5.3. Трансформатори спеціального призначення

Автотрансформатори. Вони відрізняються від звичайних трансформаторів тим, що обмотка нижчої напруги складає частину обмотки вищої напруги ( рис.5.8 ).

Рис. 5.8. Схема однофазного автотрансформатора.

Електрична енергія в автотрансформаторах передається не тільки електромагнітним, але й гальванічним шляхом. При чому спільну обмотку можна зробити тоншим проводом.

Автотрансформатори використовують якщо коефіцієнт трансформації та 1000 В, оскільки при більших n позитивні якості автотрансформаторів втрачаються, а при великих напругах зростає електронебезпека.

Вимірювальні трансформатори

Їх використовують в колах змінного струму для розширення границь вимірювання приладів, а також відокремлення електровимірювальних приладів від високовольтних частин установок.

Вимірювальний трансформатор напруги ( рис.5.9а ). У цих трансформаторів номінальна напруга вторинної обмотки U_2ном=100В. Тому необхідну напругу знаходять так U₁=K_UU₂,

де K_U= відомий коефіцієнт трансформації вимірювального трансформатора напруги. Цей трансформатор страшиться режиму короткого замикання.

а б

Рис. 5.9. Схеми вмикання вимірювальних трансформаторів:

а – напруги; б – струму.

Вимірювальний трансформатор струму(рис. 5.9б). У цих трансформаторів I_2ном=5A. Необхідний струм знаходять так I₁=K_II₂,

де K_I = відомий коефіцієнт трансформації вимірювального трансформатора струму. Цей трансформатор працює у режимі короткого замикання та страшиться режиму холостого ходу.

6. Асинхронні машини

Асинхронні машини – машини змінного струму, в яких кутова швидкість ротора змінюється при зміні навантаження на валу.

Їх частіше використовують для перетворення електричної енергії у механічну. В умовах промисловості звичайно застосовують трифазні двигуни, які працюють при напрузі 380 В.

6.1. Будова трифазних асинхронних машин

Асинхронна машина складається з нерухомої частини – статора і рухомої – ротора.

Статор має таку будову. В середині металевого корпусу знаходиться порожній циліндр, виготовлений з листової електротехнічної сталі. В пазах цього циліндра розміщено 3р однакових котушок, магнітні осі яких зсунуті одна відносно другої на 120 електричних градусів (p – кількість пар полюсів). Виводи обмоток статора С1 і С4, С2 і С5, С3 і С6. Їх з’єднують трикутником або зіркою та вмикають на різні напруги, наприклад 220/380 В.

Ротор складають теж з дисків електротехнічної сталі, які закріплюють на валу. У пазах ротора є стержні короткозамкненої обмотки, або обмотка з окремих котушок. Отже ротор може бути короткозамкнений або фазний. Обмотки фазного ротора з’єднують зіркою, початки яких через контактні кільця та щітки приєднують до затискачів Р1, Р2 і Р3.

6.2. Трифазні асинхронні двигуни

При підключенні обмотки статора до трифазної мережі кожна обмотка фази статора збуджує своє магнітне поле, результуюче магнітне поле трьох обмоток буде незмінне, але воно швидко обертається.

Магнітне поле статора обертається з синхронною кутовою швидкістю

, ,

якій відповідає синхронна частота обертання ,.

Якщо промислова частота f=50 Гц та кількість пар полюсів приймає значення р = 1, 2, 3, 4, ... отримуємо такі синхронні частоти обертання:

=3000, 1500, 1000, 750, ... ;.

Магнітне поле статора збуджує у фазах обмоток статора та ротора ЕРС. Оскільки коло ротора замкнено, в його обмотках з’явиться струм, який утворює магнітний потік ротора. Взаємодія магнітних потоків ротора та статора приведе до обертання ротора з кутовою швидкістю . Ротор буде обертатися в тому ж напрямі, що і магнітне поле статора. Якщо машина працює в режимі двигуна, завжди ,тобто ротор якби проковзує відносно магнітного поля статора на величину

,

яку називають ковзанням. Номінальне ковзання для двигунів має невелике значення = 0,02 ... 0,1.