Режим работы трансформатора

Режим холостого хода. Данный режим характеризуется разомкнутой вторичной цепью трансформатора, вследствие чего ток в ней не течёт. С помощью опыта холостого хода можно определить КПД трансформатора, коэффициент трансформации, а также потери в стали.

2. Нагрузочный режим. Этот режим характеризуется замкнутой на нагрузке вторичной цепи трансформатора. Данный режим является основным рабочим для трансформатора.

3. Режим короткого замыкания. Этот режим получается в результате замыкания вторичной цепи накоротко. С его помощью можно определить потери полезной мощности на нагрев проводов в цепи трансформатора.

1. Режим х/х

В первичной обмотке протекает ток х/х I0 служит для создания магн. поля в магнитопроводе (магн. потока Ф)

уравнения трансформаторных ЭДС

k>1 – повышающий; k<1 – понижающий;

k=1 – приведенный.

2.Режим нагрузки

ур-е токов для трф-ра в режиме нагрузки17. Опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатора

Опытом х/х называется испытание трансформатора при разомкнутой цепи вторичной обмотки и номинальном первичном напряжении U1x=U1ном.

На основании этого опыта определяют коэффициент трансформации и мощность потерь в магнитопроводе трансформатора.

Мощность потерь в магнитопроводе трансформатора

т.е представляет собой потери в стали (из-за малости можно пренебречь) при номинальном первичном напряжении. Эти потери не зависят от нагрузки трансф-ра и называются постоянными.

Опытом к/з называют испытание трансф-ра при короткозамкнутой цепи вторичной обмотки (U2=0) и номинальном первичном токе I1K=I1ном.

Этот опыт служит для определения мощности потерь в проводах, внутреннего падения напряжения.

Напряжение короткого замыкания Uк

Т.к. Uк<<U1ном, то пропорциональный напряжению магнитный поток Ф имеет небольшую величину, и вызываемые им потери в сердечнике незначительны. Мощность при к/з расходуется только на нагрев обмоток, т.е. равна потерям в меди при номинальном режиме:

Входное сопротивление трансформатора

18. Внешняя характеристика и к.п.д. трансформатора. Трехфазные трансформаторы

Внешняя характеристика U2=f(b)

, .

U2 - линейная зависимость.

КПД трансформатора

, где

Р1 – активная мощность в первичной обмотке

Р2 - -//- во-вторичной обмотке

ΔР= РСТ+РМ

РСТ – потери в стали, PCT стремится к Р_о и определяется по показаниям вольтметра при опыте х/х

РМ - -//- в меди, ,

 – коэф. Загрузки трансформатора (0-1), PK – активная мощность замеренная вольтметром в цепи при опыте к.з.

Трехфазные трансформаторы

Для трансформирования энергии в трехфазных системах используют либо группу из трех однофазных трансформаторов, у которых первичные и вторичные обмотки соединяются звездой или треугольником или сразу трехфазный трансформатор который применяется чаще чем 3 однофазных.

Ф_А+Ф_В+Ф_С=0 – трансформатор нормального тока, эта система 10/0,4 кВ

Соединение звезда-звезда с нулевым проводом. Используется 2 группы соединения обмоток группа 12 и группа 11

1 9. Асинхронный двигатель. Устройство, принцип действия, режимы работы

Основными конструктивными элементами асинхронного двигателя являются неподвижный статор и подвижный ротор.

Статор представляет собой полый цилиндр набранный из пластин – электротехнической стали. На внутреннюю поверхность которой имеются пазы где укладываются с определенным шагом или полюсным делением три фазные обмотки начало которых обозначено С₁, С₂, С₃. Концы обмоток выносятся на плату.

Соединяются обмотки по следующим схемам:

Y 

и U_Ф=220В U_Ф=380В

Число оборотов магнитного поля статора

А Д могут быть двоякого исполнения: с к.з. ротором, с фазным ротором или АД с контактными кольцами. Ротор АД также имеет цилиндрический магнитопровод на внешней поверхности которого имеются пазы в которую укладываются коротко замкнутые или 3фазные обмотки соединенные по схеме звезда

Принцип действия АД

При подключении питания к обмоткам статора возникает вращения магнитное поле которого пересекает обмотки ротора и наводит ЭДС индукции. Так как обмотки ротора замкнуты то в них протекает Эл. Ток действия магнитного поля на проводник, с током вызывая появления сил, за счет которых и вращается ротор.

Относительная величина отставания n2 от n1 наз. скольжением S

, n₂ – число оборотов ротора.

Режимы работы АД.

Если n₁=n₂ это идеальный режим холостого хода. В этом случае пересечения обмоток ротора с магнитным полем нет, нет и ЭДС. М_ВР – вращающий момент, S=0.

Если n₂=0 ротор не подвижный S=1 0≤S≤1 S_H=2…6% если n₁=3000об/мин. то n_H2=n₁(1-S_H)=2800 об/мин.

20. Рабочие характеристики и способы пуска АД

1. S=f(M)

2. I=f(M)

3. cos=f(M)

4. =f(M)

Способы пуска АД

1)0.4 кВ- прямой пуск

220/380В

с КЗ ротором

Iп=(5..8)Iн

с фазным ротором

Iп=(2..3)Iн

У АД с ФР имеется пусковые сопр-ия, которые в момент пуска полностью подключаются с фазным ротором, а по мере того как двигатель набирает обороты они посл-но отключаются.

Кроме прямого пуска сущ-ет:

1. реакторный пуск;

2. автотрансформаторный,

3. пуск переключения со звезды на треугольник.

При пуске вначале включают разъединитель МВ1, МВ2. МВ1 отключается и двигатель получает питание напрямую.

21. Синхронные двигатели. Устройство, принцип действия и назначение

Основными частями СД являются статор и ротор.

Сердечник статора собран из изолированных друг от друга пластин эл/тех стали.

В пазах размещена обмотка IIIф переменного тока.

Ротор предст собой электромагнит – явнополюсный

1-полюсы; 2-полюсные катушки; 3-сердечник ротора; 4-контактные кольца.

неявнополюсный

1-сердечник ротора; 2-пазы с обмоткой; 3-контактные кольца.

Наложение магнитных полей токов в фазных обмотках статора возбуждает в СМ магнитное поле, вращающееся с угловой скоростью .

СМ будет работать в режиме двигателя, если к обмоткам статора по схеме Y или  подводится III ф переменный ток, а к обмоткам возбуждения постоянный ток

Для запуска СД в роторе двигателя может предусматриваться пусковая к/з обмотка или токи в роторе возникают в самом магн/проводе, т.е. происходит асинхронный пуск СД. После того как двигатель наберет >80% оборотов двигатель СД входит в синхронизм, т.е. происходит сцепление магн. полей статора и ротора и поэтому двигатель называется синхронным.

n=60f/p. Вот почему число оборотов ротора не зависит от момента.

Если f=const => n=const

Т.о. число оборотов будет меняться, если будет меняться частота f.

Это св-во применяется в синхр. микродвигателях (схемах автоматики).

Макет работающего СД

=0

M=0

M=Mmsin

22. Характеристики СД и электрические схемы их включения23. Генераторы постоянного тока. Устройство, принцип действия, характеристики

Генератор постоянного тока состоит из статора — неподвижно­го корпуса, вращающегося якоря с обмотками и коллектора со ще­точным узлом. Вращающийся якорь, снабженный обмотками, пере­секающими магнитное поле статора, индуцирует в обмотках ЭДС. В каждой секции обмотки якоря ЭДС меняется и по величине и по направлению в зависимости от ее положения относительно магнит­ного поля.

Рабочие свойства электрических машин определяются их характеристиками. Для генераторов постоянного тока основными являются характеристика холостого хода; нагрузочная, внешняя и регулировочная характеристики.

Все указанные характеристики определяются при постоянной номинальной частоте вращения якоря. Они могут быть получены как экспериментальным, так и расчетным путем.

24. Двигатели постоянного тока. Принцип действия, характеристики и электрические схемы включения

ДПТ достаточно сложны по устройству. Однако они позволяют в широких пределах и при необходимости плавно изменять число оборотов. Различают 3 вида двигателей: симметричные, шунтовые и компаунтные, у которых определенным образом с якорем соединена обмотка возбуждения.

Могут применяться ДПТ с независимым возбуждением, но они применяются реже.

Следует знать, что любые двигатели без реостатов не используются, т.к. если реостат отсутствует, то пусковой ток IП в

20…40 > IН и двигатель выйдет из строя.

Механическая характеристика ДПТ

Зависимость частоты от момента на валу ДПТ. Отображается в виде графика. Горизонтальная ось (абсцисс) — момент на валу ротора, вертикальная ось (ординат) — частота вращения ротора. Механическая характеристика ДПТ есть прямая, идущая с отрицательным наклоном.

Механическая характеристика ДПТ строится при определённом напряжении питания обмоток ротора. В случае построения характеристик для нескольких значений напряжения питания говорят о семействе механических характеристик ДПТ

25. Полупроводниковые диоды, биполярные и полевые транзисторы.