Вопрос 22. Энергетический баланс обмотки
Энергетический баланс обмотки:
где
- потери, связанные с нагревом обмотки
(«в меди»),
потери
в стали - потери в сердечнике («магнитные
потери», связаны с намагничиванием и
наличием вихревых токов)
При синусоидальном изменении напряжения и магнитном потоке кривая намагничивания тока отлична от синусоидальной кривой вследствие явлений, характеризующих B(H) – явление насыщения и Гистерезиса.
Вопрос 23. Уравнение электрического состояния обмотки. Схема замещения
Схема замещения – это электрическая модель, на которой смоделированы все конструктивные элементы и соблюдены все основные соотношения.
Схема замещения обмотки
и
– основные потери,
и
– потери в магнитопроводе. Активная
составляющая тока будет определять
магнитные потери, а реактивная составляющая
тока – ток намагничивающий.
Уравнение электрического состояния цепи:
Rk – моделирует сопротивление провода обмотки
Xp - моделирует сопротивление рассеяния обмотки.
Участок аb с параллельным соединением двух элементов, разных по характеру, позволяет выделить активные и реактивные составляющие тока, протекающего по обмотке. Тогда активная составляющая тока Ia определит потери в магнитопроводе, а Iр – намагничивающий ток.
Уравнение электрического состояния обмотки:
Схема замещения как электрическая модель позволяет легко проиллюстрировать уравнение электрического состояния обмотки на основании законов электрических цепей.
Если параметры Rk, Xp не учитывать, то говорят об идеализированной катушке. Характеризующие её параметры: G0, B0, Uab.
Вопрос 23. Векторная диаграмма катушки со стальным сердечником
Векторная диаграмма – иллюстрация уравнения электрического состояния обмотки и других параметров, характеризующих работу устройства.
Вектор тока опережает вектор магнитного потока на угол δ, называемый углом потерь идеализированной катушки.
Векторная диаграмма строится в следующем порядке
.
Вектор тока опережает вектор магнитного потока на угол δ, называемый углом потерь идеализированной катушки.
Векторная диаграмма катушки
Вопрос 25. Назначение, устройство и принцип действия трансформатора
Трансформатор – это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии одного напряжения в другое без изменения параметров.
Зачем
это делать? Как правило, станции находятся
вдали от своих потребителей. Известно
что
стремиться к понижению, но что бы мощность
была постоянная, необходимо повысить
U, для этого и используются
повышающие трансформаторы. А чтобы к
потребителю подавать U
нужной величины используют понижающие
трансформаторы.
Трансформаторы бывают обычного и специального назначения:
1. Одно и многофазные (трехфазные).
2. Стержневые и броневые.
3. Двух и многообмоточные.
4. Сухие и масленые.
5.С естественным и принудительным охлаждением.
Рассмотрим простейший однофазный двухобмоточный трансформатор:
Устройство:
2 обмотки – ВН и НН(высшего U с большим числом витков №1 и низшего №2)
Обмотка с w1 подключена к источнику питания и называется первичной обмоткой, а другая вторичной обмоткой.
Стальной сердечник - набирается из листов(толщиной 0,35 – 0,5 мм) изолированных друг от друга(бумагой или лаком)
При подключении первичной обмотки на напряжение U1, по ней протекает ток I10 (если вторичная обмотка разомкнута), намагничивающая сила которого возбуждает магнитное поле, которое пересекает витки той или другой обмоток и соответственно наводит ЭДС самоиндукции E1 и E2.
Если и на вторичную обмотку подключить нагрузку, то появится ток I2, номинальная сила которого создаст свой магнитный поток, направленный встречно основному. Это соответственно уменьшит ЭДС и на это реагирует ток I10, увеличиваясь до тока I1, который сможет создать такой магнитный поток, который компенсирует размагничивающее действие E2. Говорят, что трансформатор работает в условиях саморегулирования магнитного потока.
Уравнение намагничивающих сил:
Коэффициент трансформации показывает, в какой степени изменяется напряжение:
