Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1261 вуз, 4605 предмет.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Предмет:
[НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Файл:

новая папка / БИЛЕТЫ

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
03.10.2022
Размер:
2.47 Mб
Скачать
☆

1. Устройство трансформатора и принцип

 

 

 

 

2. Холостой ход однофазного трансформатора.

 

 

действия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При синусоидальном напряжении и потоке,ток холостого

 

 

Трансформатор

 

 

 

–

статистический

 

 

электромагнитный

хода имеет несинусоидальную форму, за счет насыщения

 

 

аппарат преобразующий систему переменного тока одного

железа в области амплитуды потока. См. рис.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Идеальный тр-р.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реальный тр-р

 

 

 

 

 

 

 

напряжения

 

 

в

 

 

систему

 

переменного

 

 

 

тока

другого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Без потерь в стали)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 0

 

 

 

 

 

 

 

напряжения.

 

Трансформаторы

 

 

служат

для

 

 

передачи

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф( t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф( t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

распределения

 

 

 

 

 

 

электроэнергии

 

 

 

 

 

 

 

потребителей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- угол магнит запазд.

 

 

 

 

Трансформаторы

 

 

бывают:

 

повышающие,

 

 

понижающие;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

За счет потерь на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гистерезис

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

однофазные,

 

 

 

 

 

трех

 

 

 

 

и

 

 

 

многофазные;

 

 

 

силовые,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

измерительные,

 

испытательные

 

и

т.

д.

 

 

Номинальные

 

 

 

 

 

I0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I0a

 

 

 

I0a

<

10% от

I0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I0 = (2-6%) от Iн у трансформаторов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

данные щитка: SH, квт, U1H/U2H, I1H/I2H, / .Активными

 

 

 

 

I

 

 

Ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

элементами трансформатора являются: магнитопровод;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обмотки.

 

 

 

Магнитопроводы

 

 

 

 

бывают:

 

 

 

 

 

 

 

 

броневые;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стержневые.

 

 

Простейший трансформатор представляет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

собой устройство,

 

состоящее из

 

стального сердечника и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис1.Ф0 E1, E2

ФS1 E2S

 

 

 

двух

 

 

 

обмоток.

 

 

При

 

подаче

 

 

 

в

 

первичную

 

обмотку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЭДС рассеяния e1S = -LS(dl0/dt) = -LS

Im sin t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

переменного

 

 

 

напряжения,

 

 

во

 

 

вторичной

 

 

обмотке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

индуцируется

 

ЭДС той же частоты.

Если ко

 

вторичной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=-Im* LS*cos t. ЭДС

 

рассеяния

 

 

в

комплексной

 

форме

обмотке подключить некоторый электроприемник,

то в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, где LS = x1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&

 

 

 

&

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ней возникает электрический ток и на вторичных

E

 

 

jI

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1S

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зажимах трансформатора

 

устанавливается

 

 

 

 

напряжение,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&

 

 

 

&

 

 

 

&

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

которое несколько меньше, чем ЭДС и в некоторой

В

 

первой

 

 

обмотке

 

три

ЭДС

 

 

–

E

1

,

 

E

 

jI

0

x

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1S

 

 

 

 

1

 

относительно

 

 

 

малой

 

 

степени

 

 

зависит

 

 

 

от

 

нагрузки.

&

 

 

&

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

&

 

 

 

 

&

&

 

&

 

&

 

&

x

I

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

1

( E

E

 

 

E

) E

jI

0

 

Отношение

 

 

первичного

 

напряжения

 

ко

 

 

 

вторичному

1a

 

 

0 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1S

 

 

1a

 

1

 

 

1

 

0 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(коэффициент

 

 

трансформации)

 

приблизительно

 

равно

&

 

 

&

 

 

&

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

1

E

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

0 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отношению чисел витков первичной и вторичной обмоток.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d(Ф

m

 

sin t )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фаза ЭДС E1; E1=-W1(dФ/dt) = -W

 

 

 

 

 

 

 

 

= W1Фm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin( t - /2), где( W1Фm = E1m)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Режим нагрузки однофазного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Приведение параметров вторичной обмотки

 

трансформатора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трансформатора к первичной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приведение параметров вторичной обмотки трансформатора к

 

 

 

 

 

 

 

Так как в общем случае W1 W2, E1 E2, и т.д.

 

 

 

 

 

 

первичной. Так как в общем случае W1 W2, E1 E2, и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

соответственно разным W и E соответствуют разные

 

 

 

 

соответственно разным W и E соответствуют разные и параметры. Это

параметры. Это затрудняет производить количественный

затрудняет производить количественный анализ процессов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

анализ процессов происходящих в трансформаторе и

 

 

 

 

происходящих в трансформаторе и построение векторных диаграмм.

 

 

 

 

построение векторных диаграмм. Обычно приводят

 

 

 

 

 

 

Обычно приводят параметры вторичной обмотки к числу витков W1 ,

 

 

 

 

 

 

поэтому E’2 = E1( формулы писать в гор. порядке)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

параметры вторичной обмотки к числу витков W1 ,

 

 

 

 

 

 

E2 E 2;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; E 2 = E2 k I2 I 2; E 2I 2 = E2I2; I2=

 

 

 

 

 

E2

 

=

I

2 ;

поэтому E’2 = E1 формулы пишутся горизонтально

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

'

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

2

 

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

 

1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

W

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

2

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

E2 E 2;

 

 

2

 

 

1

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

2

 

'

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

2

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 2 = I2/k r2 r2;

 

I

r

 

I

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 2

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

2 2

 

'

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

W1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E 2 = E2 k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

r

 

x2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

'

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

2

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I2 I 2; E 2I 2 = E2I2; I 2=

 

 

 

E

2

 

 

I 2

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 L2 W22;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

 

 

 

 

I

2

 

 

'

 

=

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

x’2

=

 

 

x2 k2;

 

 

 

z’2

 

 

=

z2 k2 При разомкнутом

 

 

ключе

k

 

–

 

xx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&

&

W

 

Ф

 

E

 

,

E

 

При замыкании k действием E2 I2Вторичный

 

 

 

 

= I2/k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

I

0

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

1

 

 

 

0

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ток I2 по закону Ленца создает поток вторичный потоку Ф0. Суммарный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

2

'

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

поток ум E1 и из сети будет протекать такой дополнительный ток,

 

 

 

3)

 

 

 

 

r2 r 2;

I

 

 

I

r

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

который скомпенсирует поток вторичной обмотки и поток будет равен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

потоку при x.x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вторичная

обмотка

 

создает

 

н.с.

F2

 

= I2W2

Намагничивающая сила

'

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трансформатора при нагрузке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

r

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

& ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т.е.

 

 

 

 

2

 

2

 

 

'

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&

&

 

 

 

&

)

 

&

 

&

 

&

W

&

 

 

&

W

 

&

 

Ф

 

 

 

&

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F F

 

 

( F

F

 

 

F

 

F

I

0

I W

I

2

F

0

( F

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

 

 

 

 

 

2

 

 

0

 

 

 

1

 

 

2

 

 

1

 

1

1

 

 

 

 

2

 

0

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сохранения неизменности потока необходимо чтобы при нагрузке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

W

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сумма ампер-витков первичной и вторичной обмоток трансформатора

 

 

 

4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

;

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

по величине и по фазе была равна ампервиткам трансформатора при

 

 

 

 

 

 

 

x2 L2 W2

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

холостом ходе. I0=I1+I2*(W2/W1) I0=I1+I2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основной поток Ф0 создается малой маг. силой I0W1, но при малом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x/2 = x2 k2; z/2

= z2 k2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

магнитном сопротивлении, достигает большой величины поток

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рассеяния ФS создается большой нам. силой – I1W1, но т.к. он проходит в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

основном по маслу, то величина его мала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Относительное изменение напряжения и

 

 

 

8. Группы соединения трехфазных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

характеристики трансформатора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трансформаторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Относительные изменения напряжения - U.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Группы соединений. Группой соединения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изменением

 

 

напряжения

трансформатора

 

 

называется

трансформатора называется угол сдвига между

 

 

 

 

 

 

 

(выраженная в % от номинального вторичного

линейными ЭДС первичной и вторичной обмоток

 

 

 

 

 

 

 

напряжения)

 

 

 

 

 

арифметическая

 

 

 

разность

 

 

между

трансформатора. За первичную обмотку принимают

 

 

 

 

 

номинальным вторичным напряжением при холостом ходе

обмотку высокого напряжения. Группа соединения зависит

UГН и напряжением U2 при номинальном токе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

от: направлений намотки; маркировки концов обмотки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

э

 

 

 

э

 

 

 

 

 

 

U

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

;схемы соединения обмоток.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

2 Н

 

2

 

 

 

 

 

 

U

2 Н

 

U

2

 

 

 

U

1

2

 

 

 

 

U

1

 

U

2

 

 

 

 

 

 

Группы соединения трехфазных трансформаторов:

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

э

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) соединение / 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

B

 

C

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

11

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

B

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при

 

 

 

выводе

 

 

 

 

используется

 

 

 

 

предыдущая

 

 

 

векторная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

240

 

 

 

 

 

 

 

 

11 гр.

 

диаграмма; расчет проведем аналитически; определим U

 

 

X

Y

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

b

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при номинальном токе; примем U1 равным 100 ед. т.е. U1 =

 

( x)a

b

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 гр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

a

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

120

 

 

 

7 гр.

 

 

100, тогда

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, т.е. для определения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

c

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

( a)x

 

y

 

 

z

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100 100

 

 

 

&

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

330 : 30 = 11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

240

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U достаточно определить вторичное напряжение

U

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

из OA р.

U

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

mК

 

 

nк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

2)

соединение / .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

100

 

 

К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

Группы соединения необходимо знать для включения

 

 

 

 

где mК = рс, nК = Ap

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uкr mk a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трансформаторов на параллельную работу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uкa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 nK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uк

 

C

 

 

 

 

 

A

B

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A B

C

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U 2

 

100 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1

 

 

 

 

-U2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12 гр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

Y

 

 

Z

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

240

4

 

 

 

a

 

b

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( x)a

b

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 гр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

a

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

120

 

8 гр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( a)x

 

y

 

 

z

 

A a

 

 

c

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

c

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100 nK

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

360 : 30 = 12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

240

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

100

U 2

 

100

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mК

 

U mK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Режим короткого замыкания однофазного трансформатора.

Необходимо различать два режима короткого замыкания: Аварийный режим – тогда, когда замкнута вторичная обмотка при номинальном первичном напряжении. При таком замыкании токи возрастают в 15-20 раз. Обмотка при этом деформируется, а изоляция обугливается. Железо так не подгорает. Это тяжелый режим. Максимальная и газовая защита отключает трансформатор от сети при аварийном коротком замыкании.

Опытный режим короткого замыкания – это режим,

когда вторичная обмотка накоротко замкнута, а к первичной обмотке подводится такое пониженное напряжение, когда по обмоткам протекает (ток) номинальный ток – это UК – напряжение короткого

замыкания.UK выражается в %. UK% =

U

K

 

 

 

 

100%

 

U

H

 

 

 

 

UK% = 5,5 для малых трансформаторов. UK% = 10,5 для средних и больших мощностей. При коротком замыкании напряжение в 15 20 раз меньше номинального, поэтому ток холостого хода ничтожно мал и им можно пренебречь

&

 

'

&

 

&

 

'

&

'

&

0

I

 

F

I

1

I

2

I

0

, I

1

2

F

 

 

 

 

 

 

1

2

т.е. намагничивающая сила первичной обмотки полностью уравновешена намагничивающей силой вторичной обмотки.

6. Совмещение режимов короткого замыкания и режима холостого хода, коэффициент полезного действия трансформатора.

Характеристики трансформатора при нагрузке определяют его рабочие свойства. Эти характеристики непосредственно можно получить только для трансформаторов небольшой мощности. Для трансформаторов средней и большой мощности характеристики при нагрузке определяют косвенным путем, т.е. путем наложения данных опыта короткого замыкания на режиме холостого хода.

Путем наложения треугольника короткого замыкания на режим холостого хода получим режим нагрузки т.е. напряжение U’2 и угол 2 между потоками I.

A

 

B

I1

Uкr

 

 

Uк

Uка

 

 

 

C

 

 

U1

-U2

|

 

 

 

 

 

 

 

 

Потери при нагрузке равны потерям мощности при холостом ходе и коротком замыкании. ПНГ = ПХХ + ПКЗ = P0 + Pэл1,2

Ток нагрузки трансформатора не равен току холостого хода и короткого замыкания.

Для холостого хода

&

 

&

 

 

 

 

I

1

I

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для короткого замыкания &

 

 

 

'

 

 

&

а при нагрузке I

 

 

 

 

 

 

 

I1

 

 

I

2

 

 

 

I

 

 

( I

 

)

 

 

&

 

 

&

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

&

 

 

 

 

1

 

 

 

0

 

 

 

1

 

 

 

Коэффициент полезного действия можно получить через данные полученные в опыте холостого хода и короткого замыкания.

9. Трехфазные трансформаторы, их конструкция и особенности. Условивключения трансформаторов на параллельную работу.

Трехфазный трансформатор представляет собой соединение трех однофазных трансформаторов. Поэтому вся теория, рассмотренная для однофазного трансформатора относится и к трехфазному применительно к одной фазе. Но в трехфазных трансформаторах есть свои особенности, которые мы рассмотрим ниже.

По конструкции трехфазные трансформаторы бывают в двух основных видах: трансформаторы с независимой магнитной системой (групповые), где каждая фаза трансформируется своим трансформатором(рис левый), трансформаторы трехстержневые, где существует магнитная связь между фазами(рис правый

Недостатки группового трансформатора: занимает большую площадь; большая стоимость; меньше КПД. Преимущества: резерв достаточен на 1/3 установленной мощности; транспортный габарит меньше чем у трехстержневого трансформатора. Групповой трансформатор используется на большие мощности на тепловых станциях. Трехстержневые трансформаторы используется в распределительных сетях на предприятиях. особенность относится к трехстержневому трансформатору (рис.2). Поток в среднем стержне при холостом ходе проходит путь меньше, чем в крайних стержнях, а это приводит к тому, что токи в крайних стержнях на 40-50% больше, чем в среднем при симметричном потоке. Т.е. при хх токи представляют несим-ую систему Модули не равны и угол не равен 120

10. Параллельная работа тр-ров при различных коэф. трансформации.

Параллельной работой называют работу двух или нескольких трансформаторов на общие шины, причем

их первичные обмотки подключены к общей первичной сети, а вторичные к общей вторичной сети.

Трехфазные трансформаторы можно включать на параллельную работу, если соблюдены следующие условия: а) первичные и вторичные напряжения трансформаторов соответственно равны.

б) напряжения короткого замыкания трансформаторов равны в) трансформаторы принадлежат к одной группе

соединения обмоток.

Если коэффициенты трансформации трансформаторов различны, то по обмоткам трансформаторов течет уравнительный ток, который перегружает трансформатор с меньшим коэффициентом трансформации. Величину уравнительного тока можно определить по формуле(см.выше). Где в числителе разность напряжений м/у вторичными обмотками тр-ров. , а в знаменателе общее сопротивления обмоток тр-ров.

Уравнительный ток не дает возможности использовать троры., на их полную мощность, так как перегружать первый тр-ор нельзя.

13. ХХ трехфазного тр-ра при соединении обмоток / / .

Так как мы видим, что D представляет контур, по которому все три гармоники тока текут в одном направлении.Но так как в каждой фазе присутствует ток третьей гармоники, то кривая потока будет синусоидальной и наводимые. Фазные ЭДС будут также синусоидальны.

Однако соединение первичной обмотки с D невыгодно, т.к. UФ = UЛ, то изоляцию фазы необходимо выполнить на линейное напряжение (перерасход изоляционных материалов), кроме того число витков фазы рассчитывается на линейное напряжение, т.е. будет перерасход меди. Поэтому на практике применяют соединение обмоток l/D. Соединение обмоток трансформатора l/D, Соединение обмоток l/D не имеет существенного

отличия от D/l. Действительно, при соединении первичной

обмотки l из кривой тока холостого хода выпадает третья гармоническая тока, в силу чего поток имеет упрощенный вид. Третья гармоническая потока Ф3 наводит в каждой фазе вторичной обмотки третью гармоническую ЭДС – Е23, отстающей от

Ф3 на 90°. ЭДС Е23 создает ток I23 замыкающий по вторичному контуру треугольника и отстающего от Е23 почти на 90°, так как вторичный контур обладает большим индуктивным сопротивлением.

Т.е. Ф13 ® Е23 ® I23 ® Ф23

16. Устройство и принцип действия асинхронного двигателя.

Слово асинхронно означает неодновременное вращение поля статора и ротора.Асинхронные машины самые распространенные, так как они являются наиболее простыми и надежными в эксплуатации. Асинхронная машина имеет две главных части:1) статор – неподвижная часть машины;2) ротор – подвижная часть машины.

1. Статор представляет собой магнитопровод выполненный из листов электротехнической стали в виде полого цилиндра. Внутри этот цилиндр зубчатый, т.е. имеет выступы и пазы, в которые укладывается обмотка, предназначенная для создания вращающего магнитного поля. Обмотка состоит из 3-х фаз, оси которых сдвинуты на 120 . 2.Роторы асинхронного двигателя бывают двух видов: короткозамкнутый и фазный ротор.

Короткозамкнутый ротор представляет собой сердечник, набранный из листов стали. В пазы этого сердечника заливается расплавленный алюминий, в результате чего образуются стержни, которые замыкаются накоротко торцевыми кольцами. Эта конструкция называется "беличьей клеткой". В двигателях большой мощности вместо алюминия может применяться медь. Беличья клетка представляет собой короткозамкнутую обмотку ротора, откуда

собственно название.

Фазный ротор имеет трёхфазную обмотку, которая практически не

отличается от обмотки статора. В большинстве случаев концы обмоток

фазного ротора соединяются в звезду, а свободные концы подводятся к

контактным кольцам. С помощью щёток, которые подключены к

кольцам, в цепь обмотки ротора можно вводить добавочный резистор.

Это нужно для того, чтобы можно было изменять активное

сопротивление в цепи ротора, потому что это способствует

уменьшению больших пусковых токов.

11. Параллельная работа тр-ров при различных напряжениях кз и группах соединения.

Параллельной работой называют работу двух или нескольких трансформаторов на общие шины, причем

их первичные обмотки подключены к общей первичной сети, а вторичные к общей вторичной сети.

Если параллельно работают трансформаторы с неодинаковыми напряжениями короткого замыкания, то трансформатор с меньшим значением напряжения короткого замыкания перегружается.

