- •1. Трансформаторы
- •Назначение, устройство и принцип действия
- •1.2. Режим холостого хода трансформатора
- •1.3. Режим нагрузки трансформатора
- •Совмещенная и упрощенная векторные диаграммы трансформатора под нагрузкой. Схема замещения трансформатора
- •1.5.Изменение вторичного напряжения трансформатора. Внешняя характеристика трансформатора
- •1.6. Режим короткого замыкания трансформатора
- •1.7. Потери мощности и кпд трансформатора
- •1.8. Трехфазные трансформаторы
- •1.9. Условия параллельной работы трансформаторов
- •1.10. Автотрансформаторы
- •1.11. Измерительные трансформаторы
- •2. Асинхронные двигатели
- •2.1. Вращающееся магнитное поле
- •Устройство и принцип действия
- •Эдс статорной и роторной обмоток
- •Потоки рассеяния и индуктивные сопротивления ам
- •Токи ротора и статора ад
- •Векторная диаграмма и схема замещения ад
- •Потери энергии и к.П.Д. Ад
- •2.8. Вращающий момент ад
- •Механическая характеристика ад
- •2.10. Пуск асинхронных двигателей
- •2.11. Ад с улучшенными пусковыми характеристиками
- •2.12. Регулирование скорости ад
- •2.13. Регулирование скорости вращения электропривода с помощью электромагнитной муфты
- •2.14. Рабочие характеристики ад
- •2.15. Реверсирование и торможение ад
- •3. Синхронные машины
- •3.1. Устройство и принцип действия
- •3.2. Холостой ход синхронного генератора
- •3.3. Реакция якоря (статора)
- •Векторная диаграмма и схема замещения синхронной машины
- •3.5. Электромагнитный момент синхронной машины
- •3.6. Внешние и регулировочные характеристики генератора
- •3.7. Включение синхронного генератора на параллельную работу с системой
- •3.8.Регулирование активной и реактивной нагрузки синхронного генератора, работающего параллельно с системой
- •3.9. Синхронный двигатель
- •Машины постоянного тока
- •4.2. Принцип работы г.П.Т. Роль коллектора
- •Кольцевой и барабанный якорь. Виды обмоток
- •4.4. Эдс якоря
- •4.5. Элетромагнитный момент м.П.Т
- •4.6. Реакция якоря, коммутация г.П.Т
- •4.7. Классификация г.П.Т. В зависимости от способа возбуждения индуктора
- •Характеристики генераторов постоянного тока
- •4.9. Параллельная работа г.П.Т.
- •4.10. Шунтовые д.П.Т.
- •4.11. Механическая и рабочие характеристики шунтового двигателя, регулирование скорости, его реверсирование
- •4.12. Д.П.Т. С последовательным и смешанным возбуждением
- •4.13. Потери мощности и кпд д.П.Т.
1. Трансформаторы
Назначение, устройство и принцип действия
Трансформатор - это статистический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования электрической энергии переменного тока с одного напряжения на другое при неизменной частоте.
Трансформаторы получили широкое распространение:
1) в связи с необходимостью передачи электрической энергии на большие расстояния (рис. 1.1). Экономически выгодно передавать энергию при высоких напряжениях и малых токах (требуется меньшее сечение проводов).
Рис. 1.1
2) возможностью изменять напряжение в зависимости от нужд потребителя.
Электрический двигатель переменного тока – 127 , 220, 380, 500, 3000, 6000, 10000 В.
Электрические лампы общественного освещения – 127 , 220 В.
Электрические лампы безопасного освещения –12, 24, 36 В.
Нити накаливания радиоламп – 6, 6,3 В.
Принципиальное устройство однофазного трансформатора.
На стержнях магнитопровода, собранного из листовой трансформаторной стали размещаются изолировано друг от друга и от стержня две обмотки с числом витков W и Wсоответственно. Обмотка, к которой подводится электрическая энергия из сети, называется первичной. Обмотка, в которой включается потребитель – вторичной (рис. 1.2).
Рис. 1.2 В зависимости от напряжения различают обмотку высшего напряжения и низшего. Трансформатор работает на принципе электромагнитной индукции: переменный ток , проходя по первичной обмотке, создаёт в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф, который пронизывает одновременно витки обеих обмоток. При изменении потока во времени в витках индуцируется ЭДС. Поэтому вторичная обмотка может рассматриваться как источник напряжения . Если эту обмотку замкнуть на сопротивление нагрузки Z, то в ней потечёт ток .
Из принципа действия трансформатора ясно, что он может работать только на переменном токе. При постоянном напряжении и токе магнитный потокФ не будет изменятся во времени, а значит не будет индуцировать ЭДС E.
Однофазные трансформаторы бывают двухобмоточные и многообмоточные (одна первичная и несколько вторичных).
Мгновенные значение индуктированной ЭДС одного витка может быть найдено по формуле:
. (1.1)
то есть синусоидален.
Тогда, если
,
то
Итак,
, (1.2)
где
- амплитуда ЭДС одного витка.
Сравнивая (1.1) и (1.2), видим, что индуктированная ЭДС отстаёт от магнитного потока фазе на π/2 (рис. 1.3).
Рис. 1.3
Действующее значение ЭДС одного витка
. (1.3)
Если первичная обмотка имеет W витков, то
-действующее значение ЭДС в первичной обмотке.
Если вторичная обмотка имеет Wвитков, то
-действующее значение ЭДС вторичной обмотки.
Отношение ЭДС первичной и вторичной обмоток называется коэффициентом трансформации.
. (1.4)
Если пренебречь потерями, то S= S
=
Обычно напряжение незначительно отличаются от соответствующих ЭДС, поэтому
(1.5)