Коефіцієнт корисної дії (к.К.Д.) трансформатора.

Коефіцієнт корисної дії трансформатора  визначається як відношення корисної потужності Р₂, що віддається трансформатором, до потужності Р₁, що споживається ним з мережі живлення при даному навантаженні.

 = Р₂ / Р₁

Коефіцієнт корисної дії силових трансформаторів має значення близько 95–99 %.

На практиці для визначення к.к.д. трансформатора користуються формулою

Враховуючи коефіцієнт завантаженості трифазного трансформатора

і те, що

попередню формулу можна представити в такому вигляді:

Цією формулою можна користуватись і для визначення к.к.д. однофазних трансформаторів.

Автотрансформатори

Втих випадках, коли вторинна напруга мало відрізняється від первинної, тобто коли коефіцієнт трансформації близький до одиниці, більш економічним є використання так званогоавтотрансформатора.

Автотрансформатор відрізняється від звичайного трансформатора тим, що у нього первинна і вторинна обмотка з’єднані в одне спільне електричне коло. При цьому обмотка нижчої напруги є частиною обмотки вищої напруги.

Розглянемо схему автотрансформатора, що знижує напругу U₁ до напруги U₂.

Якщо знехтувати падінням напруги в обмотці, то індуковані в витках w₁ і w₂ ЕРС Е₁ і Е₂ будуть відповідно дорівнювати напругам U₁ і U₂.

Коефіцієнт трансформації автотрансформатора

k_АТ = U₁/U₂ = E₁/E₂ = w₁/w₂.

Через витки w₁ – w₂ протікає струм , а через виткиw₂ – струм ().

Нехтуючи струмом холостого ходу і враховуючи напрямок струмів в обмотках, запишемо рівняння намагнічуючих сил:

Звідки

Сумарна потужність обмоток трансформатора не залежить від коефіцієнта трансформації

U₁ І₁ + U₂ І₂  2 U₂ І₂.

Загальна же потужність обмоток автотрансформатора залежить від коефіцієнта трансформації

І₁ (U₁ – U₂) + (І₂ – І₁)U₂  2U₂ І₂(1– 1/ k_АТ).

Порівнюючи отримані вирази, можна побачити, що чим ближче коефіцієнт трансформації k_АТ до 1, тим менша сумарна потужність обмоток і тим вигідніше використання автотрансформатора.

В багатьох випадках автотрансформатори виготовляють з пристроями, що дозволяють змінювати коефіцієнт трансформації в умовах експлуатації.

Приклад – ЛАТР (лабораторний автотрансформатор). Одна з клем вторинного кола є ковзаючим щітковим контактом. Його за допомогою рукоятки можна переміщувати по витках обмотки, очищеної в місцях дотику від ізоляції. Таким чином відбувається плавне регулювання вторинної напруги.

Автотрансформатор не можна використовувати для живлення установок низької напруги (наприклад 220 в) від високовольтної мережі (наприклад 1000 в), оскільки в цьому випадку приєднані низьковольтні споживачі є пов’язані безпосередньо з мережею високовольтної напруги. Це неприпустимо за умов безпеки обслуговування установок і цілісності ізоляції струмоводних частин.

Автотрансформатори можуть бути однофазними і трифазними. В останніх обмотки з’єднуються “зіркою”.

Лекція 11. Асинхронні електричні машини.

План

• Електричні машини.

• Асинхронні машини.

• Принцип дії асинхронної машини.

• Магнітне поле, що обертається

• Режими роботи асинхронної машини

• Конструкція ротора

• Механічні характеристики асинхронного двигуна.

• Баланс активних потужностей асинхронного двигуна.

• Асинхронний лінійний двигун (ЛАД).

• Однофазний асинхронний двигун.

Електричні машини

Генератори, що перетворюють механічну енергію в електричну і двигуни, що перетворюють електричну енергію в механічну мають загальну назву – електричні машини. На відміну від машин, що обертаються, трансформатори уявляють собою статичні електромагнітні пристрої. Головною характерною рисою, загальною для електричних машин і трансформаторів, є те, що вони відносяться до енергоутворюючих пристроїв, що працюють на принципі електромагнітної взаємодії.

Асинхронні машини

З числа різних видів електричних машин (двигунів, генераторів) найрозповсюдженішими є асинхронні безколекторні машини, які найчастіше використовуються як двигуни.

Асинхронна машина – це машина, при роботі якої збуджується обертове магнітне поле (магнітне поле, що обертається) і змушує обертатись ротор. Ротор обертається асинхронно відносно поля, тобто з кутовою швидкістю, відмінною від кутової швидкості поля.

Асинхронна машина винайдена в 1888 р. російським вченим Доліво–Добровольським, але і до нашого часу зберегла всі конструктивні особливості, закладені винахідником.

Асинхронна машина проста і дешева. Загальний недолік – відносна складність і неекономічність регулювання їх експлуатаційних характеристик.