Сопротивление трансформатора пропорционально напряжению короткого замыкания. При включении на параллельную работу двух трансформаторов с различными напряжениями короткого замыкания на шинах установится одинаковое напряжение U2, так как падения напряжения у обоих трансформаторов должны быть одина-

ковы, т. е. откуда т. е. токи нагрузки параллельно включенных трансформаторов

обратно пропорциональны их сопротивлениям короткого замыкания. У трансформаторов с меньшим значением напряжения короткого замыкания должен проходить по обмоткам больший ток, чем у трансформаторов с большим значением напряжения короткого замыкания, чтобы при одинаковой мощности трансформаторов падения напряжения в их обмотках были одинаковы.

ГОСТ 401—41 допускает разницу напряжений КЗ не более чем на

±10% их среднего арифметического значения

, где Sх нагрузка данного тр-ра.

14. Автотрансформатор и регулирование напряжения тр-ров.

А́втотрансформа́тор — вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только магнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные напряжения. Преимуществом автотрансформатора является более высокий КПД, поскольку лишь часть мощности подвергается преобразованию — это

особенно существенно, когда входное и выходное напряжения отличаются незначительно. Недостатком является отсутствие электрической изоляции (гальванической развязки) между первичной и вторичной цепью. В промышленных сетях, где наличие заземления нулевого провода обязательно, этот

фактор роли не играет, зато существенным является меньший расход стали для сердечника, меди для обмоток, меньший вес и габариты, и в итоге — меньшая стоимость. Автотрансформаторы применяются в телефонных аппаратах, радиотехнических устройствах, для питания выпрямителей и т. д.

Регули́рование напряже́ния трансформа́тора —

изменение числа витков обмотки трансформатора. Применяется для поддержания нормального уровня напряжения у потребителей электроэнергии.

Большинство силовых трансформаторов[1] оборудовано некоторыми приспособлениями для настройки коэффициента трансформациипутём добавления или отключения числа витков.

17. Обмотка в машинах переменного тока.

В статоре расположены три фазы сдвинутые на 120 электрических градуса. Обозначим:Z1 – число пазов статора. 2Р – число полюсов. Р –

число пар полюсов. m1 – число фаз. q= Z1 /(2Р* m1 )- число пазов на

полюс и фазу, лежит в пределах 1 9.Число пазов равно: Z1 =2P* m1

*q

Определяющим шагом обмотки называется расстояние от начала одной катушки до конца той же катушки.

Элементы обмоток переменного тока

Из чего состоит фаза: проводник виток катушка катушечная группа фаза. Два проводника составляют виток. Несколько витков составляют катушку, несколько катушек катушечную группу, несколько катушечных групп составляют фазу. При однослойной обмотке – число катушечных групп в фазе = Р При двухслойной обмотке – число катушечных групп в фазе = 2Р Такое же соотношение максимально возможных параллельных ветвей.

С конструктивной стороны обмотки делятсяна:1)однослойные2)двухслойные Однослойные встречаются в двигателях малой мощностиДля

технологического исполнения их требуется больше меди. Однослойные обмотки характерны тем, что в пазу располагается только одна активная сторона.

Типы обмоток: 1.Концентрическая 2. Шаблонная 3. Катушечные

обмотки

Концентрические обмотки выполняются чаще из жестких секций, лобовые части отгибаются в 2-3 плоскости. Шаблонные обмотки – их секции наматываются на шаблоне из круглого провода. По расположению лобовых частей они подразделяются на цепные и вразвалку. Катушечные обмотки широко используются на ремонтных заводах.

12. Холостой ход трехфазного тр-ра при соединении обмоток звезда/звезда.

При соединении обмоток трансформатора l/l без нулевого провода токи третьей гармоники протекать не будут, так как они в любой момент времени направлены в одну сторону,

Так как токи третьей гармоники выпадут из кривой фазных токов, то поток будет не синусоидален.

Разложим его на гармоники (Ф(1), Ф(3)) т.е. в кривой потока появится поток третьей гармоники, рис. 34.

Посмотрим, как этот поток будет влиять на групповой и стержневой трансформатор при соединении их обмоток - l/l.

15. Трехобмоточный тр-ор и тр-ор с расщепленной обмоткой.

В трехобмоточном тр-ре на каждую трансформируемую фазу приходится 3 обмотки. За номинальную мощность такого тр-ра принимают номинальную мощность наиболее нагружаемой его обмотки. Токи, напряжения и сопротивления других обмоток приводят к числу витков этой, наиболее мощной обмотки. Принцип работытакой же как и у двухобмоточного. Уравнение токов трехобмоточного тр-ра (пренебрегая током ХХ): I1?- (I2’+I3’). Экономическая целесообразность применения 3-х обмоточного тр-ра в том, что первичный ток равен не арифметической, а геометрической сумме приведенных вторичных токов Еще одно достоинство трехобмоточного тр-ра в том что он фактически заменяет 2 двухобмоточных.

Обмотки тр-ра располагают на стержне обычно концентрически(б), при этом целесообразно двустороннее расположение вторичных обмоток относительно первичной, тогда первичной является обмотка 2 , а вторичнымиобмотки 1 и 3. В этом случае взаимное влияние вторичных обмоток заметно ослабевает.

Трехфазный тр-ро был получен путем объединения трех однофазных, поэтому рабочие процессы в нем протекают так же, как в трех однофазных, и для фазы трехфазного тра-ра справедливы дифференциальные и комплексные уравнения, векторная диаграмма и схема замещения однофазного тр-ра. В трехфазном тр-ре рабочие процессы в большинстве случаев исследуют для одной фазы и считают, что в других фазах они протекают аналогично лишь со сдвигом во времени.

18. ЭДС обмотки машин переменного тока.

ЭДС проводника и витка с полным шагом y = . Проводники находятся в одинаковых магнитных условиях.

( рис.

90).ЭДС проводника: пр = . ср

= 2 .

=

1

=

1

= 2 пр =

 

ср 2 = Ф .

 

60

60

2

 

действующее значение ЭДС проводника пр = √ Ф . ЭДС витка с полным шагом в( = ) = , Ф.

3. ЭДС витка с укороченным шагом.(y< ) проводники витка расположены в разных магнитных условиях. ЭДС находится с с помощью геомет. Сложения ЭДС рис. 91

4. ЭДС катушки: Витки катушки лежат в одних пазах, поэтому ЭДС катушки равна ЭДС одного витка на число витков в катушке. Еk 4,44 Ф f K y Wk 5. Определение ЭДС катушечной группы, рис.

92

19. намагничивающая сила обмоток машин переменного тока

Однофазные обмотки,

Рассм. 2Р = 2, Р = 1 с полным шагом у = = q = 1, т.е. катушка и будет фаза. Намагничивающая сила катушки F = i Wk, а на полюс Fk =1/2 i Wk. Так как любая магнитная силовая линия сцеплена с одним и тем током i и число витков W, то н.с. на полюсном делении будет в пространстве постоянной, т.е. пространстве намагничивающая сила катушки имеет форму прямоугольника, а во времени изменяется по синусоидальному закону

т.е = (12) = 12 √2 максимум: = √22 . Первая пространственная гармоника = 4 =

ампл.н. с. катушечной группы однослойной обмотки: 1 = 0.9

амп. н. с. двухслой. сукороченнымшагом: 1 = 0.9 2 н. с. фазы для двухслойной обмотки: = 1.8

Намагничивающая

сила 1 в любой

точке пространства и

в любой

момент времени

 

определится: 1

= 1 , или

1 =

1

 

 

 

 

 

 

 

22.Схемы замещения асинхронного двигателя.

Реально обмотки статора и ротора связаны электромагнитно. Схемы, где электромагнитная связь обмоток заменяется электрической, называются схемами замещения асинхронной машины. В теории асинхронных машин используются две схемы замещения: а) Т-образная; б) Г-образная

В этой схеме замещения сопротивления

х

, х

, r

, r

в разных

 

1

2

1

2

 

цепях.

Из опыта короткого замыкания обычно определяют их сумму

т.е.

х

х

, r

r

 

1

2

1

2

Поэтому в теории асинхронных машин чаще пользуются Г-образной схемой замещения. При переходе к Г-образной схеме замещения:

1)ток I1 должен оставаться неизменным, т.е. I1 = const.

2)При скольжении S = 0 ток 0 =̇ 0̈, т.е. ток 0̈должен проходить по тем же сопротивлениям Z1 и Zm.

1)Кроме того параметры первичной обмотки и вторичной

обмотки соответственно должны измениться на коэффициент С1 и

2 .

 

С

 

1

Г-образная схема замещения, рис.

В Г-образной схеме рабочая ветвь и цепь намагничивания независимы, а сопротивления активные и индуктивные можно просуммировать.

25. Расчетная формула момента асинхронного двигателя, максимальный (критический) момент асинхронной машины.

Для определения максимального момента необходимо взять первую производную от М по S и

приравнять к нулюОпределим критическое скольжение - Sкр соответствующего максимальному моменту

критическое скольжение определяется соотношением активного сопротивления ротора к суммарному индуктивному сопротивлению обмоток.

Из выражения Мкр видно, что величина максимального момента не зависит от активного сопротивления роторной цепи, но сильно оно влияет на его расположение. Если сопротивление роторной цепи увеличивать, то увеличивается Sкр.

20. Приведение параметров роторной обмотки к статорной, явления, связанные с вращением ротора.

Под приведенной роторной обмоткой понимается такая эквивалентная роторная обмотка, которая имеет такое же число фаз, такое же число витков, как и обмотка статора.

