- •Раздел первый машины постоянного тока
- •Глава I
- •Основные законы электротехники в применении к теории электрических машин
- •§ 2. Принцип действия генератора постоянного тока
- •§ 3, Устройство машины постоянного тока
- •§ 4. Серии машин постоянного тока, выпускаемые заводами ссср
- •Глава II
- •§ 1. Основные элементы обмоток
- •§ 2. Простая петлевая (параллельная) однослойная обмотка
- •§ 3. Простая волновая (последовательная) двухслойная обмотка
- •§ 4. Понятие о сложных обмотках
- •5. Э. Д. С. Обмотки якоря
- •§ 6. Пульсация напряжения
- •Глава III магнитная цепь
- •§ 1. Устройство и методика расчета ампер-витков для различных участков магнитной цепи
- •§ 2. Расчет ампер-витков для воздушного зазора
- •§ 3. Расчет ампер-витков для сердечников полюсов
- •§ 4. Расчет ампер-витков для станины
- •§ 5. Расчет ампер-витков для зубцов
- •§ 6. Расчет ампер-витков для сердечника якоря
- •§ 1. Магнитное поле обмотки якоря при нагрузке
- •§ 2. Влияние реакции якоря на работу машины постоянного тока
- •Глава V коммутация
- •§ 1. Сущность процесса коммутации
- •Способы улучшения коммутации
- •Глава VI
- •§ 1. Системы возбуждения генераторов
- •§ 2. Номинальные величины электрических машин
- •§ 3. Генератор независимого возбуждения и его характеристики
- •§ 4. Генератор параллельного возбуждения и его характеристики
- •§ 5. Генератор последовательного возбуждения и его характеристики
- •§ 6. Генератор смешанного возбуждения и его характеристики
- •§ 7. Лабораторная работа Исследование генератора постоянного тока
- •Глава VII
- •§ 1. Условия включения генераторов на параллельную работу
- •§ 2. Параллельная работа генераторов параллельного возбуждения
- •§ 3. Параллельная работа генераторов смешанного возбуждения
- •Глава VIII
- •§ 2. Уравнение равновесия моментов
- •§ 3. Уравнение равновесия э. Д. С.
- •§ 4. Двигатель параллельного возбуждения
- •§ 5. Двигатель последовательного возбуждения
- •§ 6. Двигатель смешанного возбуждения
- •§ 7. Лабораторная работа
- •§ 1. Классификация потерь в электрических машинах
- •Глава IX
- •2. Постоянные потери
- •§ 4. Добавочные потери
- •§ 5. Коэффициент полезного действия машины постоянного тока
- •Глава X
- •§ 1. Сварочные генераторы постоянного тока
- •§ 2. Сварочный генератор с расщепленными полюсами
- •§ 3. Сварочный генератор с поперечным магнитным полем
- •Глава XI
- •§ I. Назначение трансформаторов и основные определения
- •§ 2. Принцип действия трансформатора
- •Глава XII
- •§ 1. Режим холостого хода
- •§ 2. Работа трансформатора при нагрузке
- •§ 3. Режим короткого замыкания трансформатора
- •§ 4. Изменение вторичного напряжения трансформатора
- •§ 5. Коэффициент полезного действия трансформатора
- •Глава XIII
- •§ 1. Устройство трансформатора
- •§ 2. Устройство магнитопровода
- •§ 3. Обмотки трансформатора
- •§ 4. Бак трансформатора
- •§ 5. Вводы
- •§ 6. Переключатели
- •§ 7. Вспомогательная аппаратура для обслуживания и защиты трансформаторов
- •§ 8. Новые типы трансформаторов серии тсм и тсма
- •Глава XIV
- •§ 1. Схемы и группы соединений обмоток трехфазных трансформаторов
Решение.
Находим
Ua%:
2>4%-
Р
(«то) 24С0
а/0
lOSH(Kea)
10-100
Находим
Uр%
EV/o
= = 'К 5,5а — 2,42 = 4,9%.
ДЕ/%
= (На%) cos фа + (су/о)
sin фа =
=
2,4 • 0,8 + 4,9 • 0,6 = 4,85%.
■ Под
коэффициентом полезного действия
трансформатора (к. и. д.) понимают
отношение отдаваемой трансформатором
активной мощности
Р Р
г]
= -5%
, или в процентах т)% =
Р1 Р1
К.
п. д. можно определить, измерив отдаваемую
и подводимую мощности при полной
нагрузке трансформатора и взяв отношение
этих мощностей. Такой метод определения
к. п. д. называют прямым. Прямой метод
определения к. п. д. применения не нашел,
так как он неэкономичен вследствие
того, что трансформатор нужно нагружать
на полную мощность, что вызывает большой
расход электроэнергии при испытании
большого количества трансформаторов.
