МОЩНОСТЬ ПОТЕРЬ В ТРАНСФОРМАТОРЕ

На рис. 9.18 показана энергетическая диаграмма трансформатора. Здесь Рі — мощность первичной обмотки; Рп — мощность гіотерь на нагревание проводов первичной обмотки; Р — мощность потерь в магнитопроводе (в стали) на гистерезис и вихревые токи; разность Рі -^пр1 — Рс — Р2 — мощность во вторичной обмотке; часть мощ­ности Pi 2 составляет мощность потерь на нагревание проводов ^пр2, а остав ни яся часть Р2 равна мощности цепи, которая питается от транс­форматора: Рг =Ргг ~Рпр2 =Рі ~Рпр1 — Рс — Рвр2.

Отношение активной мощности Р2 на выходе трансформатора к активной мощности Р j на входе

(9.23)

Ц ~ Р2ІР1, ИЛИ 7?% = (P2/Pl) • 100%,

называется КПД трансформатора. В общем случае КПД трансформато­ра зависит от режима работы.

При номинальных значениях напряжения C/t = t/ном и тока 1Х = = /1ном первичной обмотки трансформатора и коэффициенте мощно­сти приемника cos ^2 > 0,8 КПД очень высок и у мощных трансфор­маторов превышает 99%. По этой причине почти не применяется пря­мое определение КПД трансформатора, т. е. на основании непосред­ственного измерения мощностей Р і и Р2. Для получения удовлетво­рительных результатов нужно было бы измерять МОЩНОСТИ Pi и Р2 с такой высокой точностью, какую практически получить очень труд­но. Но относительно просто можно определить КПД методом косвен­ного измерения, основанного на прямом измерении мощности потерь в трансформаторе. Так как мощность потерь АР = Рх — Рг, то КПД трансформатора

Р j — АР

АР

Pi

(9.24)

= 1

1 —

Р2 + АР

Рг + АР

АР

Мощность потерь в трансформаторе равна сумме мощностей по­терь в магнитопроводе Рс и в проводах обмоток Рпр. При номинальных значениях первичных напряжения t/t = ^1ном и тока h = ^1ном мои1′ ности потерь в магнитопроводе и проводах обмоток практически равны активным мощностям трансформатора в опытах холостого хода (§ 9.6) и короткого замыкания (§ 9.7) соответственно.

Рассмотрим зависимость КПД трансформатора от режима работы при номинальном первичном напряжении Uy = ^1ном в случае прием­ника с различными полными сопротивлениями z2 и постоянным ко­эффициентом мощности cos <р2 = const. При изменении полного со­противления приемника изменяются его мощность, токи в обмотках, а следовательно, потери в проводах обмоток и КПД трансформатора.

Потери в проводах обмоток называют переменными потерями транс­форматора, потери в магнитопроводе — постоянными потерями.

Мощность потерь в проводах обмоток равна (рис. 9.16, а)

^к, но«.

где к3 — коэффициент загрузки трансформатора (9.22); ном — мощность потерь в проводах обмоток при номинальных токах.

При изменении тока вторичной обмотки от нуля до номинального можно считать, что U2 » const « U2hqm =^1ном n2l.

Активная мощность на выходе трансформатора

Р2 = t/2/2cos^2 = * k3SHQMcosy2,

КПД трансформатора по (9.24)

г? = (l — ——— ——) -100% *

Р2+ЬР/

I к2 Р• + Р

SB ( 1 — ————— 3 — к—ЦОМ——- с————— . 100%

V k3S cos Ф2 + кгР + Р }

л НОМ 3 К. НОМ С ‘

Следовательно, КПД трансформатора зависит от значений коэффи­циента мощности приемника cos и коэффициента загрузки к3. При постоянном значении коэффициента мощности приемника, прирав­няв нулю производную от г? по кз, найдем, что КПД трансформатора максимальный при к3 — JP JPK ном- Следовательно, максимум КПД для максимальной загрузки (к3 =1) можно получить при равенстве мощностей потерь в магнитопроводе н потерь в проводах.

В действительности при проектировании трансформатора приходит­ся учитывать, что трансформатор значительную часть времени может быть не полностью загружен. По этой причине трансформаторы обыч­но рассчитывают так, чтобы максимум КПД (рис. 9.19) соответство­вал средней нагрузке; например, при отношении мощностей потерь PJРКМОМ ~ 0,5 т 0,25 максимум КПД будет при нагрузке, которой соответствует

k = yfpjp =0,740,5.

3 v с’ к. ном ’ ’

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *