2. Правило правой руки. Ладонь правой руки расположена таким образом, что бы силовые линии входили в нее. Большой отогнутый палец показывает направление движения проводника относительно магнитного поля, тогда четыре вытянутых пальца покажут направление Э.Д.С.

3. Правило левой руки. По правилу левой руки можно определить силу, действующую на проводник с током находящийся в магнитном поле. Силовые линии втекают в ладонь, четыре вытянутых пальца показывают направление тока, тогда большой отогнутый палец покажет направление силы Ампера.

4 . З-н электромагнитной индукции. При любом изменении магнитного потока в проводнике индуцируется Э.Д.С., причем каким образом происходит изменение не имеет значения. - Максвелл. - Фарадей.

5. Правило Буравчика. По правилу буравчика можно определить направление тока, если известно направление поля и наоборот.

7 . Трансформаторы. Трансформатор – это эл аппарат преобразующий эл энергию с одним соотношением тока и напряжения в эл же энергию с другими соотношением тока и напряжения той же мощности и той же частоты. Основан на з-не электромагнитной индукции . Виды: 1. Стержневые (однофазные) 2. Броневые (трехфазные) 3. Групповые. Простейший тр-р состоит из магнитопровода набранного из листов эл. тех. стали толщиной 0,35-0,5 мм. Листы изолируются. В последнее время для тр-ров прим холоднокатаная сталь, у которой вдоль проката магнитные св-ва лучше, чем поперек.

Холоднокатаная сталь- потери меньше вдоль проката. Поэтому магнитопровода из холоднокатаной стали выполняются с косыми стыками. На магнитопровод наматываются обмотки ВН и НН. Принцип действия: При нагрузке МДС вторичной обмотки тр-ра создает поток при этом уменьшает магнитный поток первичной обмотки, однако учитывая, что и очень мало (1-2%), то . Что бы ЭДС первичной обмотки оставалось пост надо, что бы и поток оставался постоянным. Для этого из сети потребляется дополнительная порция тока и магнитный поток увеличивается. Таким образом в тр-рах основной магнитный поток при любом режиме работы всегда равен потоку Х.Х. . . // Ур-ние действ знач ЭДС:

8. Х.Х.

Режим Х.Х.:

Перегрев. Растет напр.

9. К.З.

Режим К.З.:

10. Коэф-т трансформации. Приведенный тр-р. Схема замещения. Для удобства векторных диаграмм, а так же для построения схемы замещения пользуются приведенным трансформатором, у которого число витков одной обмотки приведено к числу витков другой обмотки, чаще всего приводят вторичную обмотку в первичной. Приводят таким образом, что бы энергетические соотношения – мощность, потери, косинус – в реальном и приведенном тр-рах были равны. 1) 2) 3) 4) , тогда … .

В реальном тр-ре связь между первичной и вторичной обмотками осуществляется через магнитный поток, что для исследования неудобно, поэтому переходят к электрической схеме замещения.

=>

Переходим к приведенному трансформатору

а

=> - это схема Т-образная.

( фиктивное сопротивление пропорциональное потерям в стали)

1 1. Работа тр-ра под нагрузкой. Векторная диаграмма при RL нагрузке. При нагрузке МДС вторичной обмотки тр-ра создает поток при этом уменьшает магнитный поток первичной обмотки, однако учитывая, что и очень мало (1-2%), то . Что бы ЭДС первичной обмотки оставалось пост надо, что бы и поток оставался постоянным. Для этого из сети потребляется дополнительная порция тока и магнитный поток увеличивается. Таким образом в тр-рах основной магнитный поток при любом режиме работы всегда равен потоку Х.Х.

Ур-ния при RL нагрузке:

.

17 Параллельная работа трансформаторов при неравенстве групп

П редположим, что два параллельно работающих трансформатора  и  удовлетворяют второму и третьему условиям, но не удовлетворяют первому условию. Допустим, что на параллельную работу включены два трансформатора с соединениями обмоток /-11 и /-12, имеющие одинаковые первичные и вторичные номинальные напряжения. Тогда ЭДС Е₂ соответствующих фаз для этих трансформаторов будут равны по величине, но сдвинуты на 30 (рисунок 6.1). в замкнутом контуре вторичных обмоток действует разность этих ЭДС Е2Е₂Sin15⁰=0,518E₂.

Уравнительный ток течет только по первичным и вторичным обмоткам трансформаторов и ограничивается по величине только сопротивлениями этих обмоток, т.е. сопротивлениями короткого замыкания

Если, например, мощности трансформаторов и , то относительная величина уравнительного тока будет

т.е. этот ток будет в 5,18 раз больше номинального. Наличие такого тока почти равносильно короткому замыканию.

Т.о. параллельное включение трансформаторов с различными группами соединений обмоток недопустимо.

12 Параллельная работа трансформаторов при К_ К _.

Предположим, что два параллельно работающих трансформатора  и  удовлетворяют первому и третьему условиям, но не удовлетворяют второму условию, причем К_ >К _. Для выяснения сущности явления достаточно рассмотреть параллельную работу однофазных трансформаторов или соответствующих фаз двух трехфазных трансформаторов. Будем считать, что напряжение первичной сети равно номинальным первичным напряжениям каждого из параллельно включенных трансформаторов, т.е. U₁ =U_1 =U_1 .

