
- •1. Трансформаторы
- •1.1. Назначение и области применения
- •1.2. Устройство и принцип действия однофазного трансформатора
- •1.3. Уравнения электрического и магнитного состояния
- •1.4. Потери энергии в трансформаторе
- •1.5. Опыт холостого хода (х.Х.)
- •1.6. Опыт короткого замыкания (к.З.)
- •1.7. Номинальная мощность трансформатора
- •1.8. Расчет кпд трансформатора по данным опытов х.Х. И к.З.
- •1.9. Трехфазные трансформаторы
- •1.10. Автотрансформаторы
- •1.11. Измерительные трансформаторы напряжения и тока. Схемы включения
- •2. Электрические машины
- •2.1 Двигатели постоянного тока, устройство и принцип действия
- •2.2. Двигатель постоянного тока независимого возбуждения (дпт-нв)
- •Характерные точки характеристик
- •2.2.1. Регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока независимого возбуждения
- •2.2.2. Пуск двигателя постоянного тока независимого возбуждения
- •2.3. Двигатель постоянного тока последовательного возбуждения (дпт-пв)
- •2.4. Двигатели переменного тока
- •2.4.1. Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
- •2.4.2. Трехфазный ад с фазным ротором
- •2.4.3. Пуск ад
- •2.4.4. Регулирование частоты вращения ад
- •2.4.5. Трехфазный синхронный двигатель
- •2.5. Выбор мощности двигателя
1.10. Автотрансформаторы
Автотрансформатором называется трансформатор, у которого обмотка низшего напряжения является частью обмотки высшего напряжения. Электрическая схема автотрансформатора изображена на рис. 1.7. Автотрансформатор может использоваться для повышения и понижения напряжения.
К первичной обмотке, имеющей w1 витков, подводится напряжение U1. Напряжение U2 берется от части витков w2 первичной обмотки. Обмотка автотрансформатора, так же как и у обычного трансформатора, расположена на стальном замкнутом магнитопроводе.
Основные выражения, выведенные для трансформаторов, справедливы и для автотрансформатора.
При нагрузке можно приближенно считать, что отношение токов
.
Так как первичный и вторичный токи сдвинуты по фазе почти на 180е, то по общей части обмотки (нижняя часть обмотки на схеме) будет протекать разность токов:
.
Это позволяет выполнить общую часть обмотки меньшего сечения, чем сечение вторичной обмотки обычного трансформатора. Выгода получается тем больше, чем ближе коэффициент трансформации к единице.
Верхняя часть обмотки, по которой протекает первичный ток, содержит число витков
.
По
сравнению с первичной обмоткой обычного
трансформатора и здесь расход обмоточной
меди получается меньше в
раз.
Уменьшение объема обмоток определяет также и уменьшение массы стали. Кроме этого, автотрансформаторы имеют меньшие потери по сравнению с трансформаторами.
Экономия обмоточной меди и стали, а также увеличение КПД являются преимуществами автотрансформаторов. Вместе с тем применение автотрансформаторов недопустимо при больших коэффициентах трансформации, так как цепь высокого напряжения электрически связана с цепью низкого напряжения. Это может вызвать появление в цепи низкого напряжения высоких потенциалов (напряжений относительно земли), которые могут привести к несчастным случаям. Кроме этого, при больших коэффициентах трансформации выгода от использования автотрансформатора становится ничтожной, и применять его нецелесообразно.
Трехфазные автотрансформаторы выполняются подобно трехфазным трансформаторам. Трехфазные автотрансформаторы могут состоять также из трех однофазных.
1.11. Измерительные трансформаторы напряжения и тока. Схемы включения
Измерительные трансформаторы напряжения используются для включения вольтметров, частотомеров, обмоток напряжения ваттметров и счетчиков.
Измерительные трансформаторы тока предназначены для подключения амперметров, реле, токовых обмоток ваттметров и счетчиков.
На рис. 1.8 показана схема включения измерительных приборов через измерительные трансформаторы в однофазную сеть.
Для
безопасности прикосновения к приборам
один зажим вторичных обмоток трансформаторов
заземляют. Измеряемое напряжениеU1
по показанию вольтметра будет U1
= КUU2,
а измеряемый ток I1
— по показаниям амперметра: I1
= К1I2,
где КU
и К1
— коэффициенты трансформации
трансформаторов напряжения и тока
соответственно.
Вторичные обмотки имеют стандартные значения U2 и I2; 100 В для трансформаторов напряжения и 5 и 1 А для трансформаторов тока. Поэтому диапазон измерения может быть расширен путем регулирования коэффициентов трансформации, т. е. соотношения числа витков.
Измерительный трансформатор напряжения работает в режиме, близком к холостому ходу, а трансформатор тока в режиме короткого замыкания.
Соответственно – короткое замыкание для трансформатора напряжения и холостой ход для трансформатора тока являются аварийными режимами для них.