pdf.php@id=6159.pdf

а также его вторичное напряжение й гА. складывающееся с напряжением сети й А% можнонаменять повеличине и пофазе. Напряжение сети за ТПВй'А — 0 А + *вД-

Регулирование напряжений всех фаз производится одновременно. Трансформаторы с двумя обмотками Л и ц вследствие их сложности и дорого­

визны применяются относительно редко. Чаще используются трансформаторы только с обмоткой й, позволяющие осуществлять продольное регулирование напряжения.

§ 18-3. Т рансф орм аторы с плавны м регулированием напряж ен и я

В § 15-3 были рассмотрены способы ступенчатого регулирования напряжения трансформаторов путем изменения числа включенных в работу витков одной из обмоток. Однако в ряде случаев возникает необходимость более плавного регу-'

строятся мощностью до 250 кв-а и используются для освещения театральных

разновидностей таких трансформаторов. Рассмотрим в качестве примера один из подобных трансформаторов (рве. 18-11).

На рис. 18-11 представлен однофазный двухобмоточный трансформатор, первичная и вторичная обмотки которого расположены на разных стержнях, а между стержнями имеется'магнитный шунт, набранный, как и сердечники, из листовой электротехнической стали. Благодаря такому устройству обмотки трансформатора имеют пониженную электромагнитнуюсвязь и большоерассеяние.

напряжения Уа. Таким-образом, путем регулирования <= можно регулировать величину 11г,

Часть вторичной обмотки можно расположить на общем стержне с первичной обмоткой. Это приведет к усилению электромагнитной связи, уменьшению рас­ сеяния й уменьшению диапазона регулирования У2. Поэтому диапазон регулирования 11г определяется распределением витков вторичной обмотки между двумя стержнями.

§ 18-4. Другие разновидности трансформаторов

Сварочные я печные трансформаторы. Для электрической дуговой сварки применяются трансформаторы с вторичным напряжением, обеспечивающим надеж­ ное зажигание и устойчивое горение дуги. Для ручной сварки используются трансформаторы с напряжением при холостом ходе 60—75 в и при номинальной нагрузке 30 в. Для ограничения сварочного тока при коротком замыкании и устойчивого горения дуги трансформатор должен иметь круто падающую внеш­ нюю характеристику У* =* / (/1) (см. § 1 1 -1), а сварочная цепь — значительную индуктивность (соз ф = 0,4 ■+■0,5). Для регулирования величины сварочного тока величина этой индуктивности должна быть регулируемой.

Широко используются сварочные трансформаторы с дополнительной регу­ лируемой реактивной катушкой (рис. 18-12). При уменьшении с помощью соответ­ ствующего механизма зазора 6 в магнитной цепи катушки ее индуктивность возрастает.

Однопостовые трансформаторы для ручной дуговой еваркн изготовляются мощностью до 30 кв-а, а для автоматической сварки — до 100 кв-а и более. Для контактной электросварки выпускаются трансформаторы мощностью до 1000 кв-а при напряжении холостого хода До 36 в.

Для дуговых сталеплавильных печей применяются трехфазные трансформа­ торы, согласно ГОСТ 7207—70, мощностью до 25000 кв-а, со ступенчатым регу­ лированием вторичного напряжения в пределах 110—420 в. Регулирование на­

В выпрямительных установках отдельные вентили и фазы вторичной обмотки трансформатора работают поочередно. Поэтому в каждый момент времени транс­ форматор нагружен несимметрично и необходимо выбрать такую схему соедине­ ния обмоток, которая обеспечивает нормальные условия намагничивания сердечника трансформатора я равнове­ сие и. с. иа каждом стержне.

Вследствие попеременной работы отдельных фаз вто­ ричные и первичные токи трансформатора несинусоидаль­ ны н содержат ряд высших гармоник. В общем случае гар­ монический состав первичных и вторичных токов разли­ чен и поэтому полные мощности тШ обмоток также различны. За номинальную мощность трансформатора при этом принимается полусумма полных мощностей-лер- вичной и вторичной обмоток.

Для уменьшения пульсаций выпрямленного напря­ жения и тока, а также для уменьшения гармоник тока в первичной обмотке целесообразно увеличивать число фаз вторичной обмотки трансформатора.