Тогда _, причем, векторы и совпадают по фазе (рисунок 6.3,а).

Параллельная работа трансформаторов с неодинаковыми коэффициентами трансформации при холостом ходе

К люч К разомкнут. Под действием разности ЭДС Ė Ė_2-Ė_2 появится уравнительный ток I_У, мгновенное распределение которого показано на рисунке 6.2 пунктирными стрелками. По отношению к току I_У трансформаторы  и  находятся в режиме короткого замыкания, причем, этот ток течет по обмоткам трансформатора в противоположных направлениях. Соответственно этому на рисунке 6.3 двумя векторами: I_У и I_У= -I_У. Если и - полные сопротивления короткого замыкания трансформаторов  и , то . Будем считать, что и, пренебрегая активным сопротивлением, получим , где - индуктивные сопротивления короткого замыкания. Диаграмма строится по уравнениям

Если , то = и отрезок А₁А₂ делится пополам, т.о. в данном случае снижает напряжение Е_2 до общего на вторичных шинах U₂=ОВ, а ток повышает напряжение Е_2 до того же напряжения U₂. В этом именно состоит роль уравнительного тока.

Т.к. уравнительный ток протекает только по обмоткам трансформатора, то величина его будет довольно значительна. В качестве примера допустим, что параллельно работающие трансформаторы одинаковой мощности и , а их коэффициенты трансформации отличаются на 1%. Тогда или 9,1%.

1 5 Потери и КПД трансформатора В процессе трансформирования электрической энергии часть энергии теряется в трансформаторе на покрытие потерь. Потери в трансформаторе разделяются на электрические и магнитные. Электрические потери. Обусловлены нагревом обмоток трансформаторов при прохождении по этим обмоткам электрического тока. Мощность электрических потерь Р_э пропорциональна квад­рату тока и определяется суммой электрических потерь в первичной Р_э\ и во вторичной Р-,2 обмотках: (1.73). где т — число фаз в обмотках трансформатора (для однофазного трансформатора т = 1, для трехфазного т = 3).

При проектировании трансформатора величину электрических потерь определяют по (1.73), а для изготовленного трансформа­тора эти потери определяют опытным путем, измерив мощность к. з. при номинальных токах в обмотках : (1-74)

где р — коэффициент нагрузки .Электрические потери называют переменными, так как их ве­личина зависит от нагрузки трансформатора (рис. 1.40).

М агнитные потери. Происходят главным образом в магнито-проводе трансформатора. Причина этих потерь — систематиче­ское перемагничивание магнитопровода переменным магнитным полем. Это перемагничивание вызывает в магнитопроводе два вида магнитных потерь: потери от гистерезиса Р_г, связанные с затратой энергии на уничтожение остаточного магнетизма в ферромагнитном материале магнитопровода, и потери от вихревых токов Я_вт, наводимых переменным магнитным полем в пластинах магнитопровода: .С целью уменьшения магнитных потерь магнитопровод транс­форматора выполняют из магнитно-мягкого ферромагнитного материала - тонколистовой электротехнической стали. При этом магнитопровод делают шихтованным в виде пакетов из тонких пластин (полос), изолированных с двух сторон тонкой пленкой лака. Магнитные потери от гистерезиса прямо пропорциональны частоте перемагничивания магнитопровода, т. е. частоте пере­менного тока (P_Г=f), а магнитные потери от вихревых токов пропорциональны квадрату этой частоты (Р_вт = f²) Суммарные магнитные потери принято считать пропорциональными частоте -у тока в степени 1,3, т. е. P_M=f^U3. Величина магнитных потерь зависит также и от магнитной индукции в стержнях и ярмах маг­нитопровода (Р_м В²). При неизменном первичном напряжении (U₁ = const) магнитные потери постоянны, т. е. не зависят от нагрузки трансформатора (рис. 1.40, а).

При проектировании трансформатора магнитные потери определяют по значению удель­ных магнитных потерь Р_уя, происходящих в 1 кг тонколистовой электротехнической ста­ли при значениях магнитной индукции 1,0; 1,5 или 1,7 Тл и частоте перемагничивания 50 Гц:

, (1.75) где В — фактическое значение магнитной индукции в стержне или ярме магнитопровода транс­форматора, Тл; В_х— магнитная индукция, соответствующая при­нятому значению удельных магнитных потерь, например В_х = = 1,0 или 1,5 Тл; G — масса стержня или ярма магнитопро­вода, кг.

Коэффициент полезного действия трансформатора определяется как отношение активной мощности на выходе вторичной обмотки Рч (полезная мощность) к активной мощности на входе первичной обмотки Р₁ (подводимая мощность): Сумма потерь .Активная мощность на выходе вторичной обмотки трехфазного трансформатора (Вт)

. где — номинальная мощность трансформатора, В*А; I₂ и U ₂ — линейные значения тока, А, и напряжения В. Учитывая, что получаем выражение для расче­та КПД трансформатора: