11. Особенности трехфазных трансформаторов и измерительных трансформаторов

Трехфазный - на каждом стержне магнитопровода размещают по две обмотки: обмотку высшего напряжения и обмотку низшего напряжения.

Согласно ГОСТу РФ для однофазных трансформаторов установлена одна группа соