V. Упрощенная схема замещения трансформатора и внешняя характеристика.

Схема замещения:

Внешняя характеристика трансформатора представляет собой зависи­мость между вторичным напряжением и током нагрузки при заданном первич­ном напряжении

при .

Изменение вторичного напряжения определяют в процентах

.

Если ввести понятие коэффициента нагрузки трансформатора , то с учетом векторной диаграммы (рис. 9.9) и соотношений (9.18) и (9.19) выражение (9.21) можно привести к виду

или .

По известному значению определяют вторичное напряжение

ПримерИзвестны номинальные данные однофазного трансформатора: мощность = 5 кВА, первичное напряжение = 400 В, вторичное напряжение = 120 В, а также мощность потерь при холостом ходе = 50 Вт, при корот­ком замыкании = 150 Вт и напряжение короткого замыкания % = 6,5 %.

Определить ток холостого хода, коэффициент трансформации, параметры схемы замещения, активную и реактивную составляющие напряжения корот­кого замыкания, ток короткого замыкания, напряжение и ток для на­грузки с параметрами = 4 Ом, = 0,8.

Указания: 1) принять ток холостого хода равным 8 % от номинального значения; и ; 2) принять потери мощности в обмотках при коротком замыкании одинаковыми.

Решение. Номинальный ток первичной обмотки

ток холостого хода

коэффициент трансформации

Параметры схемы замещения

Ом;

Ом;

Ом.

В режиме короткого замыкания

Сопротивления короткого замыкания

Ом;

Ом;

Ом.

С учетом указания 2

Ом;

Ом.

Ток короткого замыкания

на первичной стороне

или

на вторичной стороне

Для определения напряжения и тока при заданных параметрах на­грузки рассчитаем ток

где Ом;

Ом.

Коэффициент нагрузки

Изменение вторичного напряжения по (9.23)

%.

Вторичное напряжение и вторичный ток

VI. Потери мощности и КПД трансформатора.

Баланс мощности трансформатора выражается равенством

где – активная мощность, подведенная к первичной обмотке; – мощность магнитных потерь; – мощность электрических потерь в обмотках.

Так как , то мощность магнитных потерь не изменяется и при номинальном напряжении составляет 1…2 % от номинальной мощности. Мощ­ность потерь в обмотках зависит от нагрузки, так как .

КПД трансформатора

Так как , при опытах холостого хода и короткого замыка­ния было получено

;

. (9.25)

Расчет по (9.25) показывает, что с увеличением нагрузки КПД сначала бы­стро возрастает, при нагрузке 50…70 % от номинальной достигает максималь­ного значения и затем уменьшается. Максимальный КПД силовых трансформа­торов достигает 99,5 %.

ПримерДля трансформатора, параметры которого приведены в при­мере 9.1, определить КПД при = 0,8 и изменении нагрузки от холостого хода до номинальной.

Решение.Согласно (9.25)

Задаваясь различными коэффициентами нагрузки, получим

, о.е.	0,25	0,5	0,75	1,0
, о.е.	0,944	0,958	0,957	0,952

Машины переменного тока.

1. Асинхронные машины -это бесколлекторная машина переменного тока, у которой при работе возбуждается вращающееся магнитное поле, но ротор враща­ется асинхронно, т.е. с угловой скоростью, отличной от угловой скорости поля.

Асинхронные двигатели являются самыми распространенными из всех двигателей. Их преимущества состоят в простоте устройства, большой надеж­ности и сравнительно низкой стоимости.

Широко применяются трехфазные асинхронные двигатели, предложенные М.О. Доливо-Добровольским в 1888 г. Они выполняются мощностью от долей ватта до тысяч киловатт, с частотой вращения от 500 до 3000 об/мин и напряже­нием до 10 кВ. Однофазные асинхронные двигатели используют для привода бы­товых приборов, электроинструмента, в схемах автоматики. Они питаются от од­нофазной цепи и имеют мощность, как правило, не выше 0,5 кВт.

Асинхронные машины могут работать в режиме генератора. Но как источ­ники электрической энергии они почти не применяются, так как не имеют соб­ственного источника возбуждения магнитного потока и по своим показателям уступают синхронным генераторам.

Асинхронные машины применяют в качестве регуляторов напряжения, фазорегуляторов, преобразователей частоты и др.

Недостатками асинхронных машин являются сложность и неэкономичность регулирования их эксплуатационных характеристик.

Лекция №12

Асинхронный двигатель.

Вопросы:

1. устройство и условное обозначение на схемах.
2. Получение вращающегося магнитного поля и принцип действия АД
3. Схема замещения и векторная диаграмма АД
4. Электромагнитный момент
5. Механическая характеристика
6. Способы пуска
7. Регулирование частоты вращающегося двигателя
8. Однофазный АД. Принцип действия.

Преимущество АД:

1. Принципиальное отсутствие коллектора, поэтому двигатель более подвижен.
2. Имеет меньшие габариты, вес и материалоемкость а значит меньшую стоимость.
3. Питается от сети синусоидального тока

Недостатки АД:

1. Маленький пусковой момент
2. Узкий диапазон регулирования частоты вращения электрическими методами.