30.Режим короткого замыкания однофазного трансформатора. Схема замещения.
Необходимо различать два режима короткого замыкания.
Аварийный режим – тогда, когда замкнута вторичная обмотка при номинальном первичном напряжении. При таком замыкании токи возрастают в 15-20 раз. Обмотка при этом деформируется, а изоляция обугливается. Железо так не подгорает. Это тяжелый режим. Максимальная и газовая защита отключает тр-р от сети при аварийном коротком замыкании.
Опытный режим короткого замыкания – это режим, когда вторичная обмотка накоротко замкнута, а к первичной обмотке подводится такое пониженное напряжение, когда по обмоткам протекает (ток) номинальный ток – это UК – напряжение короткого замыкания.
UK выражается в %
U
K%
=
U K% = 5,5 для малых тр-в
U K% = 10,5 для ср. и больших
Рассмотрим физическую сторону работы трансформатора при коротком замыкании
U I0 = (2 5)% IН при UН при 20 раз I0 – очень мал
15-20 раз и им можно пренебречь т.е.
т. е. Намагничивающая сила первичной обмотки полностью уравновешенна н.с. вторичной обмотки.
Векторная диаграмма трансформатора при коротком замыкании.
Основные уравнения
Схема замещения тр-ра при коротком замыкании
Параметры короткого замыкания
;
;
,
пойдет в уравнение (1)
ток
,
откуда схема замыкания
т.е. схема замещения при коротком замыкании представляет собою цепь, состоящую из двух последовательных сопротивлений.
31.Специальные типы однофазных трансформаторов.
32.Понятие о трехфазном трансформаторе.
Магнитопроводы трехфазных трансформаторов
Трехфазный трансформатор может быть составлен из трех одинаковых однофазных; в этом случае он называется групповым. Первичные обмотки трех однофазных трансформаторов соединяют между собой по одной из трехфазных схем, так же как и вторичные обмотки.
Групповые трехфазные трансформаторы применяют при очень больших мощностях (3x630 ква и выше). Это объясняется тем, что каждый однофазный трансформатор группы меньше по габаритам и массе, чем один трехфазный трансформатор на полную мощность группы. Кроме того, при групповом трансформаторе в качестве резерва достаточно иметь один однофазный трансформатор (треть мощности группы), в то время как при одном трехфазном трансформаторе в резерве приходится устанавливать другой трансформатор на полную мощность. Поэтому групповой трансформатор имеет известные преимущества при больших мощностях, где условия транспорта и надежность при эксплуатации имеют особенно важное значение. Однако групповой трансформатор несколько дороже трехфазного трансформатора на ту же мощность, занимает больше места и имеет меньший к. п. д.
Трехфазные трансформаторы со связанной магнитной системой выполняются главным образом стержневыми (рис. 2).
Получение такого магнитопровода можно представить себе следующим образом. Три одинаковых однофазных трансформатора выполнены так, что их первичные и вторичные обмотки размещены на одном стержне сердечника магнитопровода, а другой стержень каждого трансформатора не имеет обмотки. Если эти три трансформатора расположить так, чтобы стержни, не имеющие обмоток, находились рядом, то три стержня можно объединить в один — нулевой.
Через объединенный стержень будут замыкаться магнитные потоки трех однофазных трансформаторов, которые равны по величине и сдвинуты по фазе на одну треть периода. Так как сумма трех равных по амплитуде и сдвинутых по фазе на 1/3 периода магнитных потоков равна нулю в любой момент времени (Фа + Фb + Фс = 0), то в объединенном стержне нет магнитного потока и надобность в этом стержне отпадает.
Таким образом,
для магнитопровода достаточно иметь
три стержня, которые по конструктивным
соображениям располагаются в одной
плоскости. На каждом стержне трехфазного
трансформатора размещаются обмотки
высшего и низшего напряжения одной
фазы. Стержни соединяются между собой
ярмом сверху и снизу. Длина магнитных
линий потока среднего стержня меньше,
чем крайних стержней. Поэтому магнитный
поток среднего стержня встречает на
своем пути меньшее магнитное сопротивление,
чем магнитные потоки крайних стержней.
Следовательно, в фазе, обмотка которой
помещена на среднем стержне, протекает
меньший намагничивающий ток, чем в
фазах, обмотки которых помещены на
крайних стержнях
33. Принцип действия
трехфазного асинхронного двигателя.
Скольжение.
Неподвижная часть асинхронного двигателя – статор имеет трехфазную обмотку, при включении которой в сеть возникает вращающееся магнитное поле. Скорость вращения этого поля
n1=f1∙60/p.
В расточке статора расположена вращающаяся часть двигателя – ротор, который состоит из вала, сердечника и обмотки. Обмотка ротора состоит из стержней, уложенных в пазы сердечника и замкнутых с двух сторон кольцами.
Вращающееся поле статора пересекает проводники (стержни) обмотки ротора и наводит в них э. д. с. Но так как обмотка ротора замкнута, то в стержнях возникают токи. Взаимодействие этих токов с полем статора создает на проводниках обмотки ротора электромагнитные силы Fпр, направление которых определяется по правилу «левой руки». Силы Fпр стремятся повернуть ротор в направлении вращения магнитного поля статора. Совокупность сил Fпр, приложенных к отдельным проводникам, создает на роторе электромагнитный момент М, приводящий его во вращение со скоростью n2. Вращение ротора через вал передается исполнительному механизму.
Таким образом, электрическая энергия, поступающая в обмотку статора из сети, преобразуется в механическую. Направление вращения магнитного поля статора, а следовательно, и направление вращения ротора, зависит от порядка следования фаз напряжения, подводимого к обмотке статора. При необходимости изменить направление вращения ротора асинхронного двигателя следует поменять местами любую пару проводов, соединяющих обмотку статора с сетью. Например, порядок следования фаз АВС заменить порядком СВА. Скорость вращения ротора n2 асинхронного двигателя всегда меньше скорости вращения поля n1, так как только в этом случае возможно наведение э.д.с. в обмотке ротора. Разность скоростей ротора и вращающегося поля статора характеризуется величиной, называемой скольжением, s=(n1 - n2)/n1.
Часто скольжение выражается в процентах: s=[(n1 - n2)/n1]∙100.
Скольжение асинхронного двигателя может изменяться в пределах от 0 до 1. При этом s≈0 соответствует режиму холостого хода, когда ротор двигателя не испытывает противодействующих моментов, а s≈1 соответствует режиму короткого замыкания, когда противодействующий момент двигателя превышает вращающий момент и поэтому ротор двигателя неподвижен (n2=0).
Скольжение, соответствующее номинальной нагрузке двигателя, называется номинальным скольжением. Так, например, для двигателей нормального исполнения мощностью от 1 до 1000 кВт номинальное скольжение приблизительно составляет соответственно 0,06-0,01, т.е. 6-1%.
Скорость вращения ротора асинхронного двигателя равна
n2=(1-s)∙n1.
На щитке двигателя указывается номинальная скорость вращения nн. Эта величина дает возможность определить синхронную скорость вращения n1, номинальное скольжение sн, а также число полюсов обмотки статора 2р.