30. Технические (паспортные) данные трансформаторов.

К паспортным данным трансформатора относятся следующие величины:

1) номинальное первичное напряжение U_1ном;

1. напряжение холостого хода вторичной обмотки U_2x;

2. номинальная полная мощность Sном;

3. напряжение короткого замыкания Uк % выражаемое в процентах;

4. мощность потерь холостого хода Рх и короткого замыкания Рк;

5. ток первичной обмотки при холостом ходе трансформатора I_1х % выраженный в процентах номинального тока;

6. габариты и масса трансформатора.

Номинальное первичное напряжение указывает предельное допустимое действующее напряжение источника питания. Превышение этого напряжения приводит к непропорционально быстрому росту тока, что вызывает дополнительный нагрев первичной обмотки. В паспорте дается напряжение на вторичной обмотке при холостом ходе, что позволяет вычислить коэффициент трансформации n = U₁ / U_2x. Кроме того, значение U_2x определяет класс напряжения (номинальное напряжение) приемников энергии, которые могут быть подключены к трансформатору.

Значение тока I_1х % и активной мощности Рх при холостом ходу определяется качеством магнитопровода и гарантируется заводом-изготовителем.

Величина Рх = ΔРм характеризует потери в магнитопроводе, которые сохраняются теми же, как в режиме холостого хода, так и при нагрузке. Значение I_1х % может составить доли или единицы процента у трансформаторов большой мощности (тысячи киловольт ампер) или десятки процентов у трансформаторов малой мощности (десятки вольтампер).

Значение Рк = ΔРэ определяет мощность потерь в обмотках трансформатора при номинальных токах в обмотках (при этих токах выполняют опыт короткого замыкания). При токах больше номинальных изоляции обмоток перегреваются, что сокращает срок службы трансформатора.

Номинальная мощность не только характеризует габариты трансформатора, но и позволяет определить его допустимую нагрузку. Номинальные токи трансформатора можно рассчитать с достаточной точностью из соотношения S_ном = mU_1фномI_1фном = mU_2фномI_2фном (m – число фаз трансформатора).

По параметру Uк % можно определить изменение вторичного напряжения трансформатора при нагрузке. Кроме того, величина Uк позволяет определить токи в обмотках трансформатора при коротком замыкании на зажимах вторичной обмотки. Согласно определению Uк = U_1к / U_1ном , токи в обмотках достигают номинальных значений (U_1к / n =Z_кI_2ном). При номинальном напряжении U_1ном= U_1к / U_к ток короткого замыкания будет в 1 / U_к раз больше номинального тока I_2ном . По этим токам выбирают аппараты защиты трансформатора, обеспечивающие его отключение от места короткого замыкания.

Указанные в паспорте габариты и масса трансформатора необходимы для выбора способа его транспортировки и монтажа.

31. Способы и схемы возбуждения машин постоянного тока

Машины постоянного тока выполняют с независимым, параллельным, последовательным и смешанным возбуждением.

Обмотка возбуждения генератора с независимым возбуждением (рис. 10.11 а) получает питание от независимого источника. Мощность возбуж­дения составляет 0,3…5 % номинальной мощности машины.

У генератора с параллельным возбуждением (рис. 10.11 б) обмотка возбуж­дения включается на напряжение самого генератора. Ток якоря равен сумме токов нагрузки и тока возбуждения , .

Такие генераторы изготовляют на малые и средние мощности. Обмотка возбу­ждения генератора с последовательным возбуждением (рис. 10.11 в) включена в цепь якоря и поэтому токи возбуждения и нагрузки равны: . Такие генераторы почти не применяют.

Генератор со смешанным возбуждением (рис. 10.11 г) имеет две обмотки возбуждения – параллельную и последовательную. Если они создают МДС оди­накового направления, то их соединение называют согласным, противоположного – встречным. Основная часть МДС создается параллельной обмоткой возбуждения.

Схемы возбуждения двигателей такие же, как генераторов. Отличие в том, что обмотки возбуждения в схемах с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением получают питание от того же источника, что и дви­гатель. Поэтому при параллельном и смешанном возбуждении ток якоря меньше тока нагрузки на ток возбуждения

.

Направление токов в режиме двигателя показано на рис. 10.11 штрихо­выми стрелками.

Принцип работыНеподвижная часть машины состоит из станины (рис. 10.3), на которой укреплены основные (главные) по­люсы для возбуждения основного магнитного потока и дополнительные – для улучшения коммутации. На основных полюсах размещена обмотка возбужде­ния, на дополнительных – обмотка, которая соединяется последовательно с якорем. Станина (ярмо) и основные полюсы являются частью магнитной цепи основного потока. В целом неподвижная часть называется индуктором. Вра­щающаяся часть машины называется якорем. Он состоит из зубчатого сердеч­ника, обмотки и коллектора. Сердечник якоря набирается из листов электро­технической стали (рис. 10.4 а), изолированных друг от друга. В пазы сердеч­ника уложена обмотка якоря (рис. 10.4 б). Кол­лектор представляет собой полый цилиндр из медных пластин 1 (рис. 10.4 в), которые при­соединены к выводам 2 секций обмотки. Пла­стины изолированы друг от друга и от вала ма­шин. Для отвода тока от коллектора служат щетки 1 (рис. 10.4 г), прижимаемые к коллек­тору пружиной 2. Щеткодержатели крепятся к щеточной траверсе (отверстие 3), с помощью которой можно изменять положение щеток от­носительно полюсов. Вал якоря опирается на подшипники, помещенные в подшипниковые щиты, обеспе­чивающие совпадение осей якоря и станины.

33. . Характеристики генератора независимого возбужденияХарактеристики генераторов устанавливают зависимости между основ­ными параметрами – напряжением на выводах током возбуждения , током якоря или током нагрузки скоростью вращения n.

Характеристика холостого хода – это зависимость при и .

Характери­стика короткого замыкания – это зависимость при и .

Внешняя характеристика генератора независимого возбуждения – это зависимость при и В этом случае сначала устанавли­вают номинальный режим , а затем уменьшают ток нагрузки до нуля. При этом напряжение возрастает на называемое номинальным измене­нием напряжения

.

Регулировочная характеристика – это зависимость при и . Она показы­вает, как нужно регулировать ток возбуждения, чтобы при изменении нагрузки на­пряжение на выходе генератора не изменялось (При переходе от холостого хода с к номинальной нагрузке увеличение тока возбуждения составляет 15 …25 %.