Приведение параметров делают для того, что наглядно можно было представить все вектора токов и напряжений на векторной диаграмме и произвести количественный анализ процессов, которые происходят

в

асинхронной машине. 2 = 4.441202Ф; `2 = 1 =

4.441102Ф

1) 2

→ `2 ;

`2

=

1 01

= коэф. трансформации ЭДС

2

2 02

`2 = 2

2)2 → `2 ( потери в роторе до и после приведения должны

быть неизменными)1 `2 `2 = 2 2 2 →

2 202 `2 = 2 1 101 = 2/

− коэф трансформации по току

3)потери в роторе до и после приведения должны быть

неизменными1 `22 `2 = 2 22 2 →r`2=r2 *

Для короткозамкнутого ротора 1 ≠ 2, r`2 = r2

Для фазного ротора m1=m2, r`2=r2* ^2

4)2 → `2

Угол сдвига между ЭДС и током ротора до и после приведения

должен быть неизменным)

 

tgψ =

X2

=

X`2

; `2 = 2

2

 

 

 

r2

r`2

 

Явления связанные с вращением ротора асинхронного двигателя.

Частота ротора, ЭДС и индуктивное сопротивление с изменением скорости вращения ротора не остаются постоянными.

E2 4.44 f1w2Фk02 ЭДС для вращающего ротора

E2s 4.44 f2 w2Фk02

23. ВД и электромагнитное преобразование активной мощности АД. ВД:

Запишем основные уравнения ЭДС и токов и на

основании уравнений построим ВД. ̇

= −̇ +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

̇

 

 

;

 

 

 

′

 

 

 

 

′

 

′

 

 

 

 

 

′

 

 

 

′

; Выведем уравнение для

 

 

̇

= ̇

 

/+ ̇

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

токов: ̇

+ ̇

= ̇;

 

 

 

= 0.5 . /;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для двухслойной обмотки: ̇

= 0,9

 

̇

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

̇

= 0,9

 

̇

 

 

 

 

;0,9

 

̇

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,9

̇

 

 

 

 

= 0,9

 

̇

 

 

 

или

 

̇ = ̇ +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

̇

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

′

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или ̇ = ̇ + (−̇)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j I

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

I1 r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r'

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I '

 

r'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

jI

 

x

 

 

E'

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I '

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26. Пуск асинхронного двигателя.

Основные величины, которые определяют режим пуска, являются пусковой ток Iп и пусковой момент Мп. При пуске возникают большие токи, которые снижают напряжение в сети. При тяжелых условиях пуска применяют двигатель с фазным ротором. Прямой пускАД: нет необходимости в дополнительной аппаратуре. Недостатки: большие пусковые токи, большие ударные электромагнитные моменты, большие динамические усилия возникают в обмотках статора. Поэтому АД большой мощности пускаются при пониженном напряжении.Реакторный способ: для ограничения пускового тока в фазы двигателя включается сопротивление реактора часть напряжения падает на реакторе, а на двигатель подается пониженное напряжение. После разгона АД ток в статоре уменьшится, уменьшится падение напряжения на реакторе. Напряжение на двигателе возрастет. Затем замыкают контакторы и двигатель подключается на полное напряжение. Недостаток: момент пропорционален квадрату пускового тока. Автотрансформаторный способ: Порядок пуска: подается напряжение на автотрансформатор, двигатель при этом пускается при пониженном напряжении. После разгона размыкается контактор, и автотрансформатор работает как реактор, затем замыкается второй контактор и на двигатель подается полное напряжение. Пуск посредством переключения обмотки статора со звезды на треугольник: при пуске обмотка статора соединена в звезду, фазное напряжение меньше линейногов √3, поэтому пусковой ток уменьшится.

21.Приведение асинхронного двигателя к эквивалентному трансформатору

По физическому смыслу работа асинхронного двигателя аналогична трансформатору, поэтому его работу и приводят к режиму трансформатора. Но у асинхронного двигателя имеются отличия от трансформатора:

1) Ротор асинхронного двигателя вращается, а трансформатор неподвижный статический аппарат. Поэтому первой задачей будет приведение асинхронного двигателя к неподвижному состоянию.

Запишем выражение для тока ротора:

2

=

 

 

 

 

2

 

 

 

– ток во вращающемся роторе

 

 

 

2

+( 2

)

2

 

 

 

√( 2

)

Разделим числитель и знаменатель на S, тогда

2

=

 

 

 

 

2

 

 

- ток при неподвижном роторе

 

 

2

2

 

 

2

 

 

√((

 

)

+( 2)

)

 

т.к. его выразили через E2 и X2 – неподвижного ротора. Ниже дается схема замещения роторной цепи, рис. 108

2) Асинхронный двигатель отдает с вала механическую мощность, а трансформатор электрическую. Решим эту задачу.

Представим

r

r

r

1

S , тогда схема замещения

 

2

 

 

 

S

2

2

 

S

 

 

 

 

для роторной цепи будет иметь

24. Энергетическая диаграмма, вращающий момент асинхронного двигателя.

27. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей.

Для асинхронного двигателя частота вращения ротора

определяется по формуле =откуда видно, что скорость вращения ротора можно регулировать: изменять частоту подводимого напряжения, изменять число пар полюсов, изменять скольжение: сопротивлением r2 в цепи ротора, введением E в роторную цепь.Для регулирования частоты вращения АД необходим преобразователь частоты. При регулировании необходимо стремится к тому, чтобы с изменением частоты не ухудшались рабочие характеристики. Для чего необходимо, чтобы с изменением частоты поток оставался постоянным, при регулировании частоты одновременно необходимо регулировать и напряжение.Регулирование изменением частоты происходит плавно.Путем изменения числа пар полюсов: способ регулирования ступенчатый. Переключение производится обмоткой статора с одной синхронной скорости на другую. Обычно ротор при этом короткозамкнутый.Обычно регулирование производится на 2, 3, 4 ступени. На статоре укладывается либо 1 обмотка с переключением, либо 2 с переключением на 4 скорости. Это дает возможность увеличить пределы регулирования, но понижает использование машины, поскольку работает одна обмотка. Требования к обмотке. Схема обмотки должна иметь минимальное число переключаемых элементов. На всех ступенях насыщение магнитной системы машины не должно превышать допустимых значений.

 

28. Асинхронные короткозамкнутые двигатели

29. Устройство и принципдействия машины

30. Обмотки машин постояннго тока.

 

с глубоким пазом на роторе и двойной клеткой

постоянного тока.

 

 

 

ротора.

Работа этих машин основана на двух законах: 1.

В процессе развития машин постоянного тока не сразу

 

Принцип работы: При пуске работает пусковая

Закон электромагнитной индукции E=BlV, гдеB -

пришли к современному типу якоря – цилиндрическому.

 

обмотка, обладающая большим активным

индукция, тл l - длина проводника, м ,v - линейная

На первом этапе развития якорь был кольцевым. Но в

 

связи с малым использованием меди в этих якорях

 

сопротивлением, что улучшает пусковые

скорость, м/c 2. Закон электромагнитных

 

перешли к барабанным. В пазах железа якоря

 

характеристики. При скольжении близком

сил:F=Bli,где f - сила воздействия на проводник i -

 

укладывается обмотка. Под обмоткой понимается вся

 

 

 

 

 

кноминальному работает рабочая обмотка,

ток в проводнике, А ЭДС, наводимая в проводнике,

совокупность проводников, которые закладываются в

 

имеющая малое активное сопротивление, что

получается за счет того, что проводник пересекает

пазы и которые соединяются в строго определенном

 

обеспечивает хорошие рабочие характеристики.

магнитное поле со скоростью V. Поэтому в

порядке. Число которых достигает нескольких сотен и

 

Идея: При пуске в ход (f2 f1) индуктивное

реальной машине должно быть две основные

даже тысяч.

 

 

 

сопротивление нижней клетки значительно

части: первая часть – создает магнитный поток,

Основные требования, предъявляемые к обмотке: 1.

 

больше, чем верхней, так как она расположена

вторая часть – в которой индуктируется ЭДС.

 

Обмотка должна быть замкнута сама на себя, т. е. если

 

глубже в пазу, поэтому пусковой ток ротора будет

Первая часть в машине постоянного тока

 

начали обход обмотки от какой-то пластины, то после

 

 

неподвижна. К станине (1) крепятся шматованные

 

проходить главным образом по верхней

обхода обмотки должны прийти к этой же пластине. 2.

 

клетке,обладающей большим активным

полюса (2) на которых располагается обмотка

Отдельные проводники обмотки соединены таким

 

сопротивлением, это обеспечивает большой

возбуждения (3) .Обмотка возбуждения создает

образом, при котором обеспечивается наибольшая ЭДС. 3.

 

пусковой момент и пониженный пусковой ток.По

магнитный поток при протекании по ней

Сумма ЭДС по контуру обмотки должна быть равна нулю,.

 

Если по контуру обмотки сумма ЭДС не равна нулю, то

 

мере разбега двигателя частота f2 уменьшается, и

постоянного тока. Вторая часть – якорь. Якорь

 

появляются уравнительные токи.

 

ток постепенно перераспределяется между

вращается. Представляет собой цилиндр

 

 

 

клетками. При малых скольжениях индуктивное

набранный из листов электротехнической стали .В

Основным элементом обмотки является секция. Секцией

 

сопротивление обмоток ротора ничтожно малы и

наружной части якоря расположены пазы, где

 

называется часть обмотки, которая заключена между

 

токи в клетках распределяются обратно

укладываются секции обмотки . Каждая секция

двумя коллекторными пластинами. В машинах

 

пропорционально их активным сопротивлениям.

соединяется с пластинами коллектора Коллектор

постоянного тока используются следующие типы обмоток

 

 

служит для выпрямления переменной ЭДС в постоянную

:1.Простая петлевая обмотка 2..Простая волновая обмотка

 

 

величину (режим генератора). Эта ЭДС снимается с

3. Сложно-петлевая обмотка 4. Сложно-волновая обмотка 5.

