Упрощенная схема замещения Трансформатора

– активное и индуктивное сопротивления КЗ

Такая терминология принята потому, что данная схема наиболее точно соответствует случаю, когда вторичная обмотка трансформатора замыкается накоротко. Параметры ветви намагничивания и КЗ определяются из опытов ХХ и КЗ трансформатора.

27. Внешние хар-ки трансформатора, потери мощности и к.П.Д. Примеры применения трансформаторов на путевых и подъемно-транспортных машинах.

. Внешние характеристики трансформатора

Внешней характеристикой Т называется зависимость напряжения на вторичной обмотке от тока нагрузки при

U2 U20 0 I2Н I2 cos2=1 (активная нагр.) cos2=0,8 (активно-инд. нагр.) UH U2Н

Уравнение равновесия напряжений для вторичной обмотки.

ВЫВОД: С увеличением тока нагрузки напряжение на зажимах трансформатора изменяется из-за падения напряжения на внутренних сопротивлениях Т (вычитание происходит векторно).

Для силовых Трансформаторов

Потери трансформатора и КПД

Трансформатор потребляет из сети активную мощность

Часть этой мощности теряется в виде эл.потерь в первичной обмотке

Другая часть мощности теряется в виде магнитных потерь в сердечнике

где См – постоянный для данного трансформатора коэффициент.

Оставшаяся мощность электромагнитным путем передается во вторичную обмотку и называется электромагнитной мощностью

Часть электромагнитной мощности теряется в виде электрических потерь во вторичной обмотке:

Оставшаяся мощность является полезной и передается нагрузке:

КПД

	– суммарные потери в трансформаторе.

Кривая КПД трансформатора:

Максимальный КПД у трансформатора достигается при равенстве электрических и магнитных потерь.

_Н=0,90,95 (при небольшой мощности);

_Н =0,980,99 (при больших мощностях);

28. Принцип действия и устройство сварочного трансформатора. Внешние хар-ки трансформатора.

2. Сварочный трансформатор

СТ предназначен для питания электрической дуги при электросварке.

В качестве сварочных используются обычные двухобмоточные трансформаторы. Но к ним предъявляется ряд специфичных требований:

1. Вторичная обмотка должна быть рассчитана таким образом, чтобы обеспечивать надежное зажигание и устойчивое горение электрической дуги.

В режиме ХХ 

Под нагрузкой 

2. При КЗ, которое периодически возникает при касании электродом свариваемой детали, ток должен быть ограничен. Т.е. внешняя характеристика Трансформатора ( ) должна быть круто падающей.

3. Должна быть предусмотрена возможность регулировки величины сварочного тока.

Эти требования удовлетворяются путем включения в цепь вторичной обмотки специальной катушки с ферромагнитным сердечником, которая имеет регулируемый воздушный зазор (называется ДРОССЕЛЬ).

– число витков дросселя;

– индуктивность дросселя;

– магнитное сопротивление;

– магнитное сопротивление сердечника;

– магнитное сопротивление воздушного зазора;

Гн/м – магнитная проницаемость вакуума;

Внешняя характеристика сварочного трансформатора

29.Принцип действия и устройство трехфазного асинхронного двигателя. Формула для скольжения и ее анализ. Режимы работы асинхронной машины. Область применения АД на путевых и подъемно-транспортных машинах.

Принцип действия асинхронного двигателя

Действие АД основано на использовании вращающегося Магнитного поля.

Поясним это на примере электромагнитного механизма, состоящего из подковообразного механизма и барабана-ротора. Ротор устроен по типу беличьей клетки – состоит из проводящих стержней и короткозамыкающих колец.

Двухполюсный подковообразный магнит вращается с постоянной частотой n₁=сonst вокруг оси А-А. Между полюсами магнита на оси В-В размещен барабан-ротор, выполненный по типу беличьей клетки. Стержни ротора a, b, c, d, и короткозамыкающие кольца К являются проводящими. Силовые линии Магнитного поля при вращении магнита пересекают стержни ротора и по закону ЭМИ индуктируют в них ЭДС

e_a, e_b, e_c, e_d…,

обуславливающие появление токов в замкнутой цепи

i_a, i_b, i_c, i_d…,

(направление индуктируемых ЭДС определяется по правилу правой руки).

В результате взаимодействия токов в стержнях с Магнитным полем возникают электромагнитные силы f_ЭМ (правило левой руки), создающие электромагнитный вращающий момент М. Под действием этого момента ротор начинает вращаться в сторону вращения магнитного поля.

По мере возрастания частоты вращения ротора n и, следовательно, уменьшения относительной скорости движения стержней в МПоле, индуктируемые в них ЭДС убывают, в связи с этим уменьшаются токи в стержнях и вращающий момент М.

При некоторой частоте вращения ротора наступит равновесие между вращающим моментом М и моментом сопротивления М₀ , обусловленным трением оси ротора в подшипниках и трением стержней ротора о воздух.

n; (n₁ – n); e_i ; M; (nn₁); n=const; M=M₀ – (момент сопротивления);

Если к оси ротора, вращающегося с постоянной частотой n дополнительно приложить внешний момент сопротивления М₂ , то равновесие моментов нарушится.

ММ₀ + М₂ ;

В результате этого частота вращения ротора будет уменьшаться, а вращающий момент увеличивается. При некоторой новой частоте вращения ротора n^/ вновь наступит равновесие моментов

n; (n₁ – n) ; e_i ; M; и при (n^/  n); n^/ =const; M=M₀ + М₂ ;

Из вышеизложенного следует, что каждому значению момента сопротивления соответствует определенная частота вращения ротора.

Рассмотренный электромагнитный механизм не является электродвигателем, т.к. в нем не происходит преобразования электрической энергии, поступающей из сети, в механическую, а имеет место передача электромагнитным путем механической энергии от оси вращения магнита к оси ротора.

В асинхронном двигателе вращающее магнитное поле создается электрическим путем: неподвижной трёхфазной обмоткой статора, состоящей из трех частей – трех фаз, магнитные оси которых сдвинуты в пространстве. Три фазы обмотки статора получают питание от сети трехфазного тока. Три пульсирующих МПоля. создаваемых каждой из фаз в отдельности образуют вращающееся результирующее МП.

В основе принципа действия АД лежит взаимодействие создаваемого неподвижными обмотками статора вращающегося МП с индуцируемыми им токами в проводниках обмотки ротора.

Частоты вращения Ротора и МП всегда являются разными, Т.к. только при этом условии в проводниках ротора индуктируются ЭДС, возникают токи, а следовательно электромагнитная сила и вращающий момент М. Поэтому рассматриваемая электрическая машина и называется АСИНХРОННОЙ.

Важной характеристикой АД является скольжение, под которым понимается относительная разность частот вращения МП и Р

	n1 – частота вращения МП статора; n – частота вращения ротора; S – скольжение.

1. Двигательный режим.

При нормальной работе АД выполняется неравенство

,

которое и определяет название данного двигателя. При этом частота вращения ротора изменяется от

до .

При этом скольжение двигателя равно

и .

2. Асинхронная электрическая машина может работать в генераторном режиме при этом

и .

3. В режиме электромагнитного тормоза асинхронная машина имеет

и .

Разрешив уравнение, определяющее скольжение АД относительно частоты вращения ротора имеем

.