Этот метод также неточен, так как при
измерении больших мощностей неизбежны
значительные погрешности.
В
практике к. п. д. определяют косвенным
путем.
Известно,
что с достаточной точностью потери в
стали трансформатора можно определить
из опыта холостого хода .Рот яа
=
Pi
Ц
— Ра
+ Рсг
+ Рм
■
143ТТ
о/ —
к
4 '
— § 5. Коэффициент полезного действия трансформатора
Р2
к подведенной активной мощности
Р1г
т. е.~
100.Р0,
а потери в меди из опыта короткого
замыкания Ра
яа Рк
при номинальной нагрузке трансформатора.
Тогда подведенная к трансформатору
мощностьР2
+ Рст + Рш,
а к. п. д. определится из отношения
Мощность
где
А:нг — коэффициент нагрузки
трансформатора.
Так
как
_
71
_ knrSii
cos
Ч>2 + То +
Рк
'
В
этой формуле
тт ^
Л
Для
этого нужно взять первую производную
- и
а«нг
приравнять
ее нулю. Исследование данной функции
на максимум дает следующий результат:
р„ Г2
D
значит
к. п. д. трансформатора будет максимальным
при такой нагрузке, когда потерив стали
равны потерям в меди, т. е. постоянные
потери равны переменным.
К
постоянным потерям относят потери в
стали, так как они от нагрузки не зависят,
а к переменным — потери в меди обмоток,
так как они зависят от нагрузки.
Из
уравнения
*НГ.
опт=}/^. (104)
В
современных трансформаторах отношение
Р±
± i_
РК
~ 3 • 4 -
а
значение оптимального коэффициента
нагрузки
144Р2,
отдаваемую трансформатором при любой
нагрузке, можно определить по формуле
Р^
= Лнг^н cos фа,Рк
выражает потери в меди только при
номинальной нагрузке трансформатора,
то потери в меди трансформатора при
любой его нагрузке можно определить
по формулеРм
= кйт
Рк*кпт
берется в квадрате потому, что при
постоянном напряжении ток изменяется
пропорционально нагрузке, а потери в
меди пропорциональны квадрату тока
нагрузки. Тогда формула для определения
к. п. д. трансформатора при любой его
нагрузке будет иметь следующий вид:kavSH
C0S
Фз Sн
подставляют в ква,
а Р0
и Рк
в кет.
Определим,
при каком значении коэффициента нагрузки
к. п. д. будет максимальным, т. е. найдем
оптимальный коэффициент нагрузки.Р0
= к^гРк
находимкцгш
опт 0,5 0,58.
В
современных трансформаторах к. п. д.
очень высок и достигает 98—99%. Примерная
кривая к. п. д. трансформатора и кривая
изменения потерь в стали и меди от
коэффициента нагрузки приведены на
рисунке 102.
Рис.
102. Зависимость к.
п.
д. и потерь транс-
форматора от
нагрузки:
а
— кривая к. п д ; б
— кривые потерь в стали
и в меди.
Решение.
Находим к. п. д. трансформатора по
формуле
к
S
cos <р2
г)-- —
karSKcoa
q>2 + Po + *%PIt
1
• 240 • 0,8
П-240-0,8
+1,4 +l*
1 2 3 4 * 6-4,Г
:
0,97, т. е. около 97%
Находим
наивыгоднейший коэффициент нагрузки,
при котором к. п. д. трансформатора будёт
максимальным
ь
I/" I
/~1400
л г,
\
генг. опт— у
р
— у
4900~и>°°*
Вопросы
для самопроверки
1. Расскажите,
как и для чего проводят опыт холостого
хода трансформатора?
2. Расскажите,
как и для чего проводят опыт короткого
замыкания трансформатора?
3. Для
чего делают приведение вторичных
величин к первичной обмотке?
4. Нарисуйте
и объясните схему замещения трансформатора.
5
Нарисуйте и объясните полную векторную
диаграмму трансформатора при индуктивной
нагрузке.
6. Нарисуйте
и объясните упрощенную векторную
диаграмму трансформатора при индуктивной
нагрузке и соответствующую ей схему
замещения.
145Пример
3.
Найти к. п. д. трансформатора и наивыгод-
нойший коэффициент нагрузки, если Sn
=
240 ква;
Р0
= =-• 1400 вт\
Рк
=
4900 вт;
cos ср2
= 0,8; каг
=
1.