В ионных многоанодных вентилях возможны так называемые обратные зажигания, когда возникают дуги между отдельными анодами, что эквивалентно короткому замыканию. При этом возможно нарушение равновесия н. с. первичных и вторичных обмоток, что приводит к воз­ никновению весьма значительных электромагнитных сил, действующих на обмотки. Поэтому крепление обмоток выпрямительных трансформаторов должно быть особенно надежным.

В СССР для мощных промышленных установок чаще всего применяются трансформаторы с шестифазной вто­ ричной обмоткой (рис. 18-13), с уравнительной реактивной катушкой между нейтралями «прямой» я «обратной» трех­ фазных групп вторичной обмоткя. Назначение этой ка­

тушки заключается в том, что она обеспечивает в каждый момент времени параллельную работу двух вентилей и двух соседних фаз вторичной обмотки, имеющих сдвиг э. д. с. 60°. Этим достигается лучшее использование транс­ форматора. Такой режим работы обеспечивается тем, что э. д. с., Индуктируемые в двух половинках катушки, выравнивают напряжения в цепях одновременно работающих двух фаз.

Гл. 181 Разновидности трансформаторов

Измерительные трансформаторы тока и напряжения применяются: 1) для отде­ ления цепи измерительных приборов и защитных реле от сети высокого напряже­ ния в целях безопасности обслуживания и облегчения изоляции их токоведущих частей и 2) для преобразования тока и напряжения в величины, удобные для измерения стандартными приборами (амперметры на 1 и 5 в, вольтметры до 100 в). Трансформаторы тока изготовляются на номинальные мощности вторичных обмоток 5—100 в-а, а трансформаторы напряжения — на 25—1000 в-а.

Первичная обмотка трансформатора тока Л1—Л2 включается последова­ тельно в измерительную цепь, а вторичная обмотка И1—И2 замыкается на изме­ рительные или защитные приборы, имеющие малые внутренние сопротивления и включаемые последовательно друг с другом (рис. 18-14). Поэтому трансформа­

руется.

В рабочем режиме трансформатора тока его магнитный поток весьма мал и состояние его сердечника далеко от насыщения, что способствует уменьшению погрешностей ввиду уменьшения намагничивающего тока. Нельзя допускать размыкания вторичной цепи трансформатора тока, так как при этом размагни­ чивающее действие вторичного тока исчезает и поток трансформатора возрастает в десятки и сотни раз. На вторичной стороне возникает опасное для жизни напря­ жение, а сам трансформатор может выйти из строя вследствие пробоя изоляции или чрезмерного нагрева сердечника в результате увеличения магнитных потерь.

В зависимости от величины первичного напряжения н тока, а также условий работы (наружные и внутренние установки, лабораторные трансформаторы и т. д.) конструктивное выполнение трансформаторов тока бывает весьма различ­ ным. Часто они имеют несколько вторичных обмоток, намотанных на различных сердечниках и имеющих различные классы точности.

Измерительные н защитные приборы, питаемые от трансформатора напряже­ ния, подключаются к его вторичным обмоткам параллельно. Трансформаторы напряжения работают в условиях, близких к холостому ходу, т. е. сопротивление их нагрузки 2 'г велико по сравнению с сопротивлениями обмоток 2Хн 2 '. При этом

падения напряжения в обмотках трансформатора относительно малы и погреш­ ность трансформатора также мала.

При конструировании трансформатора стремятся к возможному уменьшению сопротивлений обмоток 2Х и 2'. Трансформаторы напряжения изготовляются

с классами точности 0,2; 0,5; 1 и 3. Конструктивное выполнение этих трансфор­ маторов также весьма разнообразно.

Пик-трансформаторы (рис. 18-15) дают вторичное напряжение в виде резкого, весьма кратковременного импульса и применяются для зажигания дуги в управ­ ляемых ионных приборах (тиратроны, нгиитроиы и др.). Такая форма вторичного напряжения полу­ чается в результате применения весьма сильно насыщающегося сердечника траноформатора, когда магнитный поток на протяжении почтя всего полупериода почти постоянен и резко изменяется

только при перемене своего направления. При постоянстве Потока (Ф = соп$1)

потребителей реактивной мощности. При больших мощностях такие реактивные катушки принято называть реакторами.

