2tom082

4. TRANSFORMATORY 166

4. TRANSFORMATORY 166

(4.9)

(4.10)

£_L= fh_=n

u₂ n₂

oraz wielkość charakterystyczna transformatora — napięcie zwojowe

V2‘

W transformatorach energetycznych przekładnia zwojowa n jest równa — praktycznie biorąc przekładni napięciowej; w transformatorach o dużym rozproszeniu strumienia między uzwojeniami (spawalnicze, neonowe itp.) U,/U₂ > N₁/N₂.

Przebieg i₀ = f(iot) zależy od charakterystyki magnesowania B = f(H) albo <P = JjiJ oraz od strat stanu jałowego powodujących powstawanie f_0ac (rys. 4.4 i 4.5).

Rys. 4.4. Prąd wzbudzający pr/y strumieniu sinusoidalnym (a) indukującym sinusoidalną silę elektromotoryczną uzyskany przy zadanej pętli histerczy (b)

Odkształcony prąd i₍₁ rozkłada się na nieparzyste harmoniczne. Magnesowanie rdzenia trójfazowego (rys. 4.1) różni się od magnesowania rdzenia jednofazowego ze względu na niejednakową długość odcinków obwodu magnetycznego faz skrajnych i fazy środkowej. Różnice są spowodowane także tym, że trzecie harmoniczne i ich wielokrotne są we wszystkich trzech fazach jednakofazowe i mogą się zamykać tylko przez przewód gwiaz-

Rys. 4.5. Prąd stanu jałowego transformatora jednofazowego wynikający z rys. 4.4 / składowa bierna magnesująca odkształcona,

2 — składowa histerezowa (praktycznie sinusoidalna), 3 składowa czynna łączna (histerezowa i wiroprądowa), 4 — prąd wypadkowy

dowy lub wewnątrz obwodu uzwojenia połączonego w trójkąt. Jeśli takie warunki nie występują, harmoniczne potrójne nie płyną i strumień się odkształca (przypłaszcza), co z kolei jest przyczyną zaostrzenia kształtu napięcia fazowego. Odkształcenie napięcia w transformatorach z rdzeniami trójkolumnowymi jest niewielkie, toteż układy Yyn (p. 4.5) z wykorzystaniem napięcia fazowego są stosowane wówczas, gdy obciążenie przewodu zerowego nie przekracza kilkunastu procent 7_W. W często stosowanych układach Yzn występuje wewnętrzna kompensacja prądu przewodu zerowego, można więc nie ograniczać niesymetrii obciążenia.

4.2.3. Stan obciążenia

Włączenie odbiornika po stronie wtórnej transformatora powoduje powstanie prądu obciążenia I₂ oraz przepływu 0₂ = 7, /V₂. W celu utrzymania praktycznie niezmienionego strumienia, wzbudzającego napięcie indukowane równoważące napięcie przyłożone, musi pojawić się po stronie pierwotnej dodatkowy prąd taki, aby

7₁N₁ + /₂N₂ = /₀N₁    (4.11)

przy czym 7, 7V, = (/,₂ + /(,)<V,, gdzie 7₁₂ — prąd dodatkowy po stronic pierwotnej występujący pod wpływem prądu wtórnego, a więc

Ł_i2N_l = -L₂N₂    (4.12a)

albo w wartościach skutecznych

(4.12b)

Wyrażenie (4.12) w obu postaciach nazywa się prawem równowagi przepływów. Jeśli prąd /„ jest dostatecznie mały, to można uznać, że 7, « /_l2 i wówczas

ii.

In

.ii

W,

I,

(4.13)

przy czym n — przekładnia zwojowa transformatora.

Wyrażenie (4.13) wskazuje, że: Wymuszenie prądowe od strony wtórnej daje odpowiedź prądową po stronie pierwotnej (rys. 4.6).

Rys. 4.7. Rozkład przestrzenny równoważących się przepływów (sił magnetomotorycznych) w uzwojeniach transformatora jednofazowego

— przepływ uzwojenia zewnętrznego 1, O ₂ przepływ uzwojenia wewnętrznego 2; zakreskowano przepływ wypadkowy