Построить векторную диаграмму нагрузочную характеристику внешнюю характеристику

Для объяснения закона внешних характеристик для различных видов нагрузок построим векторную диаграмму для фиксированного значения тока нагрузки I=const.
Рис.4 – Векторная диаграмма
При построении векторной диаграммы принимается такая условность: по часовой стрелке отставание вектора тока от вектора напряжения. При индуктивной нагрузке ток отстает от напряжения на угол j1, поэтому вектор напряжения U1 повернут против часовой стрелки по отношению к вектору тока I; при емкостной нагрузке напряжение U1 отстает от тока I1 на угол j3, поэтому вектор напряжения U1 повернут по часовой стрелки по отношению к вектору тока I.
При активной нагрузке вектор напряжения U1 повернут против часовой стрелки по отношению к вектору тока I на небольшой угол j2 из- за малой величины индуктивности нагрузки.
Вектор (- RkI) противоположен по направлению к вектору тока I . Так как Xk - индуктивность рассеяния трансформатора, то вектор (-jXkI) перпендикулярен по отношению к вектору (-RkI) и имеет поворот против часовой стрелки.
Каждый из векторов U2(1), U2(2), U2(3) получается в результате суммирования двух векторов U1 и (- I Zk). Из векторной диаграммы видно, что при активной и индуктивной нагрузках происходит уменьшение напряжения во вторичной цепи трансформатора с увеличением тока I. Если нагрузка имеет емкостный характер, то напряжение увеличивается. При проектировании трансформатора необходимо учитывать характер нагрузки. Например, индуктивная нагрузка требует увеличивать количество витков во вторичной цепи с учетом понижения напряжения при работе под нагрузкой.
Нагрузочная характеристика контактной машины – это зависимость вторичного тока контактной машины от сопротивления на участке электрод–электрод:
I2=U20Z2
Z2 I2
1 3,9
5 0,78
10 0,39
15 0,26
20 0,195
25 0,156
30 0,13
35 0,111429
40 0,0975
45 0,086667
50 0,078
55 0,070909
60 0,065
65 0,06
70 0,055714
75 0,052
80 0,04875
Под внешней характеристикой понимается зависимость выходного напряжения от тока нагрузки с учетом его характера:
U2=U20100100-∆U2%
Для построения внешней характеристики U2 = f(β) определяем потерю напряжения во вторичной обмотке трансформатора
∆U2%=βcosφk+sinφk
b U2
0,01 3,898908
0,1 3,88908
0,2 3,87816
0,3 3,86724
0,4 3,85632
0,5 3,8454
0,6 3,83448
0,7 3,82356
0,8 3,81264
0,9 3,80172
1 3,7908
Полная мощность трансформатора.
Рпол=IсвU20
Активная мощность рассчитывается из соотношения:
Ракт= lсвUд
Полезная мощность, выделяемая на свариваемых деталях:
P = Uх.х.× Iсв.× cos(φ) / η
I U Pпол
Ракт
Рполезн
cosφ
η
1 3,9 3,9 0,99972 4,89972 0,968681 0,204036
1500 3,85 5850 2272839 2278689 0,002574 0,997433
3000 3,8 11700 9185116 9196816 0,001274 0,998728
4500 3,75 17550 20883096 20900646 0,00084 0,99916
6000 3,7 23400 37520951 37544351 0,000624 0,999377
7500 3,65 29250 59261301 59290551 0,000494 0,999507
9000 3,6 35100 86275800 86310900 0,000407 0,999593
10500 3,55 40950 1,19E+08 1,19E+08 0,000345 0,999655
12000 3,5 46800 1,57E+08 1,57E+08 0,000298 0,999702
13500 3,45 52650 2,01E+08 2,01E+08 0,000262 0,999738
15300 3,4 59670 2,61E+08 2,61E+08 0,000229 0,999771
Коэффициент мощности:
Электрический КПД: