8.Принцип действия и устройство однофазного трансформатора
Работа трансформатора основана на явлении взаимной индукции (см. § 3-18).
Упрощенная
схема устройства однофазного трансформатора
показана на рис. 9-1. На магнитопроводе 
собранном
из лакированных с двух сторон листов
трансформаторной стали, содержащей
4—5% кремния,
помещены обмотки трансформатора 2 и 3.
От питающей сети энергия подается к
обмотке 2, которая называется первичной.
Мощность 
является
первичной мощностью трансформатора
или мощностью на входе.
Обмотка
3 присоединена к потребителю энергии 
и
называется вторичной, а мощность 
—
вторичной мощностью или мощностью на
выходе.
Рис. 9-1. Однофазный трансформатор.
Обычно
напряжения обмоток не равны. Обмотка,
рассчитанная на большее напряжение,
называется обмоткой высшего напряжения
(ВН), а вторая — обмоткой низшего
напряжения (НН). Каждая обмотка состоит
из двух половин, помещенных на разных
стержнях магнитопровода и соединенных
между собой так, чтобы ихмагнитодвижущие силы 
д.
с.) складывались, создавая
общий магнитный поток.
Большая часть этого потока Ф замыкается
вдоль магнитопровода 4 и называется
полезным потоком. Он сцеплен с обеими
обмотками. Часть магнитного потока,
замыкающегося по воздуху и сцепленного
только с одной обмоткой (5 или 6), называется
потоком рассеяния.
На рис. 9-1 первичная и вторичная обмотки показаны раздельно, для упрощения чертежа, обычно же они расположены концентрично: обмотка низшего напряжения ближе к магнитопроводу, а высшего — дальше от него.
Трансформатор называется
понижающим, если первичное напряжение
больше вторичного 
в
обратном случае он называется повышающим 
.
У трехфазных трансформаторов выводы
обмоток обозначаются: начала и концы
соответственно А, В, С и X, Y, Z — высшего
напряжения и а, Ь, с и , у, z — низшего
напряжения.
Рис. 9-2. Сборка сердечника трансформатора.
Рис. 9-3. Расположение листовстали при сборке.
У однофазных трансформаторов начало и конец на стороне высшего напряжения А и X, а на стороне низшего напряжения а их. Сборка магнитопровода показана на рис. 9-2, а расположение отдельных листов в слоях — на рис. 9-3. Толщина листов равна 0,5-0,35 мм. Форма сечения сердечников трансформатора показана на рис. 9-4.
Рис. 9-4. Сечения сердечников трансформаторов.
Рис. 9-5. Броневой трансформатор.
Существуют трансформаторы имеющие сердечник с разветвленной магнитной цепью (рис. 9-5).
Номинальные
величины трансформатора — мощность,
напряжения, токи, частота указываются
на заводском щитке. Ввиду того что к. п.
д. трансформатора высок, номинальные
мощности обеих обмоток считают условно
равными 
.
Вопрос 9
Асинхронный двигатель – это машина переменного тока. Слово «асинхронный» означает неодновременный. При этом имеется в виду, что у асинхронных двигателей частота вращениямагнитного поля отличается от частоты вращения ротора. Основными частями машины являются статор и ротор, отделенные друг от друга равномерным воздушным зазором.
Статор – неподвижная часть машины (рис. 1, а). Его сердечник с целью уменьшения потерь на вихревые токи набирают из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,35 – 0,5 мм, изолированных друг от друга слоем лака. В пазы магнитопровода статора укладывается обмотка. В трехфазных двигателях обмотка трехфазная. Фазы обмотки могут соединяться в звезду или в треугольник в зависимости от величины напряжения сети.
Ротор – вращающаяся часть двигателя. Магнитопровод ротора представляет собой цилиндр, набранный из штампованных листов электротехнической стали (рис. 1, б, в). В пазах ротора укладывают обмотку, в зависимости от типа обмотки роторы асинхронных двигателейделятся на короткозамкнутые и фазные (с контактными кольцами). Короткозамкнутая обмотка представляет собой неизолированные медные или алюминиевые стержни (рис. 1, г), соединенные с торцов кольцами из этого же материала («беличья клетка»).
У фазного ротора (см. рис. 1, в) в пазах магнитопровода уложена трехфазная обмотка, фазы которой соединены звездой. Свободные концы фаз обмотки присоединены к трем медным контактным кольцам, насаженным на вал двигателя. Контактные кольца изолированы друг от друга и от вала. К кольцам прижаты угольные или медно-графитные щетки. Через контактные кольца и щетки в обмотку ротора можно включить трехфазный пуско-регулировочный реостат.
Преобразование электрической энергии в механическую в асинхронном двигателе осуществляется посредством вращающегося магнитного поля. Вращающееся магнитное поле это постоянный поток, вращающийся в пространстве с постоянной угловой скоростью.
Необходимыми условиями возбуждения вращающегося магнитного поля являются:
- пространственный сдвиг осей катушек статора,
- временной сдвиг токов в катушках статора.
Первое требование удовлетворяется соответствующим расположением намагничивающих катушек на магнитопроводе статора. Оси фаз обмотки смещены в пространстве на угол 120º. Второе условие обеспечивается подачей на катушки статора трехфазной системы напряжений.
При включении двигателя в трехфазную сеть в обмотке статора устанавливается система токов одинаковой частоты и амплитуды, периодические изменения которых относительно друг друга совершаются с запаздыванием на 1/3 периода.
Токи
фаз обмотки создают магнитное поле,
вращающееся относительно статора с
частотой n1, об/мин, которая называется
синхронной частотой вращения двигателя:
, (1)
где f1 – частота тока сети, Гц;
р – число пар полюсов магнитного поля.
При стандартной частоте тока сети Гц частота вращения поля по формуле (1) и в зависимости от числа пар полюсов имеет следующие значения:
р
n1, об/мин
Вращаясь,
поле пересекает проводники обмотки
ротора, наводя в них ЭДС. При замкнутой
обмотке ротора ЭДС вызывает токи, при
взаимодействии которых с вращающимся
магнитным полем возникает вращающий
электромагнитный момент. Частота
вращения ротора в двигательном режиме
асинхронной машины всегда меньше частоты
вращения поля, т.е. ротор «отстает» от
вращающегося поля. Только при этом
условии в проводниках ротора наводится
ЭДС, протекает ток и создается вращающий
момент. Явление отставания ротора от
магнитного поля называется скольжением.
Степень отставания ротора от магнитного
поля характеризуется величиной
относительного скольжения
, (2)
где n2 – частота вращения ротора, об/мин.
Для асинхронных двигателей скольжение может изменяться в пределах от 1 (пуск) до величины, близкой к 0 (холостой ход).