Введение При передаче энергии из первичной обмотки трансформатора во вторичную возникают электрические потери мощности в активных сопротивлениях первичной и вторичной обмоток ΔPэл1 и ΔРэл2, а также магнитные потери в стали магнитопровода ΔРм (от
первичной обмотки трансформатора во вторичную возникают электрические потери мощности
в активных сопротивлениях первичной и вторичной обмоток ΔPэл1 и ΔРэл2, а также магнитные потери в стали магнитопровода ΔРм (от вихревых токов и гистерезиса).
Слайд 3
Энергетическая диаграмма Уравнение баланса активной мощности в трансформаторе можно
записать в виде P2=P1-∆Pэл1-∆Pэл2-∆Pм , где: P1– потребляемая из сети P2
отдаваемая в нагрузку, ∆Pэл1 ,∆Pэл2 мощность потерь в первичной и вторичной обмотках ∆Pм мощность потерь в магнитопроводе.
Слайд 4
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.
Слайд 5
Определение магнитных потерь магнитопровода
Магнитные потери в магнитопроводе принято считать в режиме
холостого хода трансформатора, то есть когда ∆Pэл = 0 Значит суммарные потери мощности в таком режиме равны потерям в магнитопроводе ∆Pм≈P0
Режим холостого хода трансформатора
Слайд 6
Определение электрических потерь Если полагать, что I1
=I2 то ∆Pэл =∆Pэл1+∆Pэл2=I22Rк или ∆Pэл = β2∆Pэл.ном , где ΔРэл.ном
— суммарные электрические потери при номинальной нагрузке, β — коэффициент нагрузки трансформатора.
Слайд 7 Величину ΔРэл.ном≈I21номRк принимают за Рк –
мощность, потребляемая трансформатором в режиме короткого замыкания
при фиксированном токе. Тогда: ∆Pэл = β2Pк
Режим короткого замыкания
Слайд 8
КПД трансформатора Коэффициентом полезного действия трансформатора называют отношение отдаваемой
мощности Р2 к мощности Р1: η=P2/P1=(U2I2cosφ2)/(U1I1cosφ1)
или η=(P1-∆P)/P1=1-∆P/(P2+∆P) где ΔР—суммарные потери в трансформаторе.
Слайд 9
Расчет КПД с помощью полных потерь трансформатора
Подставляя полученные
значения ∆Р и учитывая, что P2=βSномcosφ2 находим: η= 1-(β2Pк +P0)/(βSномcosφ2+β2Pк+P0) Эта
формула рекомендуется ГОСТом для определения КПД трансформатора. Значения Ро и Рк для силовых трансформаторов приведены в соответствующих стандартах и каталогах.
Слайд 10
Зависимость КПД от нагрузки По итоговой формуле можно построить
зависимость КПД от нагрузки:
Нетрудно вычислить оптимальный коэффициент
нагрузки βопт, при котором КПД имеет максимальное значение β2 оптPк = P0 или ∆Pэл = ∆Pм Для серийных силовых трансформаторов: βопт ≈ 0,45 ... 0,5
βопт , целесообразно довести нагрузку до оптимальной величины в
целях энергосбережения, отключив один или несколько трансформаторов. Современные трансформаторы с пониженным уровнем потерь позволяют снизить их на 20-60%.
Слайд 12
Список используемой литературы Китунович Ф.Г. "Электротехника" 3-е изд., переработанное