20. Основные энергетические соотношения для трансформаторов, виды потерь.

КПД трансформатора, как и всякой другой машины, определяется отношением полезной мощности ко всей подведённой. Полезной мощностью для трансформатора является мощность, снимаемая с вторичной обмотки, , а подведённой - мощность , идущая из сети в первичную обмотку. Так как в трансформаторе равен 0,96-099, то непосредственное определение его по формуле не даёт точных результатов из-за того, что ошибка в измерении соизмерима с погрешностью прибора.

Электрические потери в трансформаторе складываются из потерь в меди , вызванных нагреванием проводников обмоток трансформатора, и потерь в стали , вызванных гистерезисом и вихревыми потоками в сердечнике.

В таком случае КПД трансформатора может быть выражен упрощённой формулой

Потери мощности в меди определяются как сумма потерь в первичной и вторичной обмотках: .

Потери мощности в стали определяются величиной и частотой изменения магнитного потока и от нагрузки не зависят.

При работе трансформатора в рабочем режиме. Напряжение на вторичной обмотке считают равным номинальному напряжению , потери в стали постоянными . На практике при работе трансформатора ток во вторичной обмотке не всегда равен номинальному току . Поэтому вводится коэффициент нагрузки и КПД трансформатора определяется по следующей формуле: .

Исследовав функцию на максимум, убеждаемся, что максимальный КПД трансформатора получается при равенстве потерь в меди и в стали, т.е. если ,то

.

Так как обычно , то максимальный КПД трансформатора получается при коэффициенте нагрузки 0,6…0,7, значит,

21. Машины постоянного тока. Устройство и принцип действия. Характеристики.

1. Принцип действия и устройство машин постоянного тока

Н а рис. 10.1 представлена схема машины постоянного тока, а на рис. 10.2 она изображена в осевом направлении. Неподвижная часть машины состоит из станины, 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. В проводниках вращающегося якоря индуктируется ЭДС , направление которой определяется по правилу правой руки.

Мгновенное значе­ние ЭДС пропорционально магнитной индукции, изменение которой на полюс­ном делении показано на рис. 10.5. Среднее значение ЭДС за половину периода

где – среднее значение магнитной индукции в воздушном зазоре; – маг­нитный поток одного полюса; – ско­рость вращения; – полюсное деление.

ЭДС каждой секции имеет свой знак и ее частота

,

где – число пар полюсов; – частота вращения якоря.