Transformator cu caracteristici liniare - studopediya

Unul dintre cele mai importante elemente ale unui circuit electric, care utilizează un cuplaj magnetic între circuite este transformator. Transformatoare pot avea sensuri diferite, dar de multe ori acestea sunt utilizate pentru a converti valoarea tensiunii de curent alternativ sau curent. este o astfel de conversie necesară, de exemplu, în cazul în care tensiunea la sursa de alimentare diferită de tensiunea pentru care receptorul de energie calculată. Transformatoare sunt compuse din două sau mai multe bobine cuplate inductiv. Aici ne limităm la simplu the două înfășurare a transformatorului (Fig. 9.5). În transformator reală, permeabilitatea magnetică a materialului miezului depinde de intensitatea câmpului magnetic. Având Const asumat, vom considera așa-numitul transformator liniar. procese în care sunt descrise de ecuații liniare. S-a obținut în această abordare conduce la primă aproximație poate fi utilizată pentru descrierea transformatorului modul cu un miez feromagnetic nesaturat.

Promarkiruem înfășurării și selectați direcțiile convențional pozitive ale curenților așa cum este prezentat în Fig. Winding transformator, la care se aplică o sursă de tensiune. Vom fi numit primar. o înfășurare la care o sarcină, - secundar.

fluxuri magnetice generate de curenții înfășurărilor primare și secundare, cu curenți de ales direcția aceeași direcție. acest

Aceasta înseamnă că inductanța mutuală dintre bobinele este pozitiv.

Notăm rezistențe și bobine. și inductanța. Să bobina secundară încărcată cu rezistență. introducerea notația

Noi scrie ecuațiile de a doua lege a Kirchhoff a circuitelor primare și secundare

Am construi o diagramă vector de curent și tensiune transformator pentru un caz liniar. Pentru a amâna acest vector într-o direcție arbitrară,

după care diagrama este unic posibilă amânarea vectorului. . . . Sfârșitul vectorului care leagă diagramele punctului de start și vectoriale sunt obținute după cum rezultă din al doilea vector ecuație. Împărțind tensiunea pe. determina valoarea curentă. Vector amâne un unghi față de vector. Apoi a construi vectori. și. suma lor este vectorul tensiunii de intrare.

După cum rezultă din diagrama vectorială, curenții din înfășurările primare și secundare sunt practic în antifază. Acest lucru indică faptul că curentul de sarcină are un efect de demagnetizare asupra miezului transformatorului (proporțional flux magnetic acestora și curenții într-o diagramă de vector creează sunt îndreptate în aceeași direcție ca și vectorul curent).

Rezolvarea sistemului de ecuații în raport curent. obținem:

Valoarea reprezintă impedanța de intrare a transformatorului încărcat. Și rezistență. egale respectiv

Aceasta depinde de parametrii de sarcină și rezistența numită inserție și reactanță. Rezistența de inserție este întotdeauna mai mare decât zero. Acesta este absorbit de energia transferată de la primar la circuitul secundar. Reactanța de inserție are un semn opus.

circuitul transformatorului considerat poate fi înlocuită cu un circuit echivalent cu nici un cuplaj inductiv. Pentru a reprezenta acest lucru în formă de transformator ecuații

Ultima ecuație poate fi considerat ca un sistem de ecuații formate de a doua lege a diagrama circuitului Kirchhoff este prezentată în Fig.

Acest circuit echivalent este uneori folosit în practica circuitelor de calcul. Trebuie remarcat faptul că într-o astfel de valoare inductanța de circuit echivalent poate deveni negativ, deoarece inductivitatea mutuală poate fi mai mare decât inductanța unui transformator de lichidare.

Ideal apel transformator pentru care orice rezistențe de sarcină la raportul dintre tensiuni primare și secundare integrate și raportul dintre curenții secundari și primar constant complex și egal cu numărul real de

unde parametrul este numele raportului de transformare.

Ecuațiile transformatorului în cazul de limitare a idealizat

Pentru circuitul din Fig. 9.5, avem:

Și ne exprimăm prin și:

Este ușor de observat că pentru egalitatea. și apoi etichetare. scrie

Transformator, care este valabil pentru ecuațiile care rezultă, numit transformator perfect.

În cazul în care condițiile de mai sus pentru a adăuga o condiție suplimentară. Termenul în expresia pentru curentul poate fi neglijată în comparație cu. În acest caz, vom ajunge la relația (*), determinarea unui transformator ideal.

Rețineți că, pentru raportul ideal de transformare poate fi găsit ca raportul dintre numărul de rotații secundar și

Când transformatorul se numește pas-up. când - coborâre.

Un mod frecvent utilizat în practica proprietate ideală transformator este proprietatea de conversie a rezistenței de intrare. Să presupunem că pentru terminalele secundare ale transformatorului ideal este conectat cu o impedanță de sarcină complexă. Apoi, pentru impedanța de intrare a transformatorului ideal poate fi scris

Din moment ce nu poate fi mai mult sau mai puțin de o, impedanța de intrare a transformatorului încărcat poate fi mai mare sau mai mică decât rezistența de sarcină.

Exemplu. Un caz practic important al aplicării transformatorului de transfer este maxim puterea posibilă de la sursă la consumator (sarcina de aliniere și sursa). Să sursa este caracterizată de FME și rezistența internă. și impedanța receptorului. Atunci când sarcina este conectat direct la o sursă de energie să fie alocate în sarcina

Creșterea puterii generate în sarcina poate fi introducerea unui circuit de transformator

Presupunem un transformator ideal atunci

Tensiunea de pe înfășurările primare și secundare sunt egale, respectiv,

Puterea disipată în sarcina este determinată de relația

Puterea ajunge la o valoare maximă atunci când derivatul dispare:

Când valoarea puterii recepționate a raportului de transformare în sarcină este egală cu

Această putere este întotdeauna mai mare sau egală cu puterea disipată în sarcină, fără un transformator. Acest lucru rezultă din faptul că cele două numărătorii expresii comparabile pentru putere (*) și (**) sunt identice, iar următoarele relații dețin pentru numitorii

ceea ce este adevărat pentru orice valori ale parametrilor sursei și de sarcină.

Rețineți că modul de transmisie maximă de energie sarcinii corespunde egalității impedanță sursă internă și impedanța de intrare a transformatorului. Astfel, utilizarea unui transformator de potrivire întotdeauna, cu excepția permite selectarea de putere mai mare de la sursa.