41. Потери и кпд трансформатора

В отличие от электрических машин в трансформаторе нег вращающихся частей и, следовательно, механических потерь. В трансформаторе имеются только тепловые потери в проводах" обмоток и в стали магнитопровода.

Важной величиной, характеризующей экономичность работы трансформатора, являетсякоэффициент полезного действия (КПД), равный отношению активной мощности, отдаваемой трансформатором во вторичную сеть Р₂, к активной мощности Р₁, потребляемой из сети:

 

 

Первичная активная мощность определяется суммой, которая включает активную мощность Р₂, магнитные потери Р_м(потери в стали), электрические потери в первичной и вторичной обмотках Р_э1, Р_э2:

 

 

В современных силовых трансформаторах КПД достигает 0,98—0,995, причем максимальные значения КПД получаются при (0,45—0,65)Р_2ном. Такая нагрузка обычно соответствует средней нагрузке при эксплуатации трансформатора. Отметим, что в диапазоне нагрузок (0,4—1,5)Р_2ном КПД трансформатора изменяется относительно мало.

42. Источники электрической энергии

43. Уравнение электрического состояния трансформатора

44. Баланс мощности. КПД

В любой электрической цепи должен соблюдаться энергетический баланс — баланс мощностей: алгебраическая сумма мощнос­тей всех источников энергии (в частности источников тока и ис­точников ЭДС или напряжения) равна арифметической сумме мощнос­тей всех приемников энергии (в частности резистивных элементов):

ΣU_истI_ист= Σr или ΣP_ист = ΣP_г. (1.11)

45. Классификация электрических машин

Классификация электрических машин по роду тока, принципу действия и типу возбуждения

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Постоянного тока

Переменного тока

Униполярные

Коллекторные

Асинхронные

Синхронные

Коллекторные

С электромагнитным возбуждением

С постоянными магнитами

С коротко- замкнутым ротором

С электромагнитным возбуждением

С постоянными магнитами

Независимым возбуждением

С фазным ротором

Реактивные

Параллельным возбуждением

Гистерезисные

Последовательным возбуждением

Смешанным возбуждением

Машиной постоянного тока в соответствии с общепринятой терминологией называют двухобмоточную электрическую машину, одна из обмоток которой (обмотка якоря) соединяется с электрической сетью постоянного тока с помощью механического преобразователя частоты, преобразующего переменный ток в якоре в постоянный ток в сети, а вторая (обмотка возбуждения) питается постоянным током.

Коллекторная машина постоянного тока - машина постоянного тока, с обмоткой якоря, присоединенной к коллектору, и магнитными полюсами, имеющими возбуждение от источника постоянного тока, или которые сами являются постоянными магнитами.

Для преобразования переменного тока, индуктируемого в якоре машины постоянного тока, часто используется вместо механического преобразователя частоты полупроводниковый преобразователь частоты, в котором используются управляемые и неуправляемые полупроводниковые вентили. Такие электрические машины постоянного тока получили название вентильных.

В зависимости от схемы питания обмотки возбуждения машины постоянного тока разделяются на несколько типов: снезависимым, параллельным, последовательным, смешанным возбуждением.

Асинхронной машиной называется электрическая машина, одна из обмоток которой, обычно трехфазная, присоединена к электрической сети или специальному преобразователю, а вторая выполнена короткозамкнутой (беличья клетка) или фазной, замкнутой на сопротивления. В асинхронных (несинхронных) машинах частота вращения ротора ω_r, не равна частоте вращения поля ω_п.

• Асинхронные машины широко используют в качестве электродвигателй трехфазного тока.

Коллекторный двигатель переменного тока - двигатель переменного тока, у которого обмотка якоря соединена с коллектором и включена в цепь переменного тока.

• В настоящее время применяются главным образом в электробытовых приборах.

Синхронной машиной называется двухобмоточная электрическая мащина переменного тока, одна из обмоток которой присоединена к электрической сети с постоянной частотой f, вторая возбуждается постоянным током.

• С помощью синхронных трехфазных турбогенераторов и гидрогенераторов производится преобладающая часть электрической энергии.

Реактивный двигатель - синхронный двигатель без обмотки возбуждения или постоянных магнитов, у которого ротор имеет выступы, играющие роль ярковыраженных полюсов, такой двигатель обычно снабжен короткозамкнутой клеткой, позволяющей пускать его как асинхронный двигатель.

Гистерезисный электродвигатель - неявнополюсный синхронный электродвигатель без обмотки возбуждения, ротор которого выполнен из магнитного материала с большим остаточным намагничиванием, пуск в ход которого осуществляется за счет потерь на гистерезис в роторе.

46. Расчет эл. цепей постоянного тока с использованием законов Кирхгофа

47. Автотрансформатор

Автотрансформа́тор — вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только электромагнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные напряжения. Преимуществом автотрансформатора является более высокий КПД, поскольку лишь часть мощности подвергается преобразованию — это особенно существенно, когда входное и выходное напряжения отличаются незначительно. Недостатком является отсутствие электрической изоляции (гальванической развязки) между первичной и вторичной цепью. В промышленных сетях, где наличие заземления нулевого провода обязательно, этот фактор роли не играет, зато существенным является меньший расход стали для сердечника, меди для обмоток, меньший вес и габариты, и в итоге — меньшая стоимость.