О теории трансформатора

[KREN]

Доброго здоровья Всем! С Новым годом!

Эту тему я решил обсудить на форуме, по следующим соображениям.
Для инженеров, занимавшихся расчётом и анализом работы трансформатора, не является секретом то, что современная теория трансформатора не даёт полной картины его функционирования.

Некоторые положения этой теории вообще противоречат закону сохранения энергии. В частности в теории утверждается, что ток короткого замыкания идеального трансформатора, имеет бесконечно большое значение, следовательно, размеры магнитопровода не влияют на мощность трансформатора. Нагрузочная характеристика такого трансформатора параллельна оси абсцисс и проходит через точку, на оси ординат, соответствующую ЭДС вторичной обмотки. В реальном трансформаторе ограничение мощности происходит, только лишь, за счёт активного сопротивления обмоток и магнитного потока рассеивания.

Значительный опыт работы с трансформаторами различного назначения, вызвал у меня сомнения в этих постулатах. Я провёл собственные исследования в этом направлении, в которых за основу принял взаимодействие магнитных потоков, возникающих в процессе работы идеального трансформатора. Выводы, полученные в процессе этой работы, я изложил в статье, которую здесь и привожу.

Первоначально планировалось опубликовать статью в одном из технических журналов, поэтому информация в ней представлена в максимально упрощённой форме, доступной для понимания человеку со средним образованием. Я буду очень рад, если моя статья окажется кому-нибудь полезной.


Я буду очень признателен, за Ваши замечания, предложения и вопросы.
27.12.2010.

[Gnider]

Крутая статья. Надо еще примеры трансформаторов и их расчетов

[marera]

В частности в теории утверждается, что ток короткого замыкания идеального трансформатора, имеет бесконечно большое значение, следовательно,

Если тр-р идеальный, то не только идельны обмотки, связь, но и магнитопровод. В конце концов "идеальный" источник эдс тоже "противоречит" законам сохранения, но это не повод отказаться от закона Ома.

[Ar-Gen-Tum]

Доброго здоровья Всем! С Новым годом!
...
В реальном трансформаторе ограничение мощности происходит, только лишь, за счёт активного сопротивления обмоток и магнитного потока рассеивания.
...
Я буду очень признателен, за Ваши замечания, предложения и вопросы.
27.12.2010.

ИМХО имхоистое, но ограничения в реальном тр-ре с магнитопроводом,
происходят еще и по причине насыщения этого самого магнитопровода.
А еще при перемагничивании выделяется тепло в магнитопроводе
из-за петли гистерезиса(из-за "коэрцитивной силы").

[trutter]

Я буду очень признателен, за Ваши замечания, предложения и вопросы.

Давайте будем разбираться....
Ваше утверждение

Вот мы и подошли к тому моменту, который, как мне кажется, ставил в тупик создателей теории трансформатора.
Весь «фокус» в том, что в одинаковых встречных магнитных потоках ни какое вещество не намагничивается, в том числе и ферромагнетики. Домены, находящиеся в ферромагнетиках, каждый из магнитных потоков пытается повернуть в свою сторону с одинаковым усилием. Одновременно повернуться в обе стороны, домены не могут, это естественно, поэтому они остаются в произвольном состоянии.

не верно.
Встречные потоки это такая субстанция, которую надо рассматривать аккуратно. Встречные потоки создаваемые одинаковыми но противоположными токами в одинаковых обмотках приводят к симметричной картине поля рассеяния, а встречные потоки в режиме КЗ от них отличаются . По ходу рассуждений Вы недостаточно внимания уделили полям рассеяния , поэтому формулы 11 и 12 необоснованны. фраза "Как видим в режиме короткого замыкания, индукция магнитного потока вторичной обмотки равна индукции магнитного потока перемагничивания магнитопровода, т.е. холостого хода." не верна.
Если Вам интересно, то некоторые аспекты по встречным потокам разбирались в ветке http://valvol.flyboard.ru/topic999.html
Надеюсь что Вам хватит терпения прочитать ту тему и воспринять из нее полезную информацию (там тоже "шараханий" хватает)

[Starichok51]

Продолжим далее. В общем случае существует два типа трансформаторов. Это трансформатор напряжения и трансформатор тока.

не существует в природе двух разных трансформаторов, а два названия - для двух разных целей применения.
но зато существует "Закон полного тока", в котором говорится, что намагничивающая сила всех обмоток равна нулю. поэтому и при трансформации напряжения и при трансформации тока выполняется одно и то же равенство ампервитков первичной и вторичной обмоток.

[trutter]

но зато существует "Закон полного тока", в котором говорится, что намагничивающая сила всех обмоток равна нулю. поэтому и при трансформации напряжения и при трансформации тока выполняется одно и то же равенство ампервитков первичной и вторичной обмоток.

это для идеализированного трансформатора , когда для анализа предполагают что ток намагничивания настолько мал по сравнению с рабочими токами обмоток, что им можно было бы пренебречь. Вот после "пренебрежения" и получается закон полного тока. К сожалению, при равенстве ампервитков магнитный поток в сердечнике точно (ну почти точно) равен нулю и можно было бы сказать что трансформатор работает без намагничивания магнитопровода, что якобы позволяет такой магнитопровод выкинуть за ненадобностью. Однако так не делают в реальности.
Соврал - в коаксиальных ВЧ трансформаторах можно обходиться без сердечника, но там ЭМ поле не выходит за пределы оплетки и сердечник действительно не нужен.( на высокой частоте, или в условиях сверхпроводящих обмоток - для трансформатора тока, даже на низкой частоте)

[Starichok51]

это для идеализированного трансформатора , когда для анализа предполагают что ток намагничивания настолько мал по сравнению с рабочими токами обмоток, что им можно было бы пренебречь. Вот после "пренебрежения" и получается закон полного тока.

и тем не менее, эта идеализация совершенно не мешает рассчитывать реальные трансформаторы, как для трансформации напряжения, так и для трансформации тока.

[trutter]

и тем не менее, эта идеализация совершенно не мешает рассчитывать реальные трансформаторы, как для трансформации напряжения, так и для трансформации тока.

И Вы никогда не рассчитываете ток холостого хода первички, называемый иногда током намагничивания в трансформаторах напряжения ?

[Alipapa]

И Вы никогда не рассчитываете ток холостого хода первички, называемый иногда током намагничивания в трансформаторах напряжения ?

Зачем? Ток холостого хода - это исходный параметр, от него пляшут при выборе магнитопровода.