3.1.14. Краткие сведения о трёхфазном трансформаторе, автотрансформаторе и сварочном трансформаторе

Трёхфазный трансформатор. Схема трехфазного трансформатора, образованного из трех однофазных, приведена на рис. 3.9, а, трехфазного трансформатора на едином сердечнике – на рис. 3.9, б.

В трехфазном трансформаторе выходное напряжение зависит не только от коэффициента трансформации, но и от способа соединения обмоток.

Рис. 3.9. Схема трехфазного трансформатора

Автотрансформатор. Его особенности (рис. 3.10):

1. Вторичная обмотка bc является частью первичной ac.

2. Электрическая энергия во вторичную обмотку передается не только через магнитный поток, но и через электрическую связь между обмотками.

Под нагрузкой по участку bс протекает разность токов .

Выведем уравнение намагничивающих сил автотрансформатора: намагничивающей силы в режиме холостого хода и намагничивающей силы под нагрузкой:

;

;

;

.

Пусть , тогда, как и в обычном трансформаторе.

Преимущества автотрансформатора:

1. При по вторичной обмотке (bc) протекает малый ток, равный , следовательно, эту часть обмотки можно сделать более тонким проводом, в результате чего уменьшатся ее габариты, вес и стоимость.

2. Разные коэффициенты трансформации получаются за счет перемещения скользящего контакта вторичной обмотки.

Недостатком такого трансформатора является наличие гальванической связи, обусловливающей возможность попадания высокого первичного напряжения на вторичную обмотку. Поэтому на большие коэффициенты трансформации эти трансформаторы не делают.

Сварочный трансформатор (рис. 3.11). Всегда понижающий! Обычно U₂₀ = 60 B. Предъявляемые к нему требования:

1. Длительная работа в режиме короткого замыкания.

2. Возможность изменения тока короткого замыкания (сварочного тока).

Рис. 3.11. Схема сварочного трансформатора (а) и его ВАХ (б)

Выполнение указанных требований достигается введением в цепь вторичной обмотки дросселя (рис. 3.11, а) с изменяющимся зазором d. Дроссель имеет большое индуктивное сопротивление Х_Lдр = L_др, поэтому величину тока короткого замыкания I_к.з уменьшают. Изменяя расстояние d, изменяем индуктивность дросселя, за счет чего меняется и сопротивление всей цепи вторичной обмотки трансформатора, а следовательно, и ток короткого замыкания (сварочный ток).

3.2. Асинхронный двигатель

Принцип действия асинхронного двигателя (АД) основан на явлении вращающегося магнитного поля (рис. 3.12).

Рис. 3.12. К получению вращающегося магнитного поля

Для получения вращающегося магнитного поля необходимо использовать систему трех катушек, оси которых сдвинуты в пространстве на угол  = 120°, и подать напряжения, сдвинутые по фазе на такой же угол.

Суммируя магнитные потоки, создаваемые тремя катушками в различные моменты времени, получаем результирующий магнитный поток . Из временной диаграммы видно, что векторвращается с частотой сети.

Обозначим n₀ скорость вращения магнитного поля,

,

где – частота сети;р – число пар полюсов, p = . Число катушек k всегда кратно трем. Чем больше k, тем меньше n₀. При частоте сети f = 50 Гц имеем:

k	p	n0
3 6 9 …	1 2 3 …	3000 1500 1000 …