- •Электрические цепи постоянного тока.
- •Энергетический баланс.
- •Принцип (метод) наложения.
- •Преобразование схемы типа «звезда» в схему типа «треугольник».
- •Метод эквивалентного генератора.
- •Передача энергии от активного двухполюсника к нагрузке.
- •Электрические цепи однофазного синусоидального тока.
- •Конденсатор в цепи синусоидального тока.
- •Основы символического метода:
- •Активная, реактивная и полная мощности.
- •Передача энергии от активного двухполюсника к нагрузке.
- •Трёхфазные цепи.
- •Расчёт трёхфазных цепей.
- •Активная, реактивная и полная мощности трёхфазных цепей.
- •Измерение активной мощности трёхфазной цепи.
- •Магнитные цепи.
- •Уравнения напряжений и токов трансформатора.
- •Уравнения магнитодвижущих сил и токов.
- •Изменение вторничного напряжения.
- •Потери энергии в трансформаторе.
- •PГруппы соединений трёхфазных трансформаторов.
- •Вращающееся магнитное поле.
- •Получение кругового вращающегося магнитного поля.
- •Принцип действия асинхронного двигателя.
- •Устройство асинхронного двигателя.
- •Формула для нахождения частоты вращающегося поля.
- •Эдс статора и неподвижного ротора. Режим холостого хода.
- •Эдс вращающегося ротора.
- •Устойчивая работа двигателя.
- •Влияние изменения напряжения сети.
- •Регулировка скорости вращения асинхронного двигателя.
- •Тормозные режимы.
- •Синхронный двигатель.
- •Влияние тока возбуждения на работу двигателя.
- •Пуск синхронного двигателя.
- •Выпрямление переменного напряжения.
Изменение вторничного напряжения.
В условиях эксплуатации нагрузка трансформатора может изменяться в широких пределах. Соответственно меняется и напряжения на зажимах вторичной обмотки. Отклонение величины от выражают в процентах и называют процентным изменением вторичного напряжения, то есть .
Имея паспортные данные трансформатора при любой нагрузке и постоянном напряжении на зажимах первичной обмотки можно рассчитать процентное изменение вторичного напряжения :
, где - коэффициент нагрузки трансформатора;
;
;; ;
.
Последнее выражение показывает, что процентное изменение вторичного напряжения зависит не только от величины нагрузки, но и от её характера.
1 – случай для активной нагрузки ();
2 – случай для индуктивной нагрузки (;
3 – случай для ёмкостной нагрузки ().
Внешняя характеристика трансформатора – зависимость напряжения на зажимах вторичной обмотки от коэффициента нагрузки трансформатора.
Внешняя характеристика зависит от характера нагрузки, кроме того, напряжение на зажимах вторичной обмотки можно найти по следующей формуле: .
1 – случай для активной нагрузки ;
2 – случай для индуктивной нагрузки ;
3 – случай для ёмкостной нагрузки .
Потери энергии в трансформаторе.
Потери энергии в трансформаторе делятся на электрические и магнитные.
Электрические потери обусловлены нагревом обмоток при прохождении по ним тока. При проектировании трансформатора потери рассчитываются следующим образом: , где - число фаз трансформатора. Для изготовления трансформатора эти потери определяются опытным путём, измеряя мощность короткого замыкания при номинальных токах в обмотках по формуле: . Эти потери являются переменными.
.
Кроме того эти потери называют потерями в меди, то есть в медных проводах обмотки.
Магнитные потери происходят главным образом магнитопроводе. Причина их лежит в систематическом перемагничивании магнитопровода переменным магнитным полем. Магнитные потери определяются по формуле: , где - потери вследствие гистерезиса; - потери вследствие вихревых токов.
При неизменно первичном напряжении, то есть , и при неизменной частоте, то есть магнитные потери не зависят от нагрузки трансформатора.
При изготовлении трансформатора магнитные потери определяют в опыте холостого хода при номинальном первичном напряжении. При проектировании трансформатора магнитные потери определяются по значению удельных магнитных потерь на килограмм тонколистовой электротехнической стали при определённом значении магнитной индукции и частоте перемагничивания .
Магнитные потери называются потерями в стали.
Таким образом, общие потери можно определить по формуле: , где величина определяется в опыте холостого хода; величина определяется в опыте короткого замыкания.
Коэффициент полезного действия: , где - мощность, поступающая в нагрузку; - мощность, поступающая из сети в первичную нагрузку.
Коэффициент полезного действия силовых трансформаторов составляет 90-95 процентов, поэтом коэффициент полезного действия силовых трансформаторов рассчитывают косвенным путём по данным опытов холостого хода и короткого замыкания.
;
; ;
;
, следовательно, , то есть потери в стали равны потерям в меди. Тогда: .
Для силовых трансформаторов оптимальный коэффициент трансформации лежит в следующих пределах .
Трёхфазные трансформаторы.
Всё полученное ранее для однофазного трансформатора можно применить для каждой фазы трёхфазного трансформатора. В случае симметричной нагрузки трёхфазные трансформаторы изготавливают мощностью до , то есть они применяются в установках средней и небольшой мощности.
Устройство трёхфазного трансформатора.
На каждом стержне трёхстержневого магнитопровода размещены первичные и вторичные обмотки, относящиеся к одной и той же фазе. В данном случае обмотки высшего и низшего напряжения соединены звездой. Применяют и другую систему, когда обмотки высшего напряжения соединены звездой, а обмотки низшего напряжения соединены треугольником.
Необходимо знать начала и концы обмоток. Начала обмоток высшего напряжения обозначаются заглавными буквами , и , а концы – заглавными буквами , и . Начала обмоток низшего напряжения обозначаются прописными буквами , и , а концы – прописными буквами , и .
Маркировка зажимов обмоток, расположенных на одном стержне выполняется так, чтобы индуцированные магнитным поток МДС совпадали по фазе.
Например:
Если у одной из обмоток поменять начало и конец, то индуцированные магнитными потоками МДС будут прямопротивоположенными по фазе.