Можно представить себе, что реактивная катушка получается в результате удаления из трансформатора вторичной обмотки. При этом реактивная катушка

изготовляются с регулируемым индуктивным сопротивлением. Это достигается изменением числа витков или изменением величины воздушных зазоров путем осевого перемещения частей сердечников. Применяются также реактивные ка­ тушки с подмагничиванием сердечника постоянным током (см. § 18-3). В этом случае сердечники выполняются без зазоров.

генераторы. Однако все более расширяется также применение синхронных машин в качестве двигателей.

Ротор асинхронных машин вращается несинхронно, или асин­ I хронно, по отношению к вращающемуся магнитному полю,

чем и обусловлено название этих машин.

На практике асинхронные машины используются главным обра­ зом в качестве двигателей, и подавляющее число применяемых в промышленности электрических двигателей являются асин­ хронными.

Коллекторные машины переменного тока также вращаются несинхронно с магнитным полем, и в этом смысле они являются асинхронными машинами. Однако ввиду наличия у них коллектора и связанных с этим особенностей они выделяются в отдельный вид машин переменного тока. Наибольшее применение коллектор­ ные машины находят в качестве двигателей. Однако их использо­ вание ограничено, и поэтому главнейшими видами машин пере­ менного тока являются асинхронные и синхронные машины.

Общие вопросы теории многофазных машин переменного тока целесообразно рассмотреть совместно, предварительно приведя краткое описание принципов действия и устройства основных видов машин переменного тока.

§ 19-2. Устройство и принцип действия асинхронной машины Устройство асинхронной машины. Неподвижная часть машины

Сердечник статора закрепляется в корпусе, а сердечник ротора — на валу (машины малой и средней мощности) или на ободе с кре­ стовиной и втулкой, надетой на вал (машины большой мощности). Вал ротора вращается в подшипниках, которые помещаются в под­ шипниковых щитах, прикрепляемых к корпусу статора (машины малой и средней мощности), или на отдельно стоящих подшипни­ ковых стояках.

На внутренней цилиндрической поверхности статора и на внешней цилиндрической ж е поверхности ротора имеются пазы,

Рис. 19-2. Фотография асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором типа А71-6 мощностью 14 кет в разобранном виде

в которых размещаются проводники обмоток статора и ротора. Обмотка статора выполняется обычно трехфазной (см. гл. 21)', присоединяется к сети трехфазного тока и называется поэтому также первичной обмоткой. Обмотка ротора тоже может быть выполнена трехфазной аналогично обмотке статора. Концы фаз такой обмотки ротора соединяются обычно в звезду, а начала с помощью контактных колец и металлографитных щеток выво­ дятся наружу (рис. 19-3). Такая асинхронная машина называется м а ш и н о й с ф а з н ы м р о т о р о м . К контактным коль­ цам обычно присоединяется трехфазный пусковой или регулиро­ вочный реостат. Фазная обмотка ротора выполняется с тем же числом полюсов магнитного поля, как и статор.

дится медный или алюминиевый стержень и концы всех стержней

с обоих торцов ротора соединены с медными или алюминиевыми же кольцами, которые замыкают стержни накоротко. Стержни от сердечника обычно не изолируются. В машинах мощностью до 100 к&п стержни и кольца вместе с крылышками для вентиля­ ции обычно изготовляются путем заливки ротора алюминием

сердечника статора, 22 — кольцо для соединения концов обмотка ротора в звезду, 23 -ы междукзтушечныа и междугрупиовые соединения обмотки статора, 34 — выводы КОН­ ЦОВ обмотки ротора к контактным кольцам., 25 ц 27 — коробка в колпак контактных колец, 2 6 — контактные кольца. 23 — подвижная втулка с контактами для эамыканиц.

выводов абыоткн ротора накоротко, 29 — муфта для вывода концов обмотки ротора

к внешней целя

(см. рте. 19-2). Такая асинхронная машина называется м а ш и н о й с к о р о т к о з а м к н у т ы м р о т о р о м . Большинство асин< хронных машин, в особенности машины малой и средней мощности, выпускается с короткозамкнутым ротором.

Воздушный зазор между статором и ротором в асинхронных машинах выполняется минимально возможным по условиям про­ изводства и надежности работы и тем больше, чем крупнее машины, В машинах мощностью в несколько киловатт величина зазора