1. Энергетические показатели трансформатора.

Трансформатор – статистический электромагнитный аппарат преобразующий систему переменного тока одного напряжения в систему переменного тока другого напряжения.Назначение: трансформаторы служат для передачи и распределения электроэнергии потребителей.

Потери ХХ . Мощность, потребляемая трансформатором при ХХ идет на покрытие в обмотках и стали: P₀ = p _эл1 + P_магн

p_эл1 = 1  2% от P₀

Поэтому, мощность при ХХ трансформатора идет в основном на покрытие потерь в стали (на гистерезис и вихревые токи).

p_r = _r(f/100)B²

Pосн мг

p_b = _вх(f/100)²B²

p_доб = 15  20% Pосн мг Итак P₀ = (1,15  1,2) P_мго

Потери КЗ. При коротком замыкании трансформатор потребляет из сети активную мощность. Эта мощность в основном идет на покрытие потерь в обмотках. Так как потери в стали p_мг = B² ; B  U

При коротком замыкании напряжение уменьшено в 1520 раз, то потери в стали будут ничтожно малы и ими можно пренебречь.

опыт xx определяет: параметры цепи намагничивания, потери в стали, определяем коэффициент тр-ции.

Определение параметров цепи намагничивания экспериментально z_m, x_m,r_m.

z₀ =;r₀ = ;x₀ = т. к.r₁ << r_m x₁ << x_m , то z_m  z_{0 =} ; r_m  r₀ = ;x_m  x₀ = потери в стали -Pосн мг; коэффициент тр-ции к=w1/w2

Опыт КЗ – это режим, когда вторичная обмотка накоротко замкнута, а к первичной обмотке подводится такое пониженное напряжение, когда по обмоткам протекает (ток) номинальный ток – это U_К – напряжение короткого замыкания. U_K выражается в % . U _K% = ,;;;.

КПД. можно получить через данные полученные в опыте холостого хода и короткого замыкания.

при холостом ходе P₀ = P_МГ При коротком замыкании P_К= P_ЭЛ1,2 = I²r_к, . Тогда;P_КH­ – при номинальном токе I_H, ,. Задаваясь(коэф-ент нагрузки) = 0,25; 0,5; 0.75; 1.0; 1.25 при

cos₂ = const построим зависимость  = f()

Максимумы  наступает тогда, когда потери в стали равны потерям в меди

p₀ = ²p_КН , откуда

Uн

Iн

2. Параллельная работа трансформаторов

Условия:

1. Напряжения первичных и вторичных обмоток тр-ов должны быть одинаковыми, т.е.

K_I = K_II = K_III = …

2. Напряжения короткого замыкания параллельно работающих тра-ов должны быть одинаковыми, т.е. U_KI = U_KII = U_KIII

3. Группы соединения параллельно работающих трансформаторов должны быть одинаковыми. Кроме того, мощность параллельно работающих трансформаторов не должна отличаться более чем в три раза.

Параллельная работа трансформаторов при неравенстве коэффициентов трансформации.

При равенстве K_I = K_II вторичные ЭДС Е_2I и Е_2II равны и по контуру направлены встречно и их сумма равна 0 т.е. при этом не будет никаких уравнительных токов. Теперь пусть K_I < K_II т.е. E_2I > E_2II (U_2I > U_2II). В этом случае при холостом ходе сумма напряжений по контуру не равна нулю, а значит будет уравнительный ток. Появится ,. Учтем для простоты только индуктивные сопротивления, т.к. активные малы, тогда, создает в обмотках потоки, которые создают ЭДС которые выравнивают напряжение до U₂ на шинах.

Уравнительный ток будет существовать и при нагрузке. Он будет для каждого тр-ра складываться с нагрузочным током геометрически. Из диограммы видно, что в том тр-ре, где к_I меньше (напряжение больше) тр-р перегружен наоборот. Т.е. получается, что первый тр-р перегружен, а второй недогружен. Для того, чтобы разница в нагрузке была в допустимых пределах, часто предусматривают, чтобы разница в коэффициентах трансформации была не более 0,5% от их среднего значения.

, где  среднее геометрическое.

Если трансформатор меньшей мощности включается в парал-ую работу, то он должен иметь больший коэффициент трансформации.

3.Группы соединения трансформаторов.

Группой соединения тр-ра называется угол сдвига между линейными ЭДС первичной и вторичной обмоток тр-ра. За первичную обмотку принимают обмотку высокого напряжения. Для определения угла сдвига линейных ЭДС обмоток следует умножить номер группы на 30°.

Группа соединения зависит от:

1. от направления намотки;

2. маркировки концов обмотки;

3. схемы соединения обмоток.

Стандартными являются две группы соединений — 12 и 11:

1) соединение /; 2) соединение /.

Группы соединения необходимо знать для включения тр-ров на параллельную работу. При различных группах соединений параллельно работающих тр-ров между векторами их вторичных напряжений будет сдвиг фаз, вызывающий уравнительные токи между обмотками тр-ров. При разных группах соединений, при самом малом сдвиге фаз, равном 30°, уравнительный ток превышает номинальный ток тр-ра в 5 раз, при самом большом сдвиге 180° — в 20 раз.

Возьмем для примера 12 и 11 группу

E = 2E_2Isin15 = 0,52E_2I, тогда

, что составляет 26% от установившегося тока короткого замыкания, что примерно в 3-5 раз превысит номинальный ток. Поэтому параллельная работа тр-ров с различными группами соединения недопустима.

4. Моменты асинхронного двигателя.

М - электромагнитный момент, создаваемый в результате взаимодействия вращающего магнитного поля с током в роторе (предварительное определение). Электромагнитный момент двигателя должен уравновесить момент на валу – М₂ и момент холостого хода М = М₂ + М₀ .

Кривая М=f(s), ее физический смысл. Зависимость M = f(S)

1.Область от S = 0  S_кр. При малом скольжении X_2S  0, тогда ток в роторе активному току, с увеличением S M. Момент зависит от потока и активной составляющей тока в роторе . В области M_max начинает проявляться индуктивное сопротивление X_2S.

2.Область скольжений S = S_кр  1. В этой области с увеличением скольжения S увеличивается индуктивное сопротивление ротора X_2S = X₂S за счет которого увеличивается угол ₂ между ЭДС и током (см. рис. 117), активная составляющая при этом уменьшается, а следовательно уменьшается и момент, т.е. S X_2S  M. при S = 1 равен пусковому, который в 57 раз больше номинального. При S = 0 ток I₁  0, т.к. при S = 0 двигателем потребляется реактивная мощность для создания вращающего поля, кроме того, двигателем потребляется активная мощность на покрытие потерь в статоре. При S = 0 ток ротора , т.к.Кривая зависимости M = f(S) характеризуется тремя моментами: а) Пусковой момент М_п при S = 1 . б) Максимальный момент М_max  S_кр . в) Номинальный момент М_Н  S_Н. Отношение максимального (критического) момента к номинальному, называется перегрузочной способностью .Расчетная формула: , показывает, что момент асинхронного двигателя пропорционален потоку и активной составляющей тока ротора.Максимальный критический момент МКР: критическое скольжение - S_кр соответствующего максимальному моменту , максимальный момент. Знак+ ­­­­­­­­­­­­- соответствует двигательному режиму . Знак - - соответствует генераторному режиму. Из выражения М_кр видно, что величина максимального момента не зависит от активного сопротивления роторной цепи, но сильно оно влияет на его расположение. Если сопротивление роторной цепи увеличивать , то увеличивается S_кр и кривая момента смещается вправо ,. Как видно из кривых, чем больше активное сопротивление в роторной цепи, тем больше пусковой момент и меньше пусковой ток. Это ценное свойство используется в двигателях с фазным ротором.