21. Трехобмоточные трансформаторы
Трехобмоточный трансформатор- это двухобмоточный трансформатор с добавленной на каждый стержень трансформатора еще одной, третьей, обмоткой с каким-то напряжением (6.3-110кВ). Третью обмотку с таким напряжением называет- обмоткой среднего напряжения(СН). В таких трансформаторах напряжение сети U1 трансформируется одновременно в 2 напряжения U2 и U3. По существу трехобмоточный трансформатор представляет собой 2 трансформатора которые могут работать как раздельно так и одновременно
23. Автотрансформаторы Автотрансформа́тор -вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только электромагнитную 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.
24.Сварочные трансформаторы Сварочные трансформаторы предназначены для создания устойчивой электрической дуги, поэтому они должны иметь требуемую внешнюю характеристику. Как правило, это падающая характеристика, так как сварочные трансформаторы используются для ручной дуговой сварки и сварки под флюсом Сварочные трансформаторы работают в режиме меняющихся напряжений и тока и рассчитаны на кратковременные короткие замыкания сети. Для сварки переменным током широко применяют однофазные трансформаторы, которые разделяют силовую и сварочную цепи и понижают высокое напряжение 380 или 220 В до величины не более 80 В.
25.Общие вопросы машин электрического тока 1.Устройство и принцип действия. Электрические машины имеют две основные части: неподвижный статор и вращающийся ротор, разделенные зазором. На статоре размещают стальные сердечники, которые служат для проведения 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 вращающегося магнитного поля Ротор- в виде сплошного цилиндра, набранного из листов электротехнической стали. Снаружи имеются пазы где укладывается обмотка. Железо ротора насажено на вал
26.Вращающееся магнитное поле Вращающееся магнитное поле — поле, вектор магнитной индукции которого, не изменяясь по модулю, вращается с постоянной угловой скоростью. Вращающееся магнитное поле создаётся двумя или более пульсирующими магнитными полями одинаковой частоты, но сдвинутыми друг относительно друга по фазе и в пространстве. За счёт разности фаз пульсирующих магнитных полей результирующий вектор магнитной индукции изменяет своё положение. Разность фаз для двухфазных систем должна составлять 90°, а для 3-фазных 120°.
27.Принцип действия асинхронной машины Слово асинхронно означает неодновременное вращение поля статора и ротора. При включении обмотки статора в сеть, создается вращающееся магнитное поле. Это поле пересекая обмотку ротора наводит в ней ЭДС. Под действием этого ЭДС в обмотке будет протекать ток. Этот ток будет взаимодействовать с магнитным потоком. Взаимодействие вращающего магнитного поля статора с током в роторе создает вращающий момент, за счет которого ротор будет вращаться в ту же сторону, что и поле, но с небольшим отставанием.
28.Принцип действия синхронной машины Синхронной машиной переменного тока называется такая машина, скорость которой находится в строгой зависимости от частоты. Ротор вращается с такой же скоростью что и поле статора: n1=60f1/p Статор синхронной машины аналогичен асинхронной машине. Он набирается из листов электротехнической стали. В пазах статора расположены три фазы, сдвинутые на 1200 относ. друг друга. Ротор в синхронном турбогенераторе выполняется неявнополюсным. В зависимости от типа привода различают: турбогенераторы, гидрогенераторы, дизель генераторы
29.Обмотки статоров машин переменного тока 30.Однослойные обмотки 31.Двухслойные обмотки Определяющим шагом обмотки называется расстояние от начала одной катушки до конца той же катушки С конструктивной стороны обмотки делятся на: -однослойные -двухслойные Однослойные обмотки выполняются сравнительно редко, обычно у двигателей малой мощности. Однослойные обмотки характерны тем, что в пазу располагается только одна активная сторона. Типы обмоток: -Концентрические обмотки выполняются чаще из жестких секций, лобовые части отгибаются в 2-3 плоскости. -Шаблонные обмотки- их секции наматываются на шаблоне и круглого провода. -Катушечные обмотки широко используются на ремонтных заводах Двухслойные обмотки. Особенностью двухслойной обмотки является то, что в пазу укладывается обмотка в 2 слоя. Недостатки: неудобство ремонта Преимущества: меньше расход меди; В обмотке с укороченным шагом, можно избавится от высших гармоник ЭДС
32. Магнитное поле обмоток переменного тока Магнитное поле создаваемое током обмотки, подразделяется на три пространственные зоны: 1)поле воздушного зазора 2)поле пазов 3)поле лобовых частей обмотки Магнитные линии поля воздушного зазора пересекают воздушный зазор и замыкаются через сердечники статора и ротора. Магнитное поле пазов создается токами проводников паза, и к нему относятся линии магнитной индукции, которые не пересекают воздушного зазора и замыкаются в пределах данной части машины. Магнитное поле лобовых частей обмотки сосредоточено в области лобовых пространств обмотки В действительности существует единое магнитное поле обмотки, однако, пользуясь принципом наложения, можно рассматривать перечисленные выше поля по отдельности. В частности можно рассматривать отдельно поле тока каждого паза, хотя поля токов всех пазов складываются в общее поле более сложного характера
33.Стандартизация в области электрических машин Стандартизация электрических машин базируется на нескольких принципах: 1)Должно быть сгруппировано для унификации и последующей стандартизации все то, что прям не препятствует получению любых необходимых потребителям характеристик электрических машин 2)Должны быть стандартизованы конструктивные параметры, обеспечивающие максимальную выгоду как производителю, так и потребителю за счет конструктивной взаимозаменяемости составных частей и машины в целом 3)Должны быть созданы ограничительные стандарты, исключающие возможность создания электрических машин с очень близкими или совпадающими по основным параметрам характеристиками
34.Асинхронные машины 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: -статор- неподвижная часть машины -ротор- подвижная часть машины При включении обмотки статора в сеть создается вращающееся магнитное поле. Это поле пересекая обмотку ротора наводит в ней ЭДС. Под действием этой ЭДС по обмотке будет протекать ток. Взаимодействие вращающего момента м.п. статора с током в роторе создает вращающий момент, за счет которого ротор будет вращаться ту же сторону, что и поле, но с небольшим отставанием
35.Конструкции асинхронных двигателей Основными конструктивными элементами асинхронного двигателя являются неподвижный статор и подвижный ротор. Статор представляет собой магнитопровод выполненный из листов электротехнической стали в виде полого цилиндра. Внутри этот цилиндр зубчатый, т.е. имеет пазы в которые укладывается обмотка, предназначенная для вращающего магнитного поля. Статор служит для создания вращающего магнитного поля и передачи энергии со статора на ротор Ротор- в виде сплошного цилиндра, набранного из листов электротехнической стали. Снаружи имеются пазы где укладывается обмотка. Железо ротора насажено на вал. В зависимости от типа обмотки роторы двигателей обычного исполнения делятся на короткозамкнутые и фазные Обмотка короткозамкнутого ротора представляет собой медные стержни, забитые в пазы. С двух сторон эти стержни замыкаются кольцами. Двигатели большой мощности имеют на роторе фазную обмотку. Конструкция ее аналогична обмотке статора. Концы этой обмотки выведены на контактные кольца. С помощью этих колец и токосъемных щеток к обмотке ротора подключают дополнительные сопротивления.
36.Режимы работы асинхронных машин Режим работы асинхронной машины зависит от пределов скольжения в которых он изменяется Скольжение: S=(n1-n)/n1 n-скорость ротора n1- скорость магнитного поля статора 1)при неподвижном роторе n=0 , S=1 если ротор будет вращаться с n=n1 ,S=0 Этот диапазон скольжений соответствует двигательному режиму 2)Если под действием спускаемого груза раскрутить ротор до скорости больше синхронной, то машина перейдет в генераторный режим. n>n1, S<0-скольжение отрицательное. При этом режиме механическая мощность будет преобразована в электрическую, которая будет отдаваться в сеть P1, а реактивная будет потребляться для создания магнитного потока-Q 3)Режим противовключения. При этом режиме мощность будет потребляться из сети и механическая мощность будет терятся в роторе. Это тяжелый режим для асинхронной машины.
41.Механическая характеристика асинхронного двигателя Механической характеристикой двигателя называется зависимость частоты вращения ротора от момента на валу n=f(M2). Так как при нагрузке момент х.х мал, то M2≈M и механическая характеристика представляется зависимостью n=f(M). Если учесть взаимосвязь s=(n1-n)/n1, то механическую хар-ку можно получить, представив ее графическую зависимость в координатах n и M
7. Уравнения напряжение трансформаторов Для вывода ур-ний напр-ий , магн. поток трансформатора разделяют на несколько составляющих; 1)Основной магнитный поток, который протекает в магнитопроводе трансформатора. 2) Магнитный поток рассеяния первичной обмотки. Этот поток проходит вне магнитопровода замыкаясь в воздухе или в масле вокруг первичной обмотки Фδ1 3)Магнитный поток рассеяния вторичной обмотки Фδ2. Проходит вне магнитопровода и исп-ся только со вторич. Обмоткой Запишем ур-ния по 2 закону Кирхгофа а)для первичной обмотки U1+E1+Eδ1=I1r1 б)для вторичной обмотки E2+Eδ2=I2r2+U2; U2=I2zн r1,r2-актив сопротивления обмоток zн-комплексное сопротивление нагрузки Выразим из уравнений напряжение U1,U2 U1=-E1+jI1xδ1+I1r1 U2=E2-jI2xδ2-I2r2
8.Уравнения МДС и токов На холостом ходу транс-ра, т.е. при разомкнутой вторичной обмотке основн. магн. поток созд-ся только током х.х в первич. обмотке МДС созд-ое этим током I0ω1 I0- ток х.х, ω1-число витков первич. обмотки Это МДС вызыв. в магнитопроводе осн. магнитный поток с амплитудой: Фm=(√2*I0ω1)/Rm Rm-магн. сопр-ие. При замык . вторич. обмотки на нагрузку в ней возникает ток I2, а ток в первичной обмотке увел-ся до зн-ия I1 Магн. поток созд-ся действием 2-х МДС I1w1, I2w2. Однако вел-на магн. потока практичски не изм-ся с ростом нагрузки, поэтому можно записать I0w1=I1w1+I2w2- уравнение МДС Разделил обе части ур-ния МДС на число витков w1 получим уравнения токов I0=I1+I2’ ; I2’=I2-w2/w2
37. Уравнения напряжение и токов асинхронной машины Уравнение напряжение обмотки статора U1=-E1+jI1x1+I1r1 Уравнение напряжений обмотки ротора 0=E2-jI2x2-I2*r2/S r1,r2- активные сопр-я обмоток статора и ротора Уравнения токов АМ такие же как для трансформатора: I0=I1+I2’ I2’=I2*(w2*Kоб2*m1)/(w2*Kоб1*m1) m1,m2- число фаз на статоре и роторе I2’- ток ротора приведенный к обмотке статора
38. Приведенный асинхронный двигатель Приведенным называют двигатель в котором параметры обмотки ротора приведены к обмотке статора. Приведение параметров используют при построении векторных диаграмм, а также для получения схемы замещения по которой удобно рассчитывать параметры машины. Формулы для приведения параметров можно получить из условий равенства МДС, мощностей и потерь в реальной и приведенной машине. Эти формулы аналогичны формулам приведения трансформатора: E2’=E2*Ke I2’=I2/KI Z2’=Z2*Ke*KI