Вопрос 40. Автотрансформаторы, так же как и трансформаторы, служат для преобразования напряжения при передачи электроэнергии.Они могут быть как понижающими, так и повышающими.

В отличие от обычных трансформаторов, имеющих между первичной и вторичной обмотками только электромагнитную связь, в автотрансформаторе первичная и вторичная обмотки соединены электрически, вследствие чего энергия передается не только электромагнитным полем, но и электрическим путем. Благодаря этому, при одной и той же мощности, которая считается номинальной мощностью автотрансформатора, его электромагнитная мощность меньше и он имеет меньшие размеры, массу и потери энергии. Следовательно, автотрансформатор выгоднее и экономичнее трансформатора.

Рис.5.29. Принципиальная схема понижающего автотрансформатора.

Пусть к первичной обмотке приложено напряжение U₁, которое создает в обмотке с числом витков w₁ намагничивающий ток. В магнитопроводе возбуждается магнитный поток, индуцирующий ЭДС Е₁=U₁ в первичной обмотке с числом витков w₁ и ЭДС Е₂=U₂ во вторичной обмотке с числом витков w_2. Отношение представляет собой коэффициент трансформации. Тогда ток в нагрузке будет: . Выходное (нагрузочное) напряжение: U₂ = U₁/к

По общей части обмотки автотрансформатора (нижняя часть обмотки на схеме рис.5.29) будет протекать разность токов

Преимуществом автотрансформатора является уменьшение объема меди в (к - 1)/к раз и связанное с этим уменьшение объема стали.

Вместе с тем применение автотрансформаторов недопустимо при больших коэффициентах трансформации, т.к. цепь высокого напряжения электрически связана с цепью низкого напряжения.

Это может вызвать появление в цепи низкого напряжения высоких потенциалов, которые могут привести к несчастным случаям.Обычно автотрансформаторы используются при k≤2,5. Применение автотрансформаторов тем выгоднее, чем k ближе к единице.

Вопрос 41. Устройство ам

АМ состоит из неподвижного статора и вращающегося внутри него ротора (рис. 6.1) . Между статором и ротором имеется воздушный зазор, величина которого зависит от номинальной мощности машины и ее быстроходности.

Статор содержит наружную часть – станину 1’’, внутри которой запрессован сердечник 1’ и подшипниковые щиты 3. Станина с подшипниковыми щитами образует корпус машины, который может быть стальным, чугунным, а при небольшой мощности может быть выполнен из алюминиевого сплава.

Сердечник статора для уменьшения потерь по аналогии с трансформатором собран из тонких листов стали, изолированных слоем лака. Сердечник представляет собой полый цилиндр с продольными внутренними пазами, в которых уложена обмотка. Обмотка трехфазных двигателей состоит из трех ветвей – фаз. Каждая фаза содержит 1, 2 и более катушек, равномерно распределенных по окружности статора.

Начало и концы фаз выводятся на щиток машины 6. Это позволяет соединять их звездой или треугольником (рис. 6.2) и подключать к сетям с различными напряжениями указанными в паспортах машины. Здесь С1, С2, С3 – начала, а С4, С5, С6 – концы фаз.

У двигателей, предназначенных для регулирования частоты вращения ротора методом изменения числа пар полюсов, начала и концы катушек выводят на щиток.

Ротор АМ выполняется в виде цилиндра, состоящего из тонких изолированных листов электротехнической стали. В сердечнике ротора имеются пазы, в которых размещена обмотка.

Рис. 6.2 Соединение обмоток на щитке машины: а - звездой; б - треугольником.

В зависимости от конструкции ротора различают машины с коротко замкнутым (рис.6.1б) и фазным (рис.6.3) роторами. У машины с короткозамкнутым ротором обмотка выполняется в виде короткозамкнутой обмотки или «беличьей клетки».

Зачастую пазы заливают алюминием с одновременной отливкой замыкающих колец и лопаток вентилятора. У машин с фазным ротором (Рис 6.4) обмотка выполняется разомкнутой. Концы обмоток соединены в одну точку, а их начала (Р 1, Р 2, Р 3) электрически подключены (будучи изолированными от вала) к трем контактным кольцам 2, находящимся на изоляционной втулке вала машины. На кольца накладываются щетки 3, к которым присоединяют пусковой или регулировочный реостат 4.

Рис6.3 Фазный ротор асинхронного двигателя: 1 - обмотка; 2 - кольца; 3 - сердечник; 4 - вал.

Рис.6.4 Электрическая схема цепи ротора фазного двигателя: 1 - обмотка; 2 - кольца; 3 - щетки; 4 - реостат.