режим холостого хода

Ответ от Ѐишат Васветдинов[гуру]
В режиме холостого хода потребляемая трансформатором активная мощность расходуется только на покрытие потерь в стали магнитопровода и в первичной обмотке от тока холостого хода (I20r1). Потери, возникающие при этом в магнитопроводе, называют магнитными и обозначают Рм. А суммарные потери в режиме холостого хода (при номинальных первичном напряжении и частоте) называют потерями холостого хода и обозначают Р0: Р0 = Рм + I20r1, где r1 — активное сопротивление первичной обмотки. Особенностью потерь холостого хода являются их постоянство и независимость от режима нагрузки трансформатора. Действительно, ток холостого хода I0 определяется геометрической суммой намагничивающей и активной составляющих. Ток Iнам создает основной поток Ф0, а активная составляющая Iа определяется только потерями в стали от гистерезиса и вихревых токов. Магнитный поток Ф0 остается постоянным, как бы ни менялся режим нагрузки (токи I1 и I2) трансформатора. Следовательно, и ток Iнам останется неизменным при любой нагрузке. Активная составляющая зависит только от магнитных потерь и для данного магнитопровода, выполненного из определенной марки стали (при номинальных первичном напряжении и частоте) , является также неизменной. Естественно, что и потери в первичной обмотке от протекания тока I0 останутся неизменными. Таким образом, при номинальных первичном напряжении и частоте потери холостого хода Р0 постоянны и не зависят от нагрузки трансформатора
При включении нагрузки из первичной обмотки во вторичную передается электромагнитная мощность; во вторичной обмотке появляется ток I2; одновременно в первичной обмотке возникает ток I1, который находится в прямой зависимости от нагрузки, т. е. от тока I2. При этом в обмотках теряется мощность, пропорциональная квадратам токов и сопротивлениям первичной и вторичной обмоток: Рнагр = I21r1 + I22r2, где I1 и I2 — токи нагрузки; r1 и r2 — сопротивления соответствующие обмоток. Естественно, что потери Рнагр непосредственно зависят от величины мощности, необходимой потребителю. Так, если в какой-либо момент потребляемая мощность составляет 0,7 номинальной, т. е. токи равны 0,7 своих номинальных значений, потери будут составлять 0,72 = 0,49, или только половину расчетных в номинальном режиме. А если учесть, что потребность в энергии в течение суток неодинакова, то очевидны значительные колебания нагрузочных потерь в обмотках, т. е. эти потери непостоянны и полностью зависят от режима нагрузки.
Однако I1 и I2 — не единственные токи, протекающие в обмотках трансформатора. Кроме токов нагрузки в обмотках трансформаторов обнаруживаются еще и другие токи, которые замыкаются внутри отдельных проводов и между параллельными ветвями обмоток; эти токи в отличие от токов нагрузки не выходят за пределы обмоток. Токи, замыкающиеся внутри отдельных проводов, называют вихревыми (аналогично токам внутри пластин магнитной системы) . Токи, замыкающиеся между параллельно соединенными обмотками или частями обмоток, называют циркулирующими. Эти токи вызываются полем рассеяния, т. е. той частью магнитного поля трансформатора, силовые линии которой сцепляются не со всеми, а только с частью витков обмоток и проходят главным образом в немагнитной среде (в воздухе, масле и т. п.) . При расчете потерь в обмотках реальный ток, неравномерно распределяющийся по сечению проводов и между параллельными ветвями обмоток, обычно рассматривают как сумму трех токов: - тока нагрузки, равномерно распределяющегося по поперечному сечению и между параллельными ветвями; - циркулирующего тока, замыкающегося внутри контура, образованного параллельными ветвями; - вихревого тока, замыкающегося только в пределах каждого провода. При этом сумма потерь от трех указанных токов равна реальным потерям в обмотках трансформатора. Кроме потерь в обмотках поля рассеяния вызывают потери в стенках бака, прессующих кольцах, ярмовых балках и других элементах конструкции трансформатора. Добавочные потери снижают эффективность трансформатора; с ними в
Источник: Разница в потерях электроэнергии