Работа трансформатора в насыщении , В промышленном оборудовании, да. Опции

[zoog]

Привет экспертам.
Ковыряю стабилизатор Cetinkaya (турки, раза в 3 дороже китайцев, почти без экономии сделано, но очень примитивно). Это сервоприводное 3фазное устройство, схема силовой части - с одним отличием - вместо левого подвижного контакта стоит неподвижный, в районе 180В (отвод от 80% витков).
Как видно, при минимальном (160В) напряжении щётка (подв. контакт) упирается в низ обмотки, на ней 0В, на неподвижном - 180В, их разница (180В) подаётся на трансформатор "вольтодобавки" (далее ТВД - по сути является усилителем тока щётки).
На первичке этого тр-ра 180В, на вторичке 60, соответственно на выходе 160+60=220В, все счастливы, все довольны. Но при замене сгоревшего ТВД пришлось измерить ток ХХ. Подаю 140В - 3А, 160В - 5А, 180В - 10А и слышен лёгкий треск пластин.
Сам стабилизатор если что - 37кВА/фаза, ТВД весит килограмм 20, ток рабочий (первички) - 60А и соответственно ток ХХ ожидается в районе 3, ну пусть 6А - но характер изменения явно говорит о довольно глубоком насыщении железа, а это везде пишут - нельзя, запрещено.
Понятно, что в отличие от бесхозных обычных трансформаторов тут это напряжение стабилизировано, но всё ж - насколько такое вообще допустимо? Или турки рассчитывали на то, что минимальное напряжение на входе будет нечасто?

[zoog]

protector, готовьтесь к лучам поно.. эм, то есть общественному порицанию)
Насколько я помню совковые учебники - ток нагрузки сначала как бы компенсирует ток намагничивания, за счёт этого в первичке уменьшается противоЭДС, что в свою очередь вызывает увеличение тока первички на величину I2/Ктр. Но уже со сдвигом фазы на 90°, тут я уже теряюсь)

Сообщение отредактировал zoog - 18.9.2023, 15:16

[protector]

ток нагрузки сначала как бы компенсирует ток намагничивания, за счёт этого в первичке уменьшается противоЭДС

Почему сначала, а потом чего?
Уменьшение ЭДС вызвано исключительно потерями в первичной цепи, в основном это резистивное сопротивление первичной обмотки. И магнитный поток пропорционально уменьшается, но понятно, что на очень незначительную величину.

Вот тут кратко. http://dx-dy.ru/toe/magnitnij_potok_v_transformatore.html

Сообщение отредактировал protector - 18.9.2023, 18:03

[zoog]

Почему сначала, а потом чего?

Логически, причина, затем следствие. Омические потери пока за кадром.

Вот тут кратко.

Ну я вроде это и писал) видимо, не совсем успешно)
Сомнения возникают из-за того, что ток намагничивания (и соотв. ему маг. поток) отстаёт по фазе от приложенного напряжения, а ток нагрузки - в фазе.

[protector]

ток намагничивания (и соотв. ему маг. поток) отстаёт по фазе от приложенного напряжения

На ХХ ток первички отстает от напряжения на 90, если откинуть потери в железе. При подключении нагрузки
в первичной цепи появляется активная составляющая, то есть отставание тока первички от напряжения сокращается до определенной величины. При этом активная составляющая компенсируется током вторички (с учетом Ктр.), а оставшаяся индуктивная идет на намагничивание железа и никак не меняется при определенном напряжении.

Логически, причина, затем следствие. Омические потери пока за кадром.

Это конечно логично, обязательно есть причина и следствие, но необходимо понимать размеры величин.
Вот если вы откинули потери ( сопротивление проволоки, индуктивность рассеяния) , то уменьшение противоЭДС первички хотя бы на тысячную долю Вольта привело бы к огромному росту тока.

А так как сопротивление все же есть, пусть будет 0,1 Ом, то при росте тока на 10А имеем снижение противоЭДС всего на 1В.
Таким образом магнитный поток жестко связан с напряжением сети, и тем жестче, чем ближе трансформатор к идеалу.

[zoog]

На ХХ ток первички отстает от напряжения на 90, если откинуть потери в железе. При подключении нагрузки
в первичной цепи появляется активная составляющая, то есть отставание тока первички от напряжения сокращается до определенной величины. При этом активная составляющая компенсируется током вторички (с учетом Ктр.), а оставшаяся индуктивная идет на намагничивание железа и никак не меняется при определенном напряжении.

Да, просто запомнилось именно по сов-учебнику - что нагрузка влияет именно на противоЭДС тока намагничивания По факту они никак не связаны - ток вторички порождает свой поток и свою противо-ЭДС в первичке, которую и компенсирует активный ток в ней.

Это конечно логично, обязательно есть причина и следствие, но необходимо понимать размеры величин.
Вот если вы откинули потери ( сопротивление проволоки, индуктивность рассеяния) , то уменьшение противоЭДС первички хотя бы на тысячную долю Вольта привело бы к огромному росту тока.

То есть эта модель не работает с идеальным трансформатором (например, со сверхпроводящими обмотками)? Кажется, сопротивление тут - костыль)

[protector]

ток вторички порождает свой поток

который компенсирует поток, созданный нагрузочной составляющей тока первички, и остается лишь один единственный неизменный при определенном напряжении магнитный поток, созданный индуктивной составляющей тока первички (I=U/XL)

То есть эта модель не работает с идеальным трансформатором (например, со сверхпроводящими обмотками)?

В идеальном кроме сверхпроводящих обмоток еще идеальный сердечник и индуктивность намагничивания стремится к бесконечности.

[zoog]

который компенсирует поток, созданный нагрузочной составляющей тока первички, и остается лишь один единственный неизменный при определенном напряжении магнитный поток, созданный индуктивной составляющей тока первички (I=U/XL)

Вестимо.

В идеальном кроме сверхпроводящих обмоток еще идеальный сердечник и индуктивность намагничивания стремится к бесконечности.

Не уверен, что бесконечная проницаемость возможна в теории, а вот идеальные проводники - да.
Сдаётся, вместо омического сопротивления вполне сработает индуктивное - оно уж обязательно by design.

[protector]

Не уверен, что бесконечная проницаемость возможна в теории

В теории все возможно, тем более не проницаемостью единой достигается индуктивность (в теории).

Сдаётся, вместо омического сопротивления вполне сработает индуктивное

Конечно - индуктивность рассеяния сработает.

Хотите задачку на идеальный трансформатор?
Дано: идеальный трансформатор понижающий с Ктр. 10
вторичная обмотка нагружена резистором 1Ом.
к первичной обмотке подключили источник постоянного тока(идеальный) напряжением 12В.

Вопрос: какими будут осциллограммы токов в обеих обмотках( величина, форма, продолжительность) и какова величина магнитного потока в сердечнике?