- •Генераторы постоянного тока с независимым возбуждением. Принцип работы. Характеристики.
- •Генераторы постоянного тока с параллельным возбуждением. Процесс самовозбуждения. Принцип работы. Характеристики.
- •Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением. Принцип работы. Механические и рабочие характеристики.
- •Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением. Принцип работы. Механические и рабочие характеристики.
- •Регулирование скорости вращения двигателей постоянного тока.
- •Режим электрического торможения двигателей постоянного тока.
- •Трансформаторы: конструкция, принцип работы, схема замещения и уравнения однофазного трансформатора.
- •Режим работы и опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатора.
- •Работы трансформаторов под нагрузкой. Изменение вторичного напряжения. Кпд трансформатора.
- •Трехфазные трансформаторы. Конструктивные исполнения. Схемы и группы соединения обмоток. Параллельная работа трансформаторов.
Режим работы и опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатора.
При работе трансформатора в режиме хх его вторичная обмотка разомкнута. По первичной обмотке, включенной в цепь переменного тока, протекает ток холостого хода I0 (2-10% от Iном). Произведение этого тока на число витков Wt первичной обмотки определяет м. д. с. первичной обмотки, которая связана с максимальным магнитным потоком отношением
, где RM— магнитное сопротивление.
В то же время при постоянной частоте магнитный поток зависит только от величины э. д. с
, откуда
Для первичной цепи напряжение
При хх падение напряжения I0 Z1 очень мало, оно не превышает 0,5% от U1 и им можно пренебречь, тогда
т. е. подведенное к трансформатору напряжение U1 уравновешивается практически только э. д. с. E1. Магнитный поток в этом случае
При разомкнутой вторичной обмотке трансформатора э. д. с. на зажимах этой обмотки E2=U20, откуда
где U20— напряжение на выводах вторичной обмотки трансформатора в режиме холостого хода; k — коэффициент трансформации.
Режим хх позволяет определить величину магнитных потерь в магнитопроводе Т. Потери в Т слагаются из потерь в стали на гистерезис и вихревые токи и потерь в меди. В современных Т потери в стали составляют: при мощности Т 5 кВа 1,2—1,8%, при 100 кВа 0,6—0,9%, при большей мощности 0,2—0,5% номинальной мощности.
Рис.
8.6. Векторная диаграмма
холостого хода трансформатора
Рис.8.7 Опыт холостого хода трансформатора
Работа трансформатора в режиме хх характеризуется векторной диаграммой. Вектор э. д. с. Е1, наведенной магнитным потоком Ф, отстает от вектора магнитного потока Ф на 90° и откладывается вниз. Вследствие явления гистерезиса и вихревых токов магнитный поток отстает на некоторый угол от тока xx I0. Угол - угол магнитных потерь (магнитного запаздывания). обычно невелик и угол сдвига фаз между I и U приближается к 90°. .
Опыт хх проводят по схеме, приведенной на рис. 8.7, а; при этом по показаниям измерительных приборов определяют: U первичной цепи, I0 и мощность хх Р0. Порядок измерений следующий: с помощью ЛАТРа постепенно повышая U, подводимое к первичной обмотке Т, от U0=0,5 UH до U1= 1,2 UH, делают ряд измерений величин I, U и P. По данным измерений строят кривые зависимостей I0= I( U1) (рис. 8.7, б) и P0=f (U1) (рис. 8.7, в). Зависимость P0=f (U1) имеет параболический характер, так как ( а при хх E1=U1). Значения P0, I0 и , соответствующие Uн, находят по построенным кривым. I0 в Т большой мощности составляет 2—4% от IH а в Т средней и малой мощности достигает 10%-40% от IH.
В режиме кз сопротивление внешней цепи = 0, т. е. вторичная обмотка трансформатора замкнута накоротко. Этот режим следует рассматривать как аварийный. При нем во вторичной обмотке трансформатора протекает I, во много раз превышающий Iном.
Для проведения опята кз к первичной обмотке подводят пониженное напряжение UK.З., при котором токи в обмотках I1 и I2 имеют номинальные значения. Это пониженное U, выраженное в процентах от номинального, называется U короткого замыкания:
обычно указывается на его щитке-паспорте. Для силовых Т оно составляет от 5,5 до 10,5%, причем чем больше мощность Т, тем выше значение u KЗ
Величиной определяется и кратность
Векторная диаграмма для режима кз (рис 8.10) строится так же, как и векторная диаграмма работы трансформатора под нагрузкой. Векторы E1 и E2' отстают от вектора магнитного потока Ф на 900. Вектор тока I2 отстает от вектора э.д.с. Ё2' на угол Ψ2. Так как UK.З, приложенное к первичной обмотке Т, невелико и I0 будет мал, то им можно пренебречь. Тогда вектор тока I1 будет сдвинут относительно вектора тока I2 на 180° и равен ему по величине. Если пренебречь током Iо, то .
Вектор падения напряжения I2' r2' на активном сопротивлении г2' совпадает по фазе с вектором тока I2', а вектор падения напряжения jI2'x2' на реактивном сопротивлении x2' сдвинут по фазе на 900 относительно вектора тока I2', он откладывается от конца вектора I2'r2'. Вектор U1К.З определится в результате сложения векторов I1r1 и jI1x1. Для этого отложим вверх составляющую напряжения – E1 геометрически сложим с ней векторы I1r1 и jI1x1. Этому режиму соответствует упрощенная схема замещения, приведенная на рис. 8.11, так как при коротком замыкании трансформатор может быть представлен в виде цепи, состоящей из последовательно соединенных активных и индуктивных сопротивлений первичной и вторичной обмоток.
Опыт кз производят по схеме. Чтобы иметь в цепи меньшие I, выгоднее подводить U к обмотке ВН, а обмотку НН замыкать накоротко. Постепенно повышая U, подводимое к первичной обмотке трансформатора, от 0,3 UH доводят его до величины, при которой I в обмотках будут равны номинальным. При этом измеряют мощность и напряжение.
Мощность кз определяется как алгебраическая сумма показаний двух ваттметров:
По данным опыта кз находят полное сопротивление кз трансформатора
Активное и реактивное сопротивления :
Коэффициент мощности при кз
Опыт кз позволяет определить потери в меди. Так как U, приложенное к трансформатору, незначительно и магнитный поток мал, потерями в стали можно пренебречь.