314 (14)

628 25. Obwody nieliniowe prądu okresowego

Rys. 25.30. Schemat zastępczy transformatora z rdzeniem stalowym

Prąd stanu jałowego jest zazwyczaj nieznaczny i wynosi na ogół 5 h- 10% prądu znamionowego. Z tego powodu przy obliczaniu układów zawierających transformatory z rdzeniami stalowymi można pominąć prąd stanu jałowego. Przyjęcie /₀ = 0 równoznaczne jest z przerwaniem gałęzi pionowych na schemacie zastępczym transformatora. W ten sposób otrzymujemy uproszczony schemat zastępczy transformatora (rys. 25.31).

i L ^R'

O-

*-10

JYYV

#²/-20 &^2rX &~'l₂    2

o—

~2>

Rys. 25.31. Uproszczony obwód z rys. 25.30

Dodając szeregowo połączone oporniki i cewki w układzie z rys. 25.31, otrzymujemy schemat z rys. 25.32. Wielkości

^zw = ^i + ^²^2» L_zw = L₁₀ + S²L₂₀

nazywamy odpowiednio rezystancją i indukcyjnością zwarcia transformatora. Nazwa ta pochodzi stąd, że impedancja R_zw+ja»L_2w ogranicza prąd płynący w uzwojeniu pierwotnym przy zwartych zaciskach wtórnych transformatora.

r ii o-—

t-zw

J-Y-W

2

-o

I

Ul

o-

Rys. 25.32. Uproszczony schemat zastępczy transformatora z rdzeniem stalowym

Rys. 25.33. Wykres wskazowy transformatora z rdzeniem stalowym

Na podstawie schematu zastępczego transformatora łatwo narysować wykres wskazowy, w którym prąd i napięcie strony wtórnej zredukowane są do strony pierwotnej. W celu narysowania wykresu wskazowego transformatora (rys. 25.33) przyjmujemy, że znane są wskazy St/₂, ^lI₂ zredukowanego napięcia i prądu po stronie wtórnej. Dodając wskazy 9²/?₂-9^_1/₂, jco9²L₂₀-9^_1/₂ oraz 9U₂, otrzymujemy U^. Strumień magnetyczny 4>_m opóźnia się w fazie o 90° względem napięcia C7 . Prąd magnesujący /„ jest w fazie ze strumieniem 4>_m, a prąd /_Fe — w fazie z napięciem UDodając wskazy , /_Fe otrzymujemy prąd stanu jałowego /₀. Suma <9' *1₂ + /₀ daje prąd /,. Dodając R₁[_l orazia>L₁₀l_l do U_/1, otrzymujemy wskaż U_l.

Wykres wskazowy staje się znacznie prostszy, gdy weźmiemy pod uwagę uproszczony schemat zastępczy transformatora z rys. 25.32. Na podstawie wskazów SU₂, Li =    Ł2 napięcia i prądu otrzymujemy wykres przedstawiony na rys. 25.34.

Rys. 25.34. Uproszczony wykres wskazowy transformatora z rdzeniem stalowym

25.7. Ferrorezonans napięć i prądów

25.7.1. Ferrorezonans napięć

Omówimy zjawiska zachodzące w połączeniu szeregowym zawierającym cewkę z rdzeniem stalowym oraz kondensator o pojemności C (rys. 25.35). W celu ułatwienia rozważań przyjmujemy, że rezystancja uzwojenia cewki równa się zeru, a ponadto cewkę z rdzeniem stalowym będziemy traktować jako element warun-