- •Введение в.1. Принцип действия электрических генераторов и двигателей
- •В.2. Электромеханическое преобразование энергии
- •В.3. Классификация электрических машин
- •Вопросы для самопроверки
- •Трансформаторы
- •1.1 Основные понятия и определения
- •1.2 Принцип работы трансформатора
- •Режимы работы трансформатора
- •Режим холостого хода (хх)
- •1.3.2 Режим короткого замыкания (кз)
- •1.4 Схема замещения и уравнения электромагнитного состояния трансформатора
- •1.5. Внешняя характеристика трансформатора
- •1.6. Потери мощности и кпд трансформатора
- •1.7. Особенности работы трехфазных трансформаторов
- •1.8. Трансформаторы специального назначения
- •1.8.1. Автотрансформаторы
- •1.8.2. Трансформаторы для дуговой сварки
- •1.8.3. Измерительные трансформаторы
- •Вопросы для самопроверки
- •Решение
- •Машины постоянного тока (мпт)
- •2.1. Назначение и устройство машин постоянного тока
- •2.2. Принцип работы мпт
- •2.3. Преобразование энергии в мпт
- •2.4. Потери мощности и кпд машины постоянного тока
- •Способы возбуждения и классификация мпт
- •2.6. Реакция якоря и коммутация в мпт
- •2.7. Эдс якоря и электромагнитный момент мпт
- •2.8. Работа двигателя постоянного тока (дпт)
- •2.8.1 Механическая характеристика дпт
- •2.8.2. Пуск дпт
- •2.9. Регулирование скорости вращения дпт
- •Вопросы для самопроверки
- •Решение
- •3. Асинхронные машины (ам)
- •3.1. Определение и назначение ам
- •3.2. Устройство ад
- •3.3. Вращающееся магнитное поле
- •3.4. Принцип действия асинхронного двигателя
- •3.5. Режим идеального холостого хода
- •3.6. Скольжение
- •3.7. Скорость вращения поля ротора
- •3.8. Вращающий момент асинхронного двигателя
- •3.9. Механическая характеристика асинхронного двигателя
- •3. 10. Пуск асинхронного двигателя
- •3.10.1. Пуск двигателя с короткозамкнутым ротором
- •3.10.2. Пуск двигателя с фазным ротором
- •3.11. Однофазные и двухфазные ад
- •3.11.1. Однофазные асинхронные двигатели
- •3.11.2. Двухфазный асинхронный двигатель
- •3.12. Асинхронный тахогенератор
- •Вопросы для самопроверки
- •Решение
- •4. Синхронные машины (см)
- •4.1. Назначение и устройство синхронных машин
- •4.2. Принцип работы синхронного генератора
- •4.3. Принцип работы синхронного двигателя
- •4.4. Пуск синхронного двигателя
- •4.5. Шаговый синхронный двигатель
- •4.5.1. Принцип действия однофазного шагового двигателя.
- •4.5.2. Реверсивные шаговые двигатели.
- •4.5.3. Индукторные шаговые двигатели
- •4.5.4. Основные параметры и характеристики шаговых двигателей.
- •4.5.5. Режимы работы шаговых двигателей.
- •Вопросы для самопроверки
- •Оглавление
- •Электрические машины и трансформаторы
- •400131, Волгоград, просп. Им. В. И. Ленина, 28, корп. 1.
- •400131, Волгоград, просп. Им. В. И. Ленина, 28, корп. 7.
1.3.2 Режим короткого замыкания (кз)
Замкнутая накоротко вторичная обмотка приведет к тому, что напряжение U2 =0. Если к первичной обмотке подведено номинальное напряжение , то ток во вторичной обмотке в 15-20 раз будет больше . Такой режим недопустим, поэтому короткое замыкание обмотки является аварийным режимом и при эксплуатации в случае возникновения короткого замыкания трансформатора предусматривают меры по отключению трансформатора.
Режим КЗ проводится только в лабораторных условиях и называется опытом короткого замыкания.
Он проводится при условии, что на первичную обмотку подается номинальный ток, то есть
(20)
Тогда напряжение первичной обмотки (U1к), называемое напряжением короткого замыкания, будет незначительным. Обычно оно выражается в процентах от номинального напряжения
(21)
и составляет (2 – 5)%.
Так как мало, то, следовательно,
Вся мощность короткого замыкания Pкз пойдет на нагрев обмоток, то есть на потери в обмотках трансформатора. Эти потери называются электрическими или потерями в меди. Они складываются из потерь в первичной
и вторичной обмотках:
(22)
Пренебрегая процессом намагничивания из-за малости напряжения U1к, трансформатор можно представить схемой замещения, включив в нее только сопротивления обмоток. Тогда эта схема примет вид двух последовательно соединенных комплексных сопротивлений (рис. 5а):
− сопротивление первичной обмотки;
− сопротивление вторичной обмотки (“штрих” при активном и индуктивном сопротивлениях поясняется ниже).
Эти последовательные сопротивления складываются, вторичная обмотка соединяется проводом (так как рассматривается режим КЗ) и получается схема, содержащая сопротивления Rк и Xк. (рис. 5 б).
а)
б)
– активное и индуктивное сопротивления короткого замыкания.
Рис. 5 – Схема замещения трансформатора в режиме короткого замыкания
Для этой схемы по второму правилу Кирхгофа можно записать уравнение:
(23)
где
П остроим векторную диаграмму для этой схемы:
Рис. 6. Векторная диаграмма режима короткого замыкания
Если все стороны треугольника напряжений поделить на , то получим треугольник напряжений короткого замыкания (рис. 7).
Рис. 7. Треугольник напряжений режима короткого замыкания
Здесь:
– активная составляющая напряжения КЗ.
– реактивная составляющая напряжения КЗ.
Тогда:
(24)
При проведении опыта короткого замыкания в лабораторных условиях на первичную обмотку подается номинальный ток I1ном, а вторичная обмотка замыкается накоротко проводом. С помощью электроизмерительных приборов (ваттметра, амперметра и вольтметра) измеряют значения: .
По результатам опыта можно определить:
Потери в обмотках (потери в меди)
(25)
Сопротивления короткого замыкания Rк и Хк:
(26)