Вопрос 3 кпд трансформаторов.

KПД трансформатора называется отношение активной мощно­сти вторичной обмотки к активной мощности первичной обмотки. У силовых трансформаторов небольшой мощности КПД ~ 0,95, а у трансформаторов большой мощности (несколько Мегаволь-ампер) доходит до 0,995.

KПД трансформаторов находится по формуле:

где ΣP - сумма потерь в трансформаторе: а) магнитные потери, вызванные прохождением потока 2/3 сердечник; б) электрические потери, возникающие при протекании тока по обмоткам. Так как Ф=соnst, при U₁ = const и изменении нагрузки от холостого хода до номинальной, то магнитные потери в этом диапазоне постоянны и равны потерям Х.Х.Р. Электрические потери (основные, добавоч­ные) пропорциональны I². Их выражают 2/3 потери К.З. полученные при номинальном токе:

U₂ ≈ U_2ном= const, поэтому

где S_ном = m₂ ∙ U_2ном ∙ I_2ном - номинальная мощность трансформатора

т - число фаз.

из (12.1) и (12.2) следует:

Максимум КПД можно определить:

Определение КПД при максимальной нагрузке β_т:

У современных масляных трансформаторов в отношение , что дает β_т = 0,4 ÷ 0,5. Характерной особенностью зависимости η = f(β), является малое изменение их КПД при значи­тельных колебаниях нагрузки в зоне β> β_т. На КПД трансформато­ра оказывает влияние характер нагрузки. С увеличением cosφ₂, КПД возрастает, так как возрастает полезная активная мощность.

Вопрос 4 ад при неподвижном роторе.

Рассмотрим АД с обмотками на статоре и роторе. Ротор заторможен (S=1). Подключаем обмотку статора к трёхфазной питающей сети, к обмотке ротора подключаем сопротивление нагрузки. Тогда АД будет работать как трансформатор. Энергия, потребляемая обмоткой статора из сети напряжением передаётся электромагнитным путём во вторичную цепь при напряжении . Частоты в первичной и вторичной обмотках будут одинаковыми и равными:

.

При работе АД с заторможенным ротором в нём протекают процессы, как в трансформаторе.

Электродвижущая сила, индуцируемая в обмотках статора и ротора:

.

Отношение ЭДС

,

где коэффициент трансформации.

В коэффициент трансформации для АД входят обмоточные коэффициенты и , которые учитывают пространственное расположение обмоток. Относительное смещение осей обмоток статора и ротора вызывают сдвиг по фазе ЭДС, индуцируемый в обмотках вращающимся полем статора. Если ротор повернуть на угол в сторону вращения магнитного поля, то магнитное поле при своём вращении будет набегать сначала на фазу статора, а затем на фазу ротора. Вследствие этого ЭДС фазы будет отставать от ЭДС фазы на электрический угол

.

АД при неподвижном роторе можно включитьпо схеме автотрансформатора. При этом он называется индукционным регулятором, в котором при const можно получить плавное регулирование вторичного напряжения. Напряжение будет отличаться от напряжения сети вследствие того, что к фазным напряжениям сети будет геометрическиприбавляться ЭДС , индуцируемая вращающимся полем в фазах вторичной обмотки, т.е

.

Векторная диаграмма для одной из фаз имеет вид.

При повороте ротора с помощью червячной передачи угол изменяется и конец вектора перемещается по окружности радиусом . Если обмотки статора и ротора имеют одинаковое число витков, то

,

и тогда, постепенно поворачивая ротор, вторичноенапряжение можно изменять в пределах от 0 до . При этом будет изменяться угол сдвига между напряжениями . Включая обе обмотки последовательно или параллельно, АМпри неподвижном роторе можно использовать также в качестве регулируемого активного сопротивления.

Рисунок 10.3

Характеристики К.З.

Зависимость I_1к = f(U_1к) линейная, а соsφ_1к = const

Опыт короткого замыкания проводят по схемам

а) Однофазный

б) трех фазный

Рисунок 10.4 - Схемы короткого замыкания

Напряжение подводимое к первичной обмотке, плавно повы­шают от нуля до значения, при котором токи в обмотках будут рав­ны номинальным и записывают показания их приборов. Для того чтобы в процессе опыта не менялось сопротивление г_к, опыт прово­дят быстро, так как чтобы нагревание обмоток было незначитель­ным, кроме того опыт следует проводить на длительно не работаю­щем трансформаторе, в этом случае можно считать температуру об­моток равную температуре окружающей среды. По данным измере­ниям строят зависимости I_1к = f(U_1к), Р_1к= f(U_1к) и cosφ_1к = f(U_1к) -характеристики К.З. Для трехфазных трансформаторов зависимости строятся для средних фаз значения тока и напряжения.