Ток холостого хода

При холостом ходе трансформатора под действием приложенного напряжения U1 в первичной обмотке протекает ток холостого хода I0. Намагничивающая сила первичной обмотки. F0=I0w1 возбуждает переменное магнитное поле, большая часть магнитных линий которого замыкается через магнитопровод, образуя основной магнитный поток.

Основной магнитный поток с амплитудой Фт пронизывает витки первичной и вторичной обмоток и индуктирует в этих обмотках э. д. с. Если бы основной поток был пропорционален току холостого хода, то для создания синусоидально из­меняющегося во времени магнитного потока потребовался бы также синусоидально изменяющийся ток. Однако при сердечнике из магнитного материала магнитный поток не пропор­ционален току вследствие насыщения.

В магнитопроводе трансформатора при его работе происходят потери энергии на гистерезис и вихревые токи. При частоте тока 50 гц потери на гистерезис в трансформаторе в несколько раз больше потерь на вихревые токи, так что потери в стали в основном определяются гистерезисными потерями.

Положим, что для материала магнитопровода трансформатора магнитная характеристика, т. е. зависимость магнитного потока от тока холостого хода, представлена шлейфом петли гистерезиса (кривая 1 на рис. 5).

Если приложенное к первичной обмотке напряжение синусои­дально, основной магнитный поток изменяется также синусоидаль­но во времени (кривая 2). Каждому значению магнитного потока соответствуют различные значения тока холостого хода согласно восходящей и нисходящей ветвям магнитной характеристики материала магнитопровода. На рисунке показано определение одной точки кривой тока холостого хода (кривая 3).Для произвольно выбранного момента времени определим на I временной диаграмме магнитный поток, значение которого отложим на восходящей ветви магнитной характеристики. По магнитной характеристике определим ток холостого хода, необходимый для создания магнитного потока, соответствующего моменту t1. Это значение тока отложим на временной Диаграмме для момента t1. Также можно определить значения тока холостого хода для любых моментов времени.

По найденным таким образом точкам на временной диаграмме, можно построить кривую тока холостого хода, которая будет иметь вид, изображенный на рисунке (кривая3). Кривая тока холостого хода несинусоидальна и опережает кривую магнитного потока (проходит через нулевые значения раньше) на некоторое время. Произведение этого отрезка времени на угловую скорость равно углу гистерезисного опережения a=wt0. При построении векторных диаграмм несинусоидальный ток холостого хода считается таким синусоидальным ток Ом, действующее значение которого равно действующему значению реального тока.

Таким образом, за счет потерь в стали ток холостого хода опережает по фазе создаваемый им магнитный поток и на векторной диаграмме (рис. 6)

изображается вектором I0, повернутым относительно вектора Фт на угол а в сторону опережения. Поэтому ток I0 может быть представлен в виде двух составляющих: реактивной составляющей Iu, совпада­ющей с основным магнитным потоком, и активной составляющей Ia, параллельной вектору приложенного напряжения.

Реактивная составляющая тока холостого хода является намагничивающим током, создающим основной магнитный поток, и зависит от магнитного сопротивления магнитопровода. Чем большим будет магнитное сопротивление магнитопровода, тем большим окажется и намагничивающий ток.

Следовательно, величина намагничивающего тока зависит от магнитной проницаемости материала магнитопровода (от магнитных свойств стали), его сборки и от магнитной индукции в магнитопроводе. Чем выше магнитная проницаемость материала и лучше собран магнитопровод, т. е. чем плотнее прилегают друг к другу отдельные его части, уменьшая немагнитные промежутки в местах их соединений, и чем меньше магнитная индукция, тем меньшим будет намагничивающий ток.

НОВОСТИ КОМПАНИИ