометрия - это особый раздел химии, в котором изучают количественный состав веществ, а также количественные изменения, происходящие с ними при...
-
Если два химических элемента дают несколько соединений, то весовые доли одного и того же элемента в этих соединениях, приходящиеся на одну и ту же...
-
Пусть { , , ..., } - множество возможных состояний некоторой физической системы. В любой момент времени система может находиться только в одном...
-
Основные термины и понятия Статистика жилищного хозяйства Статистика жилищно-коммунального хозяйства - отрасль статистики, которая изучает наличие,...
-
Реакторами идеального (полного) смешения называются реакторы непрерывного действия, в которых осуществляется турбулентный гидродинамический режим. В них...
-
К основным понятиям и категориям статистической науки относятся следующие: - совокупность, - признак, - показатель, - система показателей и др....
-
Основные понятия сетевых и графовых моделей Объектом исследования является сеть, состоящая из узлов и линий связи. Предполагается, что в сети имеется два...
-
Моделирование начинается с формирования предмета исследований -- системы понятий, отражающей существенные для моделирования характеристики объекта. Эта...
-
Основные понятия теории графов - Нахождение максимального потока в графе
Первая работа по теории графов принадлежит Леонарду Эйлеру (1736 год), хотя термин "граф" впервые ввел в 1936 году венгерский математик Денеш Кениг....
КОЭФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРА - Основные понятия о трансформаторах