- •Рекомендуемая литература
- •Лекция №1
- •Лекция №2
- •Раздел 1. Трансформаторы
- •Лекция №3
- •Лекция №4
- •Лекция №5
- •Лекция №6
- •Лекция №7
- •Лекция №8
- •Лекция №9
- •Лекция №10
- •Лекция №11
- •Лекция №12
- •Лекция №13
- •Лекция №14
- •Лекция №15
- •Лекция №16
- •Глава 2. Асинхронные машины
- •Лекция №17
- •Лекция №18
- •Лекция №19
- •Лекция №20
- •Лекция №21
- •Лекция №22
- •Лекция №23
- •Лекция №24
- •Лекция №25
- •Лекция №26
- •Лекция №27
- •Лекция №28
- •Лекция №29
- •Лекция №30
- •Глава 3. Синхронные машины
- •Лекция №31
- •Лекция №32
- •Лекция №33
- •Лекция №34
- •Лекция №35
- •Лекция №36
- •Лекция №37
- •Глава 4. Машины постоянного тока
- •Лекция №38
- •Лекция №39
- •Лекция №40
- •Лекция №41
- •Лекция №42
- •Лекция №43
- •Лекция №44
- •Лекция №45
- •Лекция №46
- •Лекция №47
- •Лекция №48
- •Лекция №49
- •Лекция №50
- •Лекция №51
- •Лекция №52
- •Лекция №53
- •Лекция №54
- •Лекция №55
- •Лекция №56
Рекомендуемая литература
1. Кацман М.М. Электрические машины.- М.: Высшая школа, 2006.
2. Кацман М.М. Руководство к лабораторным работам по электрическим машинам и электроприводу. - М.: Высшая школа, 2005.
3. Кацман М.М. Электрические машины и электропривод автоматических устройств. - М.: Высшая школа, 2007.
4. Токарев Б.Ф. Электрические машины. - М.: Энергоиздательство, 2005.
5. Дьяков В.И. Типовые расчеты по электрооборудованию.-М
«Высшая школа», 2008.
Лекция №1
ВВЕДЕНИЕ
Электрические машины являются основными элементами электрических установок. Они используются как источники (генераторы) электрической энергии, как двигатели, чтобы приводить в движение самые разнообразные рабочие механизмы на заводах и фабриках, в сельском хозяйстве, на строительных работах и т. д.
Электрические машины, предназначенные для преобразования механической энергии в электрическую, называются генераторами; электрические машины, предназначенные для обратного преобразования электрической энергии в механическую, называются двигателями.
Электрические машины применяются также для преобразования рода тока (например, переменного тока в постоянный), частоты и числа фаз переменного тока, постоянного тока одного напряжения в постоянный ток другого напряжения. Такие машины называются электромашинными преобразователями.
Электрическая машина имеет две основные части — вращающуюся, называемую ротором, и неподвижную, называемую статором (рис. 1-1).
Рис. 1-1. Обычная конструктивная схема электрической машины, 1 — статор; 2 — ротор; 3 — подшипники.
К электрическим машинам относят также трансформатор.
Трансформатор представляет собой статический электромагнитный аппарат, который служит для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения, но той же частоты.
Хотя он и не является машиной (не имеет движущихся частей), все же его теория изучается вместе с теорией электрических машин, так как основные соотношения между величинами, характеризующими рабочий процесс трансформатора, применимы и к электрическим машинам.
Лекция №2
Раздел 1. Трансформаторы
Общие определения
Трансформатор представляет собой статический электромагнитный аппарат с двумя (или больше) обмотками, имеющими между собой магнитную связь, осуществляемую переменным магнитным полем, и служит для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при сохранении частоты тока неизменной.
Для усиления магнитной связи между обмотками они помещаются на стальном сердечнике (рис. 2-1). Трансформаторы, не имеющие стального сердечника, называются воздушными. Они применяются в специальных случаях при преобразовании переменных токов высокой частоты (от 10000— 20000 Гц и выше). Мы будем рассматривать трансформаторы со стальным сердечником.
Рис. 2-1. Двухобмоточный трансформатор. Г — генератор переменного тока.
Трансформатор имеет не меньше двух обмоток; из них первичной обмоткой 1 называется обмотка, которая получает энергию преобразуемого переменного тока, вторичными обмотками 2 — обмотки, которые отдают энергию преобразованного переменного тока.
Трансформаторы применяются в основном для преобразования однофазного и трехфазного тока. В соответствии с этим различают однофазные и трехфазные трансформаторы.
Впервые трансформаторы получили техническое применение в схемах со свечами Яблочкова. П. Н. Яблочков разработал конструкцию однофазного трансформатора с разомкнутым сердечником и при своих опытах, а также при эксплуатации своих осветительных установок выявил основные его свойства.
Основные элементы устройства
Основными частями трансформатора являются его сердечник и обмотки. Сердечник для уменьшения потерь от вихревых токов собирается из листов специальной электротехнической стали с относительным содержанием кремния до 4—5%. Толщина стали берется 0,5 или 0,35 мм (еще более тонкие листы применяются при повышенной частоте тока). Листы перед сборкой сердечника покрываются с обеих сторон лаком, что дает более прочную и тонкую изоляцию между листами, чем бумага, которой иногда оклеиваются листы до нарезки их на полосы.
Сердечник состоит из стержней, на которых помещаются обмотки, и ярм, которые замыкают стержни и не имеют обмоток. Сборка листов (полос) сердечника производится, как правило, "внахлестку". Таким путем удается свести до весьма малого значения магнитные сопротивления стыков между стержнями и ярмами.
На рис. 2-2 показаны отдельные слои листов, из которых состоит сердечник однофазного трансформатора, а на рис. 2-3 — два слоя листов сердечника трехфазного трансформатора.
Рис. 2-2. Листы сердечника однофазного трансформатора при сборке их «внахлестку».
Рис. 2-3. Листы сердечника трехфазного трансформатора при сборке их «внахлестку».
Листы сердечника стягиваются при помощи накладок и шпилек, изолированных от листов (рис. 2-4). Листы верхнего ярма окончательно закладываются и затем стягиваются, после того как помещены обмотки на стержнях сердечника (рис. 2-5).
Рис. 2-4 Изоляция шпильки, стягивающей листы сердечника.
Рис. 2-5 Сборка сердечника трехфазного трансформатора.
Различные формы сечения стержня и ярма представлены на рис. 2-6 и 2-7. Сечение по рис. 2-6,а применяется лишь для небольших трансформаторов; сечения по рис 2-6,б и в применяются для трансформаторов средней и большой мощности. При большом числе ступеней сечения его периметр приближается к окружности, и, следовательно, при том же сечении стержня уменьшается средняя длина витка обмоток, а при этом и количество расходуемой обмоточной меди.
Рис. 2-6. Форма сечения стержней.
Рис. 2-7. Формы сечения ярма.
Холостой ход трансформатора
|
Под холостым ходом трансформатора понимается режим его работы при разомкнутой вторичной обмотке. В этих условиях трансформатор со стороны первичной обмотки во всем подобен катушке со стальным сердечником.
Рис. 2-11. Холостой ход трансформатора. (2-8) Отношение напряжений при холостом ходе трансформатора называется коэффициентом трансформации. Обычно берется отношение высшего напряжения к низшему. Если при холостом ходе трансформатора к его первичной обмотке подведено номинальное напряжение U1н, указанное на щитке трансформатора, то на зажимах вторичной обмотки д |