Электрические машины для неэлектротехнических специальностей. Голобородько Е.И. - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

5
1. ТРАНСФОРМАТОР
1.1. Теоретическая часть
1.1.1. Основные схемы замещения катушки со стальным сердечником и
трансформатора
Как известно, ток, протекающий по проводу катушки, создает вокруг нее
магнитное поле. Если вставить в нее стальной сердечник, то магнитный поток,
сцепленный с катушкой, возрастет в сотни раз, так как магнитная
проницаемость стали составляет тысячи или
даже десятки тысяч. А магнитная
проницаемость показывает во сколько раз поле (магнитная индукция В) в
данной среде, в данном случае в стали, сильнее, чем в вакууме при прочих
равных условиях. Магнитная проницаемость воздуха близка к единице, так что
магнитное поле в воздухе практически не отличается от поля в вакууме. Из
сказанного следует, что основная часть магнитного потока, сцепленного с
катушкой, будет сосредоточена в сердечнике. Будем называть эту часть
основным потоком, и обозначать Φ
0
. Кроме того, будет существовать еще так
называемый поток рассеяния, силовые линии которого хотя бы частично
замыкаются по воздуху. Его будем обозначать Φ
р
. Индуктивность катушки
разобьем тоже на две части. Индуктивность, обусловленную основным потоком
будем обозначать L
0
, а обусловленную потоком рассеяния так и назовем
индуктивностью рассеяния и обозначим L
р
.
Если к такой катушке приложить синусоидальное напряжение, то
сопротивление синусоидальному току будет представлять как реактивные
сопротивления обеих индуктивностей х
0
и х
р
, так и активное сопротивление
провода катушки r. Заметим, что х
0
>> х
р
.
Кроме того, активная мощность
будет расходоваться на нагревание сердечника, за счет перемагничивания с
частотой приложенного напряжения. Это так называемые потери мощности в
стали. Во-первых, перемагничивание происходит по так называемой петле
гистерезисного цикла (эти потери тем больше, чем шире петля), во-вторых,
переменный магнитный поток будет вызывать в сердечнике вихревые токи
по
закону электромагнитной индукции, а, как
известно, ток, проходя по проводнику, в
данном случае по металлу сердечника, его
нагревает. Для расчетов дело облегчается
тем, что и те и другие потери в сердечнике, в
конечном счете, пропорциональны квадрату
приложенного к катушке напряжения.
Однако, для учета потерь в сердечнике нам
придется ввести
в принципиальную
электрическую схему еще один элемент –
активную проводимость катушки.
g
0
L
01
I
р
U
0
I
0
U
1
I
а
r
1
L
р
1
Рис.1.1. Схема замещения
катушки со стальным
сердечником

Страницы