4. Пояснить вид зависимости кпд от коэффициента нагрузки

Коэффициент полезного действия определяется как отношение полезной, или отдаваемой, мощности P₂к потребляемой мощности P₁:

(1)

или в процентах

(2)

Современные электрические машины имеют высокий коэффициент полезного действия (к. п. д.). Так, у машин постоянного тока мощностью 10 кВт к. п. д. составляет 83 – 87%, мощностью 100 кВт – 88 – 93% и мощностью 1000 кВт – 92 – 96%. Лишь малые машины имеют относительно низкие к. п. д.; например, у двигателя постоянного тока мощностью 10 Вт к. п. д. 30 – 40%.

Рисунок 1. Зависимость коэффициента полезного действия электрической машины от нагрузки

Кривая к. п. д. электрической машины η = f(P₂) сначала быстро растет с увеличением нагрузки, затем к. п. д. достигает максимального значения (обычно при нагрузке, близкой к номинальной) и при больших нагрузках уменьшается (рисунок 1). Последнее объясняется тем, что отдельные виды потерь (электрические I_а²r_а и добавочные) растут быстрее, чем полезная мощность.

4. Автотрансформатор. Устройство. Достоинства и недостатки.

Автотрансформатором называется статический электромагнитный аппарат, имеющий одну обмотку, часть которой принадлежит одновременно первичной и вторичной сети. В автотрансформаторе кроме магнитной имеется электрическая связь между первичной и вторичной обмотками.

Автотрансформатор может быть одно- и трехфазным, двух- или трехобмоточным.

Преимущества автотрансформатора.

Преимуществами автотрансформатора перед трансформатором той же полезной мощности является меньший расход активных материалов, меньшие потери энергии, меньшее изменение напряжения при изменениях нагрузки. Автотрансформатор имеет меньшие массу и размеры.

Коэффициент полезного действия автотрансформатора, выше коэффициента полезного действия соответствующего ему по мощности двухобмоточного трансформатора, так как потери меди у первого меньше, чем у второго.

Недостатки автотрансформатора.

Экономические выгоды автотрансформатора в значительной мере ослабляются недостатками его в отношении эксплуатационном. Электрическая связь цепи низкого напряжения с цепью высшего напряжения создает опасность для обслуживающих цепь низшего напряжения и требует более высокой степени изоляции приборов в этой последней цепи. Всякого рода перенапряжения в линии высокого напряжения могут проникнуть в цепь низкого напряжения.

Помимо этого токи короткого замыкания у автотрансформатора могут иметь более тяжелые последствия, чем у двухобмоточных трансформаторов.