Главная  Совершенствование радиолокационных систем 

1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49

Изучение трансформаторов со стальным сердечником, обладающим переменной магнитной проницаемостью, затрудняется из-за невозможности пользоваться принципом наложения и рассматривать потоки, сцепляющиеся с первичной и вторичной обмотками трансформатора, как суммы потоков самоиндукции и взаимоиндукции. Поэтому при анализе работы трансформаторов со стальным сердечником исходят непосредственно из результирующей картины магнитного поля. Пренебрегая деталями, эта картина представляется в следующем виде (рис. 1-1): все магнитные линии, сцепляющиеся с обмотками трансформатора, можно разделить на

три потока:

а) основной поток Фо трансформатора, представляющий собой совокупность магнитных линий, замыкающихся по сердечнику и сцепляющихся со всеми витками первичной и вторичной обмоток;

б) поток рассеяния первичной обмотки, представляющий собой совокупность магнитных линий, сцепляющихся только с первичной обмоткой и замыкающихся целиком или главным образом по воздуху;

в) поток рассеяния Ф^ вторичной обмотки, определяемый аналогично потоку рассеяния первичной обмотки.

Тогда магнитодвижущая сила, определяющая основной поток трансформатора, равна сумме м. д. с. первичной и вторичной обмоток, т. е.

F = + iw.


Рис. 1-1. Схематическое изображение трансформатора.

где и 12)2 - числа витков первичной и вторичной обмоток; il и 2 - соответственно токи в этих обмотках. При iiWi + i.Wz = О основной поток трансформатора равен нулю и остаются только потоки рассеяния. Так как линии потоков рассеяния замыкаются целиком или главным образом по воздуху, магнитная проницаемость которого постоянна, то можно считать, что полные потоки рассеяния и Ч^а^ пропорциональны соответствующим токам:

2s - 1252

где Lis и Lgs - некоторые постоянные индуктивности, учитывающие потоки рассеяния.

Тогда для полных потоков и первичной и вторичной обмоток получим:



Обозначив напряжения на первичной и вторичной обмотках трансформатора через и Ug, а сопротивления его обмоток через Г1 и Г2, получим следующие уравнения для первичной и вторичной цепей:

1 = nil + ;-- = Г^Н -I- 2

ИЛИ, подставляя значения ¥i и

Из первого уравнения следует, что напряжение, приложенное к первичной обмотке, уравновешивается падением напряжения на активном сопротивлении первичной обмотки, и э. д. с, индуктируемыми основным потоком и потоком рассеяния трансформатора. Из второго уравнения следует, что э. д. с, индуктируемая во вторичной обмотке основным потоком, уравновешивается падением напряжения на активном сопротивлении вторичной обмотки, падением напряжения на сопротивлении нагрузки и э. д. с, индуктируемой потоком рассеяния вторичной обмотки.

Когда отношение чисел витков обмоток wjw - п, которое называется коэффициентом трансформации, отличается от единицы, неудобно сравнивать между собой величины, которыми характеризуются процессы, протекающие в первичной и вторичной цепях трансформатора, так как э. д. с.

ei = - -rf- и eg = - ИУ2

dt -2 at

не равны друг другу. Для удобства сравнения обмотки трансформатора приводят к одному числу витков. Операция приведения состоит в замене одной из обмоток трансформатора (безразлично - первичной или вторичной)эквивалентной обмоткой с числом витков, равным числу витков другой обмотки.

Рассмотрим приведение вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки. При этом все параметры приведенной обмотки и цепи, соединенной с нею, а также все величины, характеризующие процессы в приведенной обмотке, будем отличать штрихом и называть их приведенными величинами. Естественно, что операция при ведения должна быть выполнена так, чтобы режим работы первичной цепи не изменился. Для этого необходимо и достаточно, чтобы м. д. с. вторичной обмотки после приведения не изменилась, т. е. должно быть соблюдено условие:

l2Wi=:t2W2 ИЛИ l2 = -h = m2.



так как тогда останется неизменным основной поток трансформатора Фо, посредством которого осуществляется связь и взаимодействие между цепями трансформатора.

Для э. д. с. 62, индуктируемой потоком Фо в приведенной вторичной обмотке, имеем:

at \ dt J п

и, следовательно, после приведения э. д. с. ei и 62, индуктируемые основным потоком в первичной и вторичной обмотках, будут равны между собой.

Важно отметить, что мощность во вторичной цепи в результате приведения не изменилась, так как:

Для выяснения изменений, претерпеваемых параметрами вторичной обмотки при ее приведении, введем в уравнение для э. д. с. вторичной обмотки трансформатора приведенные значения и eg. Тогда получим:

откуда следует, что в результате приведения к числу витков первичной обмотки, активное сопротивление вторичной и индуктивность, учитывающая ее поток рассеяния, уменьшаются в раз. Аналогичным образом можно показать, что в результате приведем ния все сопротивления и индуктивности, подключенные к внешней части вторичной цепи, уменьшаются в раз, а все проводимости и емкости увеличиваются в раз.

М. д. с, определяющую основной поток Ф^, после приведения можно написать в виде:

iiWi + i2W2 = iiWi 4- iwi = (ji + гг) = iqWi,

где io = h -\r h - так называемый намагничивающий ток трансформатора.

При постоянстве напряжения, приложенного к первичной обмотке, основной поток трансформатора со стальным сердечником при изменении нагрузки от холостого хода до номинального значения изменяется очень мало, поэтому и м. д. с, определяющая величину основного потока, остается почти неизменной. При /2 = О, т. е. при холостом ходе трансформатора, намагничивающий ток равен току в первичной обмотке. На этом основании намагничивающий ток иногда называют током холостого хода и считают его неизменным при всех режимах нагрузки, для которых с достаточной точностью можно считать неизменным максимальное значение основного потока Фо. Это соображение относится к трансформато-




1 [ 2 ] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49