Основные теоретические положения. Методические указания к виртуальной лабораторной работеИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДУШНОГО ТРАНСФОРМАТОРА Методические указания к виртуальной лабораторной работе по курсу «Теоретические основы электротехники» для студентов специальности 140211 «Электроснабжение»
Составитель В. Н. Матвеев
Рассмотрены и утверждены на заседании кафедры Протокол № 4 от 27.12.2007
Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией по специальности 140211 Протокол № 2 от 14.01.2008
Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ
Кемерово 2008 Цель работы: экспериментальное исследование воздушного трансформатора для получения данных, необходимых для вычисления параметров схемы замещения трансформатора и для построения векторных диаграмм при различных нагрузках. Исследование резонансных режимов в трансформаторе.
Основные теоретические положения Трансформатор, служащий для преобразования напряжения переменного тока, обычно состоит из двух катушек с сердечником. При высоких частотах и в некоторых электроизмерительных цепях применяются трансформаторы без ферромагнитного сердечника – так называемые воздушные трансформаторы. Исследование воздушного трансформатора представляет интерес, так как дает возможность анализировать работу трансформатора без учета явлений, вносимых в трансформатор наличием стального сердечника. Уравнения электрического состояния в комплексной форме для первичной и вторичной обмоток трансформатора имеют вид:
(1)
После решения этих уравнений получим:
; (2)
. (3)
Степень индуктивной связи между обмотками трансформатора характеризует коэффициент связи k:
(4)
Во многих случаях оказывается целесообразным заменить трансформатор эквивалентной схемой. Схеме воздушного трансформатора на рис. 1 соответствует схема, изображенная на рис. 2. В этих схемах L 1и L 2– индуктивности первичной и вторичной катушек, R 1, R 2– их активные сопротивления, M – взаимная индуктивность катушек.
Рис. 1 Рис. 2
Для исследования резонансных режимов в первичную и вторичную обмотки трансформатора включаются конденсаторы, как это показано на рис. 3.
Рис. 3
Изменением емкостей конденсаторов можно добиться возникновения частичных резонансов. Условием первого частичного резонанса является равенство
, (5)
где
Условие второго частичного резонанса
. (6)
При установлении оптимальной индуктивной связи между обмотками (изменением M) можно достичь сложного резонанса:
(7) либо полного резонанса:
(8)
|