Тема 1.7. Трансформаторы

Содержание учебного материала

Принцип действия и устройство однофазного трансформатора. Режимы работы, типы трансформаторов

Лабораторное занятие

Испытание однофазного трансформатора

Методические указания по изучению темы 1.7.

Приступая к изучению трансформаторов, следует уделить внимание процессу передачи энергии из первичной обмотки во вторичную. При изучении однофазного трансформатора следует обратить внимание на равенство ЭДС, приходящихся на один виток первичной и вторичной обмоток при холостом ходе трансформатора, поэтому если число витков первичной и вторичной обмоток будет одинаковым, то и ЭДС обмоток будет одинаковым. Если при данном первичном напряжении и числе витков вторичной обмотки изменить число витков первичной обмотки (уменьшить, например), то изменится напряжение вторичной обмотки (увеличится для нашего случая), так как при этом увеличится ЭДС на один виток на вторичной обмотке, и общая ЭДС на вторичной обмотке также увеличится.

Изучая работу трансформатора под нагрузкой, следует твердо усвоить, что магнитный поток в сердечнике трансформатора остается практически постоянным при изменении нагрузки от холостого хода до номинальной. Это означает постоянство результирующей намагничивающей силы, определяемой геометрической суммой намагничивающей силы первичной обмотки I₁W₁ и намагничивающей силы вторичной обмотки I₂W₂, то есть I₁W₁ + I₂W₂.

При холостом ходе (I₂ = 0) намагничивающая сила вызывается током холостого хода Iо только в первичной обмотке.

Баланс намагничивающих сил объясняет автоматическое изменение первичного тока при изменении нагрузки трансформатора, то есть вторичного тока. Необходимо обратить внимание на параметры, определяемые в режиме холостого хода и короткого замыкания трансформатора.

Полезно помнить, что К.П.Д. трансформатора зависит от нагрузки и достигает максимального значения, когда потери в обмотках равны потерям в стали. Обязательно нужно помнить особенности рабочего процесса измерительных трансформаторов тока.

После изучения данной темы выполняется лабораторная работа по испытанию однофазного трансформатора, где проверяются параметры однофазного трансформатора.

Тема 1.8. Электрические машины переменного тока

Содержание учебного материала

Устройство, принцип действия трехфазного асинхронного двигателя. Основные параметры и характеристики трехфазного асинхронного электродвигателя. Методы регулирования частоты вращения трехфазного двигателя.

Однофазный асинхронный двигатель

Лабораторное занятие

Испытание трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором

Методические указания по изучению темы 1.8.

К изучению электрических машин следует приступить после четкого усвоения закона электромагнитной индукции, правил правой и левой руки и правила буравчика. Полезно знать, что для асинхронных электродвигателей единой серии 4А установлена следующая структура обозначений типоразмера:

4А Х.Х.ХХХ.Х.Х.Х.ХХ.Х.Х,

где 4 – порядковый номер серии;

А – вид двигателя (асинхронный);

Х – исполнение по степени защиты

(Н – 1Р23 – защитное исполнение;

1Р–44 – закрытое исполнение);

Х – исполнение двигателя по материалу станины и щита (А – станина и щиты алюминиевые, Х – станина алюминиевая, щиты чугунные. Отсутствие буквы Х означает, что станина и щиты чугунные);

ХХХ – высота оси вращения, мм (50-355);

Х – условная длина станины:

S – короткая;

L – длинная;

М – промежуточная;

Х – длина сердечника статора А или В при условии сохранения установочного размера;

Х – число полюсов (2, 4, 6, 8, 10 или 12);

ХХ – исполнение двигателя:

Х – химически стойкий;

С – сельскохозяйственный;

УП – пылезащищенный;

Х – вид климатического исполнения:

У – умеренного климата;

УХЛ – умеренно холодного;

Т – тропического;

Х – условия размещения (1, 2, 3, 4, 5):

1 – на открытом воздухе;

2 – под навесом или в неотапливаемых помещениях;

3 – в закрытых помещениях с естественной вентиляцией;

4 – в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями;

5 – в помещениях с повышенной влажностью.

При изучении темы нужно хорошо представить зависимость скольжения от нагрузки, изменение частоты тока в роторе по мере разгона двигателя. Необходимо знать основные математические выражения для вращающего момента и уметь их анализировать. Особенно большое практическое значение имеет зависимость вращающего момента от напряжения сети, так как вращающий момент прямо пропорционален квадрату напряжения сети. Нужно хорошо представить физический процесс, в результате которого в момент пуска асинхронного двигателя потребляемый ток становится значительно большим, чем номинальный, а также знать, какие принимаются меры для уменьшения тока.

Синхронные машины, как и все электрические машины обратимы, то есть могут работать в режимах либо генератора, либо двигателя, в зависимости от того, какая энергия подводится к машине.

Для закрепления материала проводится лабораторная работа по испытанию трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором