Полный текст

Введение. Суммарное реактивное сопротивление рассеяния трансформатора с концентрическими цилиндрическими обмотками определяется как (1) где w - циклическая частота тока, - постоянная магнитная, D - средний диаметр обмотки, w - число витков (приведенное), l - высота обмотки, - зазор между катушками, , - толщины катушек. Существующие методы не позволяют измерять реактивные сопротивления рассеяния для каждой обмотки в отдельности, поэтому часто для простоты полагают их равными половине от (1). В действительности применительно к рассматриваемому случаю они существенно не равны. В самом деле, потокосцепление внешней обмотки определяется по формуле где i - приведенный ток, а (индексы показаны для наглядности интегрирования). Отсюда реактивное сопротивление рассеяния внешней обмотки . (2) Вычитание его из (1) дает реактивное сопротивление рассеяния внутренней обмотки: . (3) Этот результат получен Е.Г. Марквардтом. Однако он не получил признания из-за отсутствия экспериментальной проверки. Знак «-» в выражении (3) указывает на два обстоятельства. Первое - внутренняя обмотка поглощает магнитный поток [1-4] в большей степени, чем рассеивает (рассеивает свой, поглощает от внешней обмотки). Второе - ее (эквивалентное) реактивное сопротивление рассеяния является емкостным [5-10]. Из (2) и (3) следует: , (4) . (5) Цель исследования состоит в обосновании возможности экспериментального определения реактивных сопротивлений рассеяния для каждой обмотки в отдельности и, в частности, верификации выражений (2)-(5). Актуальность работы обусловлена повсеместным распространением трансформаторов [11-20]. С экспериментальным определением активных сопротивлений и обмоток нет никаких проблем. Реактивное сопротивление рассеяния любой обмотки можно определить из формулы: . Полное сопротивление z, казалось бы, можно определить в соответствии с законом Ома для участка цепи. Однако при коротком замыкании, при котором принято измерять реактивное сопротивление рассеяния, напряжение на вторичной обмотке равно нулю. Это как раз та причина, которая не позволяет раздельно измерять рассеяния обмоток. Вместе с тем проблему можно решить, причем несколькими способами. Это является основной задачей работы. Высокоточный метод холостого хода. Из схемы замещения трансформатора (рис. 1) следует, что приведенное напряжение на вторичной обмотке: . Отсюда следует, что , . V V A Рис. 1. Схема замещения трансформатора Из обратимости трансформатора следует: . Здесь и далее верхний левый индекс «2» указывает, что величина получена во втором (обратимом) эксперименте. Пример 1. Определить сопротивления рассеяния для трансформатора ОСМ-1,00. Измеренные с высокой точностью величины: , , , , , , , . Высокоточный метод короткого замыкания. Из схемы замещения трансформатора следует, что , . Полное сопротивление при коротком замыкании , . Отсюда следует, что . Из обратимости трансформатора следует: , , , . Из обратимости трансформатора следует: . Пример 2. Трансформатор ОСМ-1,00. Измеренные с высокой точностью величины: ; ; ; ; ; . , , , , Приближенный метод короткого замыкания при последовательном соединении. У двух идентичных трансформаторов последовательно соединяются как первичные, так и вторичные обмотки. В результате схема принимает вид, представленный на рис. 2. Ввиду того, что величины и значительно меньше , справедливо соотношение: . Но , следовательно, . V a b c A Рис. 2. Схема замещения для последовательного соединения Величины , , определяются известными экспериментальными методами: , . Кроме того, последний результат может быть получен с использованием обратимости трансформатора, , . Пример 3. Два идентичных трансформатора ОСМ-1,00 соединены по схеме в соответствии с рис. 2. Измеренные величины: ; ; = 1,1 Ом; = 0,2 Ом; = 0,52 Ом. Выводы. Реактивное сопротивление рассеяния каждой обмотки трансформатора в отдельности может быть определено, по крайней мере, тремя экспериментальными методами, дающими удовлетворительное совпадение результатов. Почти парадоксальный результат - емкостный характер сопротивления рассеяния внутренней обмотки получен лишь для концентрических цилиндрических обмоток. Обобщать его на другие типы обмоток не следует. Этот результат не является беспрецедентным. Индуктивная электрическая машина - синхронный компенсатор в перевозбужденном состоянии тоже имеет емкостный характер. Представленные экспериментальные методы не привязаны к характеру реактивности сопротивлений рассеяния. Они являются универсальными - их можно использовать при любых типах обмоток. Полученные результаты рекомендуется использовать при проектировании и исследовании трансформаторов.

Об авторах

И. П Попов

Курганский государственный университет

Список литературы

Статистика

Просмотры

Аннотация - 48

PDF (Russian) - 19

Ссылки

• Ссылки не определены.