Вопросы для самопроверки
1. Объясните назначение и принцип работы трансформатора.
2. Поясните, почему обмотки высшего и низшего напряжений размещают на общем стержне.
3. Напишите уравнение магнитодвижущих сил трансформатора.
4. Объясните, почему магнитный поток трансформатора практически не зависит от нагрузки.
5. Поясните, какие потери в трансформаторе являются постоянными и какие переменными.
6. Напишите уравнения электрического состояния первичной и вторичной обмоток и объясните смысл каждого из
составляющих этих уравнений.
7. Начертите схему опыта холостого хода, трансформатора и объясните, какие величины определяются в этом опыте.
8. Начертите схему опыта короткого замыкания трансформатора и объясните, какие величины определяются в этом опыте.
9. Объясните устройство трехфазного трансформатора.
Асинхронные двигатели
Изучение асинхронного двигателя надо начинать с его устройства и принципа работы. Необходимо обратить особое, внимание на электромагнитные процессы, возникающие в двигателе, как, при его пуске, так и в процессе работы. Векторная диаграмма и эквивалентная схема асинхронного двигателя облегчают изучение его работы и используются при выводе основных уравнений. Эксплуатационные параметры асинхронного двигателя демонстрируются механическими и рабочими характеристиками.
После изучения данного раздела студент должен:
знать значения терминов: скольжение, синхронная ско-
рость, круговое вращающееся магнитное поле, короткозамкнутый ротор, фазный ротор, поток полюса, глубокопазный ротор, двойная «беличья» клетка; способы изменения направления вращения магнитного поля; устройство и области применения двух типов трехфазных асинхронных двигателей; условные обозначения асинхронных двигателей на схемах; вид механических характеристик; способы регулирования скорости;
2) понимать принцип возбуждения многополюсного вращающегося магнитного поля; принцип действия трехфазной асинхронной машины в режимах двигателя, генератора и электромагнитного тормоза; факторы, влияющие на скорость вращения ротора трехфазного асинхронного двигателя; возможность замены трехфазного асинхронного двигателя с вращающимся ротором эквивалентным двигателем с неподвижным ротором; аналогию физических явлений в трехфазном асинхронном двигателе с неподвижным ротором, и в трансформаторе с активной нагрузкой; энергетические преобразования в трехфазном асинхронном двигателе;
3) уметь осуществлять пуск асинхронного, двигателя; оценивать величины номинального, пускового и максимального моментов, пускового тока и номинального скольжения по данным каталога.
Приступая к изучению этой темы, необходимо понять условия возбуждения вращающегося магнитного поля.
Механические
характеристики
и
могут быть построены по расчетной
формуле вращающего момента:
где М
– вращающий
момент двигателя, Нּм;
–
фазное напряжение статорной обмотки;
S
– скольжение;
– значения со- противлений статорной
обмотки;
– приведенные эквивалентные сопротивления
роторной обмотки;
– частота сети;
– число пар полюсов;
– угловая скорость вращения магнитного
поля статора.
По зависимости
M
= f
(S)
может быть построена характеристика
Механическую характеристику можно построить по данным каталога. Известна упрощенная формула Клосса для построения механической характеристики:
(1)
где
– критический (максимальный) вращающий
момент двигателя;
– скольжение, соответствующее
максимальному моменту.
Зная отношение максимального момента к номинальному
и определив
где
– номинальная мощность двигателя (из
паспортных данных), кВт;
–
номинальная скорость вращения ротора,
об/мин, вычисляем критическое скольжение
по формуле
Зная
и
и задавая значения скольжения от 0 до 1
и определяя для каждого значения
скольжения М
и
,
строим механические характеристики
и
,
изображенные на рис. 2. Скорость вращения
ротора
определяем по формуле
(2)
Рис. 2.
Задача 2
Номинальная
мощность трехфазного асинхронного
двигателя с короткозамкнутым ротором
= 10 кВт, номинальное напряжение
380 В, номинальная скорость вращения
ротора
1420
об/мин, номинальный КПД
0,84 и номинальный коэффициент мощности
cos
.
Кратность пускового тока
,
а перегрузочная способность двигателя
.
Определить: потребляемую мощность; номинальный и максимальный (критический) вращающие моменты; пусковой ток; номинальное и критическое скольжения. Построить механические характеристики М = f(S) и
Решение. Потребляемая мощность
кВт.
Номинальный и максимальный моменты
Нּм;
Нּм.
Номинальный и пусковой токи
А;
А.
Номинальное и критическое скольжения:
;
Механическая характеристика М = f (S) строится по
уравнению (1):
М
=
Задавая значения скольжения S от 0 до 1, рассчитываем момент М и скорость по формуле (2) и строим механические характеристики.