 

 

помощью щеток ,

 

Смешанная (лягушечья) обмотка

 

 

 

 

 

31. Эдс обмотки якоря машины постоянного

32. Электромагнитный момент машины

33. Реакция якоря в машинах постоянного тока.

 

 

тока.

постоянного тока.

 

 

 

 

При прохождении по пазовым проводникам обмотки якоря

В режиме холостого хода генератора постоянного тока ток

 

При выводе формулы ЭДС будем исходить из

тока iа на каждом из проводников появляется

возбуждения создает основной поток, который при

 

прямоугольного расположения индукции в зазоре, при

 

 

вращении якоря наводит в обмотке якоря ЭДС. Поток при

 

этом магнитная индукция на участке расчетной полюсной

электромагнитная сила

 

холостом ходе имеет симметричный характер. Если

 

дуги bi=αiτ равна Bδ, а за ее пределами равна 0 и в

. Совокупность всех электромагнитных сил эм на якоре,

якорную цепь подключить к нагрузке, то по обмотке якоря

 

проводниках, расположенных за пределами bi, ЭДС не

действующих на плечо, равное радиусу сердечника

будет протекать ток, который создаст свой поток.

 

наводится. Это эквивалентно уменьшению общего числа

якоря (Da/2), создает на якоре электромагнитный

Взаимодействие потока якоря с потоком основных

 

пазовых проводников в обмотке якоря до значения Ni=αiN.

момент М. Исходя из прямоугольного закона рас-

полюсов и называется реакцией якоря.

 

При вращении якоря машины в направлении по часовой

пределения магнитной индукции в зазоре (, следует счи-

 

 

стрелке в проводниках обмотки якоря индуктируется ЭДС,

тать, что сила Fэм одновременно действует на число

 

 

направление которой может быть определено по правилу

пазовых проводников Ni=ai*N.Следовательно,

 

 

правой руки. Значение индуктируемой в проводнике

электромагнитный момент машины постоянного тока

 

 

ЭДСeпр=Blv , где В - магнитная индукция; / - активная

(Н∙м)

 

 

 

длина проводника; v –линейная скорость перемещения

 

 

 

 

проводника. Полная ЭДС якоря рассматриваемой машины

 

 

 

 

равна Eа=Neпр/2f . ЭДС Eg является переменной, так как

 

Учитывая,

 

 

 

 

 

 

проводники обмотки якоря проходят попеременно под

 

 

 

 

северным и южным полюсами, в результате чего

что

, а также что ток параллельной

При холостом ходе генератора ЭДС, наводимая в обмотке

 

 

 

направление ЭДС в проводниках меняется.

якоря, определяется по правилу правой руки. Подключив

 

 

 

 

 

ветви

, получим

нагрузку, в якоре появится ток с тем же направлением что

 

 

и ЭДС. Ток создаст поток, который, взаимодействуя с

 

 

 

 

 

 

 

 

потоком основных полюсов, создаст результирующий

 

 

 

. Используя

поток. За счет потока якоря набегающий край полюса

 

 

выражение основного магнитного потока (25.15), а также

будет размагничиваться, а сбегающий край полюса

 

 

 

 

намагничиваться Физическая нейтраль у генератора будет

 

 

имея в виду, что

, получим

сдвигаться по ходу вращения якоря. Она перпендикулярна

 

 

 

 

 

выражение электромагнитного момента (Н·м):

результирующему потоку.

 

 

 

 

 

 

 

 

34. Генератор независимого возбуждения.

35. Генератор параллельного возбуждения.

36. Генератор последовательного и смешанного

 

 

 

 

возбуждения.

 

Энергетическая диаграмма генератора независимого

Генератор параллельного возбуждения– это генератор с

 

 

возбуждения

самовозбуждением. Обмотка возбуждения питается от

Генератор последовательного возбуждения

 

 

якорной цепи. Для того, чтобы генератор возбудился,

 

 

 

 

 

необходимо выполнить ряд условий:1. Наличие

Обмотка возбуждения у генератора включена

 

 

остаточного потока Фост в железе полюсов. 2. Поток

 

 

 

 

 

созданный обмоткой возбуждения Фв и остаточный поток

последовательно с якорем. Ток возбуждения равен

 

 

Фост должны быть направлены в одну сторону Фв, Фост3.

току якоря Ja=Jb.При независимом возбуждении

 

 

Сопротивление цепи возбуждения должно быть меньше

можно снять характеристику холостого хода. В

 

 

критического.Процесс самовозбуждения происходит при

обычной схеме можно снять только восходящую

 

 

холостом ходе .Процесс самовозбуждения происходит в

 

 

внешнюю характеристику. Генератор

 

 

следующем порядке: при включении асинхронного

 

 

последовательного возбуждения не нашел

 

 

двигателя в сеть, якорь генератора начинает вращаться.

 

 

 

 

P1 - механическая мощность на

Остаточный поток, пересекая проводники якоря, наводит в

практического применения.

 

валу Pa - электромагнитная мощность P2 - отдаваемая

них ЭДС. Под действием этой ЭДС по обмотке возбуждения

 

 

электрическая мощность , Pмг,Pмх,Рэл,Рщпотери

начинает протекать ток, который создает поток Фв. Если

Генератор смешанного возбуждения

 

магнитные, механические, электрические, потери в

этот поток направлен согласно с остаточным потоком, то

 

 

щеточном контакте. Pa=P1-(Рмх+Рмг)=Ea*Ja

общий поток возрастет, возрастает и наводимая ЭДС в

Генератор смешанного возбуждения широко

 

 

якоре. А это приведет к увеличению тока и потока и

 

 

 

 

P2=UJa=Ea*Ja-Ja*Ja*Ra Разделив уравнение на ток якоря Ja,

машина возбудится.Процесс возбуждения будет

используется в промышленности. Обмотки

 

лавинообразным.

 

возбуждения по потоку могут быть включены

 

получим: U=Ea-Ja*Ra или Ea=U+Ja*Ra

 

 

 

 

 

 

 

 

 

согласно, либо встречно.

 

Свойства генератора определяются его

 

 

 

 

характеристиками.1.Характеристика холостого

 

 

 

 

хода:Ea=f(iв) , Ja=0, n=cons, Пунктирная - расчетная

 

 

 

 

характеристика холостого хода. Характеристика холостого

 

 

 

 

хода позволяет судить о степени насыщения магнитной

 

 

 

 

цепи.

 

 

 

 

 

 

 

 

37. Пуск и реверсирование двигателя

постоянного тока.

Схема пуска:

Уравнение равновесного состояния

ЭДС

двигателяU E

 

J

 

R

При пуске

 

a

 

 

a

a

.

 

 

 

 

 

 

 

 

двигателя n 0 ,следовательно E

a

0 и

 

 

 

 

 

 

 

 

пусковой ток J п

U может быть больше

Ra

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

номинального в 8 10 раз. Это может привести

к круговому огню на коллекторе и механической поломке двигателя. Поэтому, для ограничения

пускового тока до

(2,0

2,5) J

используют

 

н

пусковые реостаты, либо пусковые станции и ток

при этом равен

 

 

 

U .

J

п

 

 

 

 

 

R

 

R

 

 

 

a

п

По мере разгона якоря в нем наводится, эдс и ток якоря уменьшается. Поэтому, после разгона якоря пусковые сопротивления в цепи якоря выводятся.

38. Двигатель параллельного (независимого) возбуждения.

Принципиальная схема включения двигателя параллельного возбуждения представлена на рис. 220. Для пуска используется пусковой реостат (п.

р.).

Свойства

двигателя определяются его

 

характеристиками. 1.Скоростная характеристика,

зависимость

n f (J

a

) ,

i

в

const ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

U J a Ra

2.Моментная

 

 

C

Ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

характеристика, зависимость

M f (J

a

) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

в

const . На рис. 221. Представлена

 

 

моментная характеристика, где

M M в M 0

39. Двигатель последовательного и смешанного возбуждения.

Двигатели последоват: Обмотка возбуждения двигателя включена последовательно с якорем, рис. 225. Ток якоря равен току возбуждения. Поэтому обмотка возбуждения имеет большое сечение и малое число витков. Последовательное соединение обмотки возбуждения является отличительной особенностью этого двигателя и влияет на вид характеристик. С увеличением тока якоря, увеличивается поток, скорость двигателя резко падает, т. е. получается мягкая скоростная

хар-ка.

 

 

 

Рис. 225

 

 

 

 

1.Скоростная

характеристика

n f (J

a

)

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

U J

a

R

a 2. Моментная

 

 

 

 

 

C

Ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

характеристика,

M f (J

a

)

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M C

м

ФJ

а

, при Ф J

a

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MC J 2

мa

 

40. Регулирование частоты вращения

 

41. Ход расчёта магнитной цепи машины

 

42. Законы изменения тока в

 

 

двигателей постоянного тока.

 

 

 

 

 

 

постоянного тока.

 

 

 

 

 

 

 

коммутируемой секции. Способы улучшения

 

 

С точки зрения регулирования частоты вращения,

Расчет магнитной цепи машины постоянного тока

коммутации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

двигатель постоянного тока является

 

 

 

Коммутацией называется процесс изменения

 

 

 

 

 

сводится к тому, чтобы определить

 

 

 

 

универсальным. Можно регулировать скорость за

 

 

направления тока в секции при переходе ее из

 

 

намагничивающую силу необходимую для

 

 

счет изменения сопротивления в цепи якоря,

одной параллельной ветви в другую.

 

 

создания в воздушном зазоре потока , который

 

 

потока и подводимого напряжения. Это видно из

 

Закон изменения тока в коммутируемой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

формулы:

 

 

 

U J

 

(R

 

R

 

)

 

 

 

 

создает заданную ЭДС в обмотке якоря.Магнитную

секции: Время, в течение которого происходит

 

 

 

 

 

 

 

n

a

a

p

 

 

 

 

цепь обычно рассчитывают на пару полюсов. Так

смена направления тока в коммутируемой секции,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

Ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

называется периодом коммутации - Тк.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

как участки магнитной цепи имеют различное

 

 

Регулирование частоты вращения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сечение и выполнены из различных материалов то

 

 

 

60

 

B

 

 

 

где к - число

 

 

сопротивлением в цепи якоря. Уравнения токов

T

 

 

 

ш

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

до и после введения сопротивления

 

 

 

считают, что на каждом участке напряженность

k

 

k n

 

В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

магнитного поля постоянная. При расчете

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

коллекторных пластин, n - частота вращения

 

 

 

 

 

U CeФn

 

 

 

 

 

 

U CeФn

 

 

 

 

магнитной цепи рассматривают следующие

 

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

J a

 

 

Ra

R p

 

 

 

 

 

 

якоря, Вш - ширина

щетки, Вк - коллекторное

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,,2. зубцовая

деление. Определим закон изменения тока i в

 

 

С уменьшением скорости n ток якоря возрастает, и

участки:1. воздушный зазор -

2

 

 

коммутируемой секции.

 

 

 

 

он достигнет исходного тока якоря, но при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По первому закону Кирхгофа:

 

 

меньшей скорости. n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зона якоря 2h - ,3. спинка якоря - h

a

,4. полюса

 

 

 

Но так как ток якоря протекает по Rр, то

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1=ia+i,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I2=ia-i.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

увеличиваются общие потери, и снижается кпд.

- 2hм ,5. ярмо станины - hя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.Магнитная цепь на

 

По второму закону Кирхгофа:

 

 

Регулирование частоты вращения за счет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1r1-i2r2= e .

 

 

 

 

 

изменения потока. Ток якоря до и после

 

пару полюсов представлена на рис.

 

 

 

 

 

 

 

 

изменения потока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

U C Ф n

 

 

 

 

 

 

 

 

Lя

 

 

 

Решив эти уравнения относительно тока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U C Ф n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

 

 

e 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

 

 

 

 

 

 

e

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

R

 

 

 

 

 

 

 

hм

 

 

коммутируемой секции, получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ra

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c увеличением скорости вращения, ток якоря

 

 

h3

 

 

Lа

hм

 

 

 

 

 

r

r

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

будет уменьшаться, но он будет больше исходного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I=ia

2

 

 

1

+

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hа

Да

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

r

 

 

 

r

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43. Прямолинейная, замедленная и

 

44. Круговой огонь в машинах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ускоренная коммутация.

Прямолинейная

 

постоянного тока.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

коммутация

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Круговой огонь в машинах постоянного тока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

возникает при пиковых нагрузках или при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прямолинейная

 

 

коммутация

происходит

коротком замыкании. Это тяжелый и не приятный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тогда, когда добавочный ток (rдоб) равен нулю.

случай коммутации, приводящий к порче машины,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ток в коммутируемой секции равен

 

т.е. коллекторные пластины перекрываются огнем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r2 r1

 

 

r1

 

 

 

s2

 

 

 

 

 

 

 

 

по всему коллектору и они плавятся, т.е. машина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i=ia

,

 

 

=

,

 

 

 

 

 

 

выходит из строя. Физическая природа этого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r2

 

r1

r2

 

 

s1

 

 

 

 

 

 

явления отличается чрезвычайной сложностью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Развитию кругового огня способствуют две

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

S1

 

-

 

 

площадь

 

 

 

соприкосновения

причины: Первая причина. Предположим, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

имеем пик нагрузки, резко увеличивается ток в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пропорциональная времени оставшегося до конца

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

якоре, также резко возрастает линейная нагрузка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

коммутации - Тк–t; S2 - площадь соприкосновения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А и столь же быстрое возрастание ЭДС еr, а ЭДС ek в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пропорциональная времени от начала коммутации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

это время не успевает расти, так как при большом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- t.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

токе дополнительный полюс насыщен и ЭДС ek

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

после

 

 

преобразования

 

 

 

получим закон

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

будет мало изменяться, т.е. er>>ek, отсюда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

изменения

 

 

тока

прямолинейной

коммутации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

коммутация становится явно замедленная.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Появится искрение на сбегающем крае щетки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i i

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Искры объединяются в дугу. При вращении якоря

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дуги сливаются и получается круговой огонь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Замедленная коммутация Так как период

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вторая причина.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

коммутации составляет тысячные доли секунды,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В момент перегрузки реакция якоря сильно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то от скорости

изменения тока в коммутируемой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

искажает индукцию. И секция, дойдя до

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

секции

 

 

 

наводится

 

 

 

 

 

ЭДС

 

 

самоиндукции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

максимального значения индукции, в ней

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

di

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

es

Ls

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

наведется увеличенная ЭДС. Напряжение между

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

коллекторными пластинами резко возрастает,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кроме того, изоляция между пластинами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

загрязнена угольной пылью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45. Устройство и принцип действия

46. Реакция якоря в синхронных машинах

47. Основная диаграмма ЭДС явнополюсной

 

 

синхронных машины.

Под реакцией якоря в синхронных машинах понимают

синхронной машины

 

 

 

 

 

 

Синхронной машиной переменного тока называется такая

воздействие магнитного поля статора (якоря) на

При построении этой диаграммы используется метод двух

машина, скорость которой находится в строгой

магнитное поле ротора. Реакция якоря оказывает сильное

реакций. Разлагают реакцию якоря на поперечную и

 

 

зависимости от частоты. Ротор вращается с такой же

влияние на все электромагнитные процессы в машине.

продольную и строят диаграмму. При холостом ходе

 

 

скоростью, что и поле статора: n1=60f/p

Явление реакции по определению связано с магнитным

существует поток Ф0. При нагрузке появляется поток

 

 

Статор (якорь) синхронной машины аналогичен

полем статора, поэтому характер и степень влияния

якоря Фа. В результате взаимодействия Ф0 и Фа образуется

асинхронной машине. Он набирается из листов

реакции определяется током статора, т.е. нагрузкой

результирующий поток Фδ, и так, при нагрузке реально

 

электротехнической стали (1). В пазах статора

машины. Реакция якоря оказывает на работу синхронного

существует два потока, это результирующий поток Фδ и

расположены три фазы, сдвинутые относительно друг

генератора большое влияние. Рассмотрим три характерных

поток рассеяния Фs. Для построения диаграммы

 

 

 

друга на 120 электрических градусов (2), рис. 254. (3)

случая:

предполагается, что в синхронной машине существуют

 

 

индуктор явнополюсной машины, (4) обмотка

1) Реакция якоря при активной нагрузки.

независимые потоки: Ф0 – основной поток возбуждения,

возбуждения, (5) контактные кольца. Ротор (индуктор) в

Ток I совпадает по фазе с э. д. с, индуктированной в

Фaq – поток поперечной реакции якоря, Фad – поток

 

 

синхронном турбогенераторе выполняется

обмотке статора. Разберем момент, когда обе стороны

продольной реакции якоря, Фs – поток рассеяния.

 

 

 

неявнополюсным. На роторе расположена обмотка

катушки одной фазной обмотки оказались над серединами

Эти потоки в обмотке якоря будут индуцировать свои ЭДС,

возбуждения (2), которая питается от источника

полюсов (фиг. 250, а). В этот момент э. д. с. катушки имеет

а сумма этих ЭДС дает на выходе напряжение генератора.

постоянного тока. Обмотку возбуждения в такой машине

максимальное значение, а так как нагрузка генератора

Каждая ЭДС будет отставать от своего потока на 90 эл. гр.

размещают в пазах сердечника ротора, выполненного из

чисто активная, то и ток в катушке будет иметь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

массивной стальной поковки высококачественной стали

максимальное значение. Направление магнитных линий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(рис.), и укрепляют немагнитными клиньями.

вокруг проводников катушки статора определяется по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

правилу буравчика. Из чертежа видно, что поле статора

 

 

 

 

 

 

Исходя из этого, построим основную

 

 

 

 

 

 

 

 

 

размагничивает набегавший край полюсов и

диаграмму ЭДС для явнополюсной синхронной машины

 

 

 

 

 

намагничивает сбегающий край полюсов. Этот случай

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

носит название поперечной реакции якоря.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) Реакция якоря при индуктивной нагрузки, при этом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ток отстает от э. д. с. на 90° (фиг. 250, б). Максимум тока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

наступает в момент, когда полюсы проходят за

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

соответствующие проводники расстояние, равное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

половине полюсного деления. Из чертежа видно, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

магнитный поток статора направлен навстречу потоку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

полюсов вдоль их оси.

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48. Преобразованная диаграмма ЭДС

49. Определение параметров синхронной

50. Диаграммы намагничивающих сил

 

 

 

 

синхронной машины

машины

синхронной машины

 

 

 

 

 

 

Преобразование будет сводиться к тому, что, разложив ЭДС

1) Определение ненасыщенного индуктивного

В диаграммах намагничивающих сил учитывают

 

 

 

рассеяния по осям, и прибавив их к ЭДС Ead и Eaq, получим

сопротивления Xd: Для определения ненасыщенного Xd

насыщение машины. В отличии от диаграмм ЭДС в

 

 

 

из 3 ЭДС две и попутно получим выражения индуктивных

снимаются две характеристики: а) Характеристика

диаграммах н.с. складываются н.с. и по суммарной

 

 

 

сопротивлений синхронных машин.

