Список вопросов к ГЭ по специальности «Электромеханика»

1. Физич. Представление магн. Поля в тр-ре. Выделение из общей картины потока рассеяния. Параметры рассеяния в электрических схемах замещения тр-ра.

Действие тр-ра основано на явлении электромагн. индукции. При подключении источника переменного тока к первичной обмотке, в ней протекает переменный ток, который создаст в магнитопроводе магн. поток (МП).

МП можно условно разделить на основной поток (поток взаимоиндукции – взаимодействующий с вторичной обмоткой) и поток рассеяния (поток не пересекающий витков вторичной катушки). МП наводит ЭДС в первичной (самоиндукции) и во вторичной (взаимоиндукции) обмотках.

При подключении нагрузки к выводам вторичной обмотки под действием ЭДС в цепи этой обмотки создается ток, который создает свой МП, наводящий во втор. обмотке ЭДС самоиндукции, а в первич. противоЭДС. В зависимости от характера нагрузки при изменении тока во вторичной обмотке изменяется ток в первичной.

В реальном тр-ре помимо основного магнитного потока Ф, замыкающегося по магнитопроводу и сцепленного со всеми обмотками тр-ра, имеются также потоки рассеяния Ф_σ1 и Ф_σ2 (рис 1.7), которые сцеплены только с одной из обмоток. Потоки рассеяния не участвуют в передаче энергии, но создают в каждой из обмоток соответствующие ЭДС самоиндукции ; .

Магнитный поток рассеяния сцеплен с витками лишь собственной обмотки и индуцирует ЭДС рассеяния. МП рассеяния замыкаются главным образом в немагнитной среде (воздух, масло, медь, бак) магнитная проницаемость которой постоянна, индуктивности тоже постоянны. Чтобы уменьшить рассеяние нужно уменьшить расстояние между обмотками ВН и НН. Поскольку потоки рассеяния полностью или частично замыкаются по воздуху, они пропорциональны МДС соответствующих обмоток или соответствующим токам: ; .

Величины X1 и X2 называют индуктивн. сопротивл. обмоток тр-ра, обусловленными потоками рассеяния. Так как векторы ЭДС Е_σ1 и Е_σ2 отстают от соответствующих потоков и токов на 90°, то ; .

При этом комплекс. уравнения тр-ра примут вид ; ; .

Замена ЭДС Е_σ1 и Е_σ2 ,падениями напряжений jÍ₁X₁ и jÍ₁X₂ наглядно показывает роль потоков рассеяния: они создают индуктивн. падения напряж. в обмотках, не участвуя в передаче энергии из одной обмотки в другую.

2. Переход от эл.Магн. Схемы тр-ра к электрич. (схема замещ.). Ур-ния приведённого тр-ра. Вект. Диаграммы. (26)

Т.к эл.магнитную схему очень трудно рассчитать поэтому переходят к схеме замещения.

П араметры: - активное сопр. перв. обмотки.; - индуктивное сопр. пропорциональное потокам рассеяния перв. обм.; - индукт. сопр. втор. обм. приведенное к перв. стороне.; - акт. сопр. втор. обм. приведенное к перв. стороне.; - искусственно введенное в Эл. схему замещения акт. сопр. на котором при протекании по нему тока х.х. будет выделено столько тепла, сколько в магнитопроводе на вихревые токи и гистерезис; - индуктивное сопр. пропорциональное потокам взаимной индукции (индуктивное сопр. взаимоиндукции).

Уравнение приведенного тр-ра:

U ₁ = -E₁ + jx₁I₁+r₁I₁ - первичная сторона

U₂^/ = E₂^/ - jx₂^/I₂^/ - r₂^/I₂^/ - вторичная сторона

I₁ = I₀ + I₂^/ , I₀ = - E₁ / Z_m

Последовательность построения диаграмм:

П остроение векторной диаграммы удобнее начинать с вектора основного потока Ф. Отложим его по оси абсцисс. Вектор I₁₀ опережает его на угол  . Далее строим векторы ЭДС Е₁ и Е₂', которые отстают от потока Ф на 90°. Для определения угла сдвига фаз между E₂' и I₂' следует знать характер нагрузки. Предположим, она - активно-индуктивная. Тогда I₂' отстает от E2' на угол ₂. Воспользуемся вторым основным уравнением:

и произведем сложение векторов. Для этого к концу вектора E₂' пристроим вектор - j I₂' x₂', а к его концу - вектор - I₂' r₂'. Результирующим вектором U₂' будет вектор, соединяющий начало координат с концом последнего вектора. Теперь используем третье основное уравнение из которого видно, что вектор тока I₁ состоит из геометрич. суммы векторов I₁₀ и - I₂'. Произведем это суммирование и достроим векторную диаграмму. Теперь вернемся к первому основному уравнению:

Чтобы построить вектор - Е₁ , нужно взять вектор +Е₁ и направить его в противоположную сторону. Теперь можно складывать с ним и другие векторы: + j I₁ x₁ и I₁ r₁ . Первый будет идти перпендикулярно току, а второй - параллельно ему. В результате получим суммарный вектор u₁. Построенная векторная диаграмма имеет общий характер. По этой же методике можно осуществить ее построение, как для различных режимов, так и для разных характеров нагрузки.