Министерство образования респулики беларусь
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Энергетический факультет
Кафедра «Электроснабжение»
Краткий справочник основных понятий и терминов
По дисциплине «Электрические машины»
Исполнитель:
студент энергетического факультета
3 курса группы 30603212
Гаращеня Д.Д.
Руководитель:
Константинова С.В.
Минск 2015
Оглавление
Устройство и принцип работы трансформатора 4
Устройство и принцип работы 4
Броневой трансформатор 6
Обмотка 7
Охлаждение 7
Схема замещения трансформатора 8
Схема замещения для приведенного трансформатора. 8
Режим холостого хода 10
Режим короткого замыкания 11
Режим нагрузки трансформатора 14
Потери и коэффициент полезного действия трансформатора 17
Группы соединения обмоток трансформатора 19
СХЕМЫ ОБМОТОК МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 24
Виды обмоток. 24
Однослойные обмотки. 26
Двухслойные обмотки. 29
Точные обмотки. 33
ЭДС катушечных групп обмоток машин переменного тока 36
Эдс индуктируемые в обмотках машин переменного тока 41
НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АСИНХРОННЫХ МАШИН 46
Назначение. 46
Принцип действия. 47
Схемы замещения АМ 50
Механическая характеристика асинхронного двигателя. Формула Клосса. 58
Энергетическая диаграмма АД 61
Основные соотношения АД и его векторная диаграмма 63
РАБОТА АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ ПРИ ЗАТОРМОЖЕННОМ РОТОРЕ 65
Холостой ход. 65
Работа машины под нагрузкой. 67
Пуск асинхронного двигателя 73
Пусковые свойства двигателей. 73
Прямой пуск. 73
Пуск двигателей с улучшенными пусковыми свойствами. 74
Двигатели с глубокими пазами. 75
Двигатели с двойной клеткой. 76
Пуск переключением обмотки статора. 76
Пуск при включении добавочных резисторов в цепь статора. 77
Автотрансформаторный пуск. 78
Пуск двигателя с фазным ротором. 78
Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей 80
Регулирование путем изменения частоты питающего напряжения. 80
Регулирование путем изменения числа пар полюсов. 80
Регулирование путем включения в цепь ротора реостата. 82
Изменение направления вращения. 83
Тормозные режимы асинхронной машины 84
Способы торможения. 84
Генераторный режим асинхронной машины и генераторное торможение. 84
Торможение противовключением. 84
Динамическое торможение. 85
Режимы работы асинхронных двигателей 87
Устройство и принцип работы трансформатора
Трансформатор – статический электромагнитный аппарат для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения, той же частоты.Трансформаторы применяют в электрических цепях при передаче и распределении электрической энергии, а также в сварочных, нагревательных, выпрямительных электроустановках и многом другом.
Трансформаторы различают по числу фаз, числу обмоток, способу охлаждения. В основном используются силовые трансформаторы, предназначенные для повышения или понижения напряжения в электрических цепях.
Устройство и принцип работы
Схема
однофазного двухобмоточного трансформатора
представлена ниже.
На схеме изображены основные части: ферромагнитный сердечник, две обмотки на сердечнике. Первая обмотка и все величины которые к ней относятся (i1-ток, u1-напряжение, n1-число витков,Ф1 – магнитный поток) называют первичными, вторую обмотку и соответствующие величины - вторичными.
Первичную обмотку включают в сеть с переменным напряжением, её намагничивающая сила i1n1 создает в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф, который сцеплен с обеими обмотками и в них индуцирует ЭДС e1= -n1dФ/dt, e2= -n2dФ/dt. При синусоидальном изменении магнитного потока Ф = Фm sinωt , ЭДС равно e = Em sin (ωt-π/2). Для того чтобы посчитать действующее значение ЭДС нужно воспользоваться формулой E=4.44 f n Фm, где f- циклическая частота, n – количество витков, Фm – амплитуда магнитного потока. Причем если вы хотите посчитать величину ЭДС в какой либо из обмоток, нужно вместо n подставить число витков в данной обмотке.
Из приведенных выше формул можно сделать вывод о том, что ЭДС отстает от магнитного потока на четверть периода и отношение ЭДС в обмотках трансформатора равно отношению чисел витков E1/E2=n1/n2.
Если вторая обмотка не находится под нагрузкой, значит трансформатор находится в режиме холостого хода. В этом случае i2 = 0, а u2=E2, ток i1 мал и мало падение напряжения в первичной обмотке, поэтому u1≈E1 и отношение ЭДС можно заменить отношением напряжений u1/u2 = n1/n2 = E1/E2 = k. Из этого можно сделать вывод, что вторичное напряжение может быть меньше или больше первичного, в зависимости от отношения чисел витков обмоток. Отношение первичного напряжения ко вторичному при холостом ходе трансформатора называется коэффициентом трансформации k.
Как только вторичная обмотка подключается к нагрузке, в цепи возникает ток i2, то есть совершается передача энергии от трансформатора, который получает ее из сети, к нагрузке. Передача энергии в самом трансформаторе происходит благодаря магнитному потоку Ф.
Обычно мощность на выходе и мощность на входе приблизительно равны, так как трансформаторы являются электрическими машинами с довольно высоким КПД, но если требуется произвести более точный расчет, то КПД находиться как отношение активной мощности на выходе к активной мощности на входе η = P2/P1.
Магнитопровод трансформатора представляет собой закрытый сердечник собранный из листов электротехнической стали толщиной 0,5 или 0,35мм. Перед сборкой листы с обеих сторон изолируют лаком.
По типу конструкции различают стержневой (Г-образный) и броневой (Ш-образный) магнитопроводы. Рассмотрим их структуру.
Стержневой трансформатор состоит из двух стержней, на которых находятся обмотки и ярма, которое соединяет стержни, собственно, поэтому он и получил свое название. Трансформаторы этого типа применяются значительно чаще, чем броневые трансформаторы.