холостого хода E0=f(iв), Ia=0, n=const б) Характеристику

намагничивающей силе определяется ЭДС Е0. Диаграммы

CN=BM=Essinψ=IXssinψ

короткого замыкания Ik=f(iв), U=0 (трехфазное короткое

построим для неявнополюсных машин. ЭДС Еδ. По рис. 2

 

AB=Ead=IdXad=IXadsinψ

замыкание).

определим с учетом насыщения величину н.с. Fδ. На

 

 

AM=CN+AB=IXssinψ+IXadsinψ=Isinψ(Xs+Xad)=IdXd=Ed,

 

векторной диаграмме Fδ опережает Еδ на

 

 

 

 

Xd=Xs+Xad, где Xd – синхронное индуктивное

 

900.Намагничивающая сила реакции якоря:

 

 

 

 

сопротивление по продольной оси. Xs – индуктивное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fa

m

2 WK

0

I

сопротивление рассеяния. Xad – индуктивное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пр

 

 

 

используя этот вектор получим величину н.с. F0 и по рис.

сопротивление реакции якоря по продольной оси.

 

 

273 определим величину ЭДС Е0, которая на векторной

 

 

Далее: DN=Escosψ=IXscosψ

 

 

 

 

диаграмме отстает от F0 на 900. Таким образом, получим

 

ВС=MN=Eaq=IqXaq=IcosψXaq

Из рисунка 1 видно, что отношение токов Iк1/Iн = iв0/iвк =

 

величину и направление вектора ЭДС Е0

 

 

 

 

DM=DN+MN=IXscosψ+IcosψXaq=Icosψ(Xs+Xad)=IqXq=Eq,

ОКЗ. ОКЗ выражает отношение тока возбуждения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Xq=Xs+Xaq, Xq – синхронное индуктивное сопротивление

соответствующего номинальному напряжению при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по поперечной оси. Xaq – индуктивное сопротивление

холостом ходе, к току возбуждения соответствующего

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

реакции якоря по поперечной оси, где IXaq=Eaq/cosψ

номинальному току статора при трехфазном, коротком

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Индуктивные сопротивления Xd, Xq, Xs, Xad, Xaq обычно

замыкании. Значение ОКЗ влияет на габариты машины и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

приводятся в относительных единицах. Построим

на ток короткого замыкания. Если машина не насыщена, то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

преобразованную диаграмму: (рис 1)

Е01/Uн = 1, тогда ОКЗ = 1/Xd* Если машина имеет малый

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зазор, то магнитная проводимость потоку якоря Фad будет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

большая, а следовательно Xd будет большим. При

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

изменении нагрузки будет сильное колебание напряжения,

Практическая диаграмма намагничивающих сил

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и машина будет работать неустойчиво, но зато она

синхронной машины. Эта диаграмма строится по принципу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

экономична, т.к. диаметр статора мал и расход стали, и

предыдущей диаграммы, рис. 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

меди будет наименьшим. Если машина имеет большой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

воздушный зазор δ, то магнитная проводимость потоку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

якоря Фad будет мала и Xd будет малым.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

51. Параллельная работа синхронных машин

52. Способы синхронизации синхронных машин

53. Электромагнитная мощность и момент

 

 

Обычно на электростанциях устанавливается несколько

Для синхронизации синхронных машин используются

синхронной машины

 

 

 

 

 

 

синхронный генераторов для параллельной работы на

специальные устройства – синхроноскопы. Они бывают

Электромагнитная мощность – это мощность, которая

 

 

общую электрическую сеть. Это обеспечивает увеличение

ламповые и стрелочные. Рассмотрим идею синхронизации

передается с индуктора на статорную обмотку. Так как

 

 

общей мощности электростанции, повышает надежность

на ламповом синхроноскопе. Здесь используется два

потери в обмотке статора, как правило, невелики, то и

 

 

электроснабжения потребителей и позволяет лучше

способа включения: 1.Включение на погасание ламп.

невелики потери в стали статора. Поэтому практически

 

 

организовывать обслуживание агрегатов. Электрические

2.Включение на бегущий свет.

считают, что электромагнитная мощность равна полезной

станции, в свою очередь, объединяются для параллельной

1) Включение генератора параллельно сети на

отдаваемой мощности: Рэм ~ Рr1 = mUIcosφ, r = 0 (1) Для

работы в мощные энергосистемы, позволяющие

погасание ламп: При малой скорости турбины частота

вывода формулы электромагнитной мощности

 

 

 

 

наилучшим образом решать задачу производства и

ЭДС СГ будет малой. (Сплошная звезда соответствует

воспользуемся преобразованной диаграммой для

 

 

 

распределении энергии. Таким образом, для синхронной

частоте сети, а пунктирная частоте синхронного

явнополюсной машины, рис. 1

 

 

 

 

 

 

машины, установленной на электрической станции

генератора). Частота определяет скорость вращения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

подключенной к энергосистеме, типичным является режим

векторов напряжения. Поэтому, при малой скорости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

работы на сеть большой мощности, т.е. напряжение сети Uc

турбины частота СГ мала и относительная скорость

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и её частота fс являются постоянными.

векторов будет большой. При этом лампы синхроноскопа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При параллельной работе всегда выдвигаются ряд

будут часто вспыхивать и погасать. По мере разгона

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

условий. К таким условиям относят: 1) Одинаковая форма

турбины частота СГ будет возрастать, и относительная

Выразим угол φ через ψ и θ. Из диаграммы видно, что

 

 

кривых ЭДС генераторов. При изготовлении синхронный

скорость векторов будет уменьшаться. Мигание ламп будет

 

 

cosφ=cos(ψ-θ)=cosψcosθ+sinψsinθ Подставим cosφ в

 

 

генераторов на заводах форма кривой ЭДС практически

замедленное. Если турбина разгонит СГ до частоты

 

 

уравнение (1) электромагнитной мощности Pэм =

 

 

 

близка к синусоиде. 2) Равенство напряжений и их

близкой к частоте сети, то относительная скорость

 

 

 

mUIcosψcosθ+mUIsinψsinθ (2) Найдем из векторной

 

 

противоположность (по контуру двух машин). При

векторов будет небольшой и лампы будут очень медленно

 

 

диаграммы величины Icosψ, Isinψ OB=E0–IdXd=E0–IsinψXd,

равенстве и противоположности напряжений генераторов

то загораться, то потухать. В момент потухания ламп

с другой стороны: OB=Ucosθ, Ucosθ=E0–IsinψXd, откуда ,

 

 

нет уравнительных токов в цепи генераторов. 3) Равенство

необходимо быстро включит генератор на сеть. В этот

 

 

 

 

E0 U cos

далее BC = IqXq = IcosψXq = Usinθ,

 

 

частоты ЭДС генераторов. 4) Порядок чередования фаз

момент сплошная и пунктирная звезды совпадут по фазе.

I sin

 

 

Xd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

должен быть одинаковым. Этих условий достаточно для

Но этот способ не дает наглядно в какую сторону

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нормальной параллельной работе генераторов.

необходимо регулировать скорость вращения генератора.

 

 

U sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I cos

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим нарушение этих условий:

Для этого используется второй способ.

 

 

Xq

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) Параллельная работа генераторов при неравенстве

 

Подставим произведение Isinψ и Icosψ в уравнение (2)

 

 

 

 

 

 

 

 

напряжений При равенстве напряжений в цепи

 

Pэм

mU 2 sin cos

 

mUE0 sin

 

mU 2 sin cos

 

 

 

генераторов нет уравнительного тока.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Xq

 

 

 

Xd

Xd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

54. Режим работы синхронного генератора при М = var, iв = const

Режим синхронного генератора при постоянном токе возбуждения и переменном моменте. Если нагрузка генератора увеличивается, то с увеличением нагрузки увеличивается момент и мощность. При всех постоянных величинах (U, E0, Xd, Xq) момент и мощность будут изменяться за счет изменения угла θ. Угол θ – это угол между осью индуктора и осью результирующего потока Фδ. При холостом ходе генератора существует поток Ф0 – созданный обмоткой возбуждения. При нагрузке в обмотке якоря создается поток якоря Фа. Этот поток накладывается на поток Ф0 и создает результирующий поток Фб. Как видим из рис. 1 электромагнитный момент генератора является тормозным, т.е. он стремится притянуть разноименные полюса, а момент со стороны турбины Мт вращает ротор. Чем больше ток статора, тем больше и поток Фа и результирующий поток дальше сдвигается от оси индуктора, т.е. увеличивается угол θ. Поговорим о статической устойчивости синхронного генератора применительно к неявнополюсной машине. Синхронная машина (генератор) устойчиво с сетью работает в диапазоне угла θ = 0-900, а дальше машина выпадает из синхронизма. В т. А устойчивый режим работы.

55. Режим работы синхронного генератора при М = const, iв = var

Режим синхронного генератора при постоянном моменте и переменном токе возбуждения. Анализ рис 1. Если момент М=const, то и P=const, M=mE0Usinθ/ωXc=const, если изменяется ток возбуждения, то изменяется и ЭДС. Для постоянства момента необходимо, чтобы E0sinθ= const. Мощность P=mUIcosφ. Постоянство мощности получится при Icosφ=Iа=const. При анализе режима учтем эти условия. Развернем диаграмму рис. 2 так, чтобы вектор напряжения генератора Uг был направлен горизонтально и уравновешен напряжением сети Uс.

Из условий видим, что вектор ЭДС Е0 должен скользить по прямой θR параллельно вектору напряжения, т.к. ab=E0sinθ=const. При изменении возбуждения конец вектора тока статора (якоря) будет скользить по прямой MN, т.к. Ia=Icosφ=const. При перевозбуждении ЭДС будет соответствовать величине Е0 и току I. Если разложить ток I, то его реактивная составляющая будет опережать вектор напряжения сети Uс на 900, т.е. этот ток будет емкостным. С энергетической стороны, этот режим будет соответствовать отдаче реактивной мощности в сеть. При уменьшении тока возбуждения ЭДС Е0 уменьшится до величины Е01 и ток в статоре будет иметь наименьшую величину I1 = Ia и cosφ=1.

56. Внезапное короткое замыкание синхронного генератора при ψ=0; E=Em

Ось полюсов совпадает с плоскостью фазы А-Х. Это положение полюсов мы примем за исходное и от него будем вести отчет поворота ротора. При повороте ротора потокосцепление с фазой А-Х будет изменяться по синусоидальному закону (ψ =Фw). Будем считать, что до короткого замыкания машина работала в режиме холостого хода. Согласно условию короткое замыкание происходит в момент, когда ψ0 = 0. Если считать, что катушка ( фаза А-Х ) представляет собой сверхпроводящий контур, то поток, сцепленный с ней, должен оставаться равным нулю и в последующие моменты времени короткого замыкания. При коротком замыкании в первый момент времени реакция якоря вызывает ЭДС в демпферной обмотке, там появится ток, создающий поток, который вытеснит поток якоря из своего контура обмотки возбуждения и демпферная обмотки считаются сверхпроводящими. Реакция якоря в первый момент времени наведет ЭДС в обмотке возбуждения и создает дополнительный ток и поток, который вытеснит поток якоря из своего контура. Поэтому поток якоря будет проходить по путям рассеяния, т.е. по пути большого магнитного сопротивления (малой магнитной проводимости), что соответствует малому индуктивному сопротивлению и большому току ik. Такое положение потока якоря называется переходным. Затем всплеск тока в обмотке возбуждения спадет до установившегося тока в обмотке возбуждения и поток реакции якоря пойдет по тому же пути, что и основной поток , и наступит

установившийся режим короткого замыкания.

57. Внезапное короткое замыкание синхронного генератора при ψ= ψm; E=0

Так как обмотку статора будем считать сверхпроводящим контуром, то этот поток сцепленный с обмоткой статора должен быть постоянным, при вращении индуктора, а для достижения этого необходимо постоянный ток. Отсюда в статоре, кроме апериодической составляющей тока короткого замыкания, появится постоянный ток. Этот ток (постоянная составляющая), будет затухать с постоянной времени Та=La/Ra. Для получения полной картины тока короткого замыкания нужно сложить кривую симметричной составляющей тока внезапного короткого замыкания с кривой апериодической составляющей – постоянного тока короткого замыкания Природа этой

апериодической составляющей таже, что и у трансформатора:

Апериодическая составляющая в начальный момент равна сумме составляющих и противоположно направлена (по знаку Ima), т.к. при t=0,i=0. Результирующий ток внезапного короткого замыкания равен сумме этих двух токов. Здесь более тяжелая картина короткого замыкания. В пределе ток внезапного короткого замыкании увеличивается в 2 раза. Как определить этот ток? Наша машина работает в режиме короткого замыкания. Ток все время меняется.

58. Векторные диаграммы и угловые характеристики синхронного двигателя

При работе синхронной машины в режиме генератора напряжение на его зажимах равно разности между ЭДС Е0 и падениями напряжений на различных индуктивных сопротивлениях, а при работе в режиме двигателя напряжение Uс равно сумме ЭДС и падений напряжения на индуктивных сопротивлениях. Покажем векторную диаграмму для явнополюсного синхронного двигателя в перевозбужденном режиме при известных параметрах r, Xd, Xq.

Рис.

Рис.

При перевозбужденном режиме (рис. 1) ток опережает

напряжение на угол φ. Ток якоря I разложим по осям d,q относительно вектора Е0. Токи Id, Iq создают потоки, а они создают ЭДС Ea= = -Ir, сумма ЭДС дает нам вектор напряжения Uc. Угол θ – угол между вектором напряжения сети Uc и составляющей напряжения – Е0, которая уравновешивает ЭДС Е0. На рис. 2 представлена упрощенная диаграмма синхронного двигателя для неявнополюсной машины.

59. Режим работы синхронного двигателя при М = const, iв = var

Для анализа этого режима синхронного двигателя воспользуемся упрощенной диаграммой для неявнополюсной машины. Используя только верхнюю ее часть и вектор напряжения сети Uc, расположим горизонтально, рис. 1.

Режим работы соответствует постоянству момента. P=mUcIcosφ=const при mUc=const, P=const при Icosφ=Ia=const, т.е. активная составляющая тока будет постоянной и конец вектора тока I, при изменении тока возбуждения, будет перемещаться по прямой MN. При недовозбужденном синхронном двигателе составляющей напряжения -Е0 соответствует ток I, который отстает от напряжения Uc на угол φ. Вектор тока I перпендикулярен продолжению вектора jIXc. Реактивная составляющая тока IL будет отставать на 900 от вектора напряжения Uc, т.е. этот ток чисто индуктивный. Значит, при недовозбуждении двигатель будет потреблять из сети индуктивный ток, а следовательно будет потреблять из сети и реактивную мощность. При увеличении возбуждения величина –Е01 увеличится, а ток I уменьшится до Ia=I1 и будет минимальным. При этом режиме СД будет работать с cosφ=1 и реактивная мощность, не будет ни потребляться, ни отдаваться в сеть.

60. Пуск синхронного двигателя

Трансформаторы.

Асинхронные машины.

Синхронный двигатель не имеет начального пускового

 

 

 

момента. Если его подключить к сети переменного тока,

1. Устройство и принцип действия трансформатора.

16.

Устройство, принцип действия и режимы работы

когда ротор неподвижен, а по обмотке возбуждения

2. Холостой ход однофазного трансформатора.

асинхронного двигателя.

3. Режим короткого замыкания однофазного

17.

Обмотки в машинах переменного тока.

проходит постоянный ток, то за один период изменения

трансформатора.

18.

ЭДС обмотки машин переменного тока.

тока, электромагнитный момент будет дважды изменять

4. Режим нагрузки и схема замещения однофазного

19.

Намагничивающая сила обмоток машин

свое направление, т.е. средний момент за период равняется

трансформатора.

переменного тока.

 

нулю. При этих условиях двигатель не сможет прийти во

5. Приведение параметров вторичной обмотки

20.

Приведение параметров роторной обмотки к

вращение, т.к. его ротор обладающий определенной

трансформатора к первичной.

статорной, явления, связанные с вращением ротора.

инерцией, не может быть в течении одного полупериода

6. Совмещение режимов короткого замыкания и

21.

Приведение асинхронного двигателя к

режима холостого хода, коэффициент полезного

эквивалентному трансформатору.

разогнан до синхронной частоты вращения.

действия трансформатора.

22.

Схемы замещения асинхронного двигателя.

Следовательно, для пуска синхронного двигателя

7. Относительное изменение напряжения и

23.

Векторная диаграмма и электромагнитное

необходимо разогнать его ротор с помощью внешнего

характеристики трансформатора.

преобразование активной мощности асинхронного

момента до частоты вращения, близкой к синхронной. В

8. Группы соединения трехфазных трансформаторов.

двигателя.

виду отсутствия пускового момента в синхронном

9. Трехфазные трансформаторы, их конструкция и

24.

Энергетическая диаграмма и вращающий

двигателе для пуска его используют следующие способы:

особенности. Условия включения трансформаторов на

(электромагнитный) момент асинхронной машины.

Пуск с помощью вспомогательного двигателя.

параллельную работу.

25.

Расчетная формула момента асинхронного

10. Параллельная работа трансформаторов при

двигателя, максимальный (критический) момент

Асинхронный пуск двигателя. Пуск с помощью

различных коэффициентах трансформации.

асинхронной машины.

вспомогательного двигателя. Пуск в ход синхронного

11. Параллельная работа трансформаторов при

26.

Пуск асинхронного двигателя.

двигателя с помощью вспомогательного двигателя может

различных напряжениях короткого замыкания и

27.

Регулирование частоты вращения асинхронных

 

быть произведен только без механической нагрузки на его

группах соединения.

двигателей.

валу, т.е. практически вхолостую. В этом случае на период

12. Холостой ход трехфазного трансформатора при

28.

Асинхронные короткозамкнутые двигатели с

пуска двигатель временно превращается в синхронный

соединении обмоток Y/Y.

глубоким пазом на роторе и двойной клеткой ротора.

генератор, ротор которого приводится во вращение

13. Холостой ход трехфазного трансформатора при

 

 

соединении обмоток ∆/Y, Y/∆.

 

 

небольшим вспомогательным двигателем до n=0,95n1.

 

 

14. Автотрансформатор и регулирование напряжения

 

 

Статор этого генератора включается параллельно в сеть с

 

 

трансформаторов.

 

 

соблюдением всех необходимых условий этого соединения.

 

 

15. Трехобмоточный трансформатор и трансформатор с

 

 

 

 

 

После включения статора в сеть, с небольшой выдержкой,

расщеплёнными обмотками.

 

 

включают обмотку возбуждения, и двигатель втягивается

 

 

 

в синхронизм, а вспомогательный приводной двигатель

 

 

 

механически отключается..

 

 

 

 

 

 

 
Соседние файлы в папке новая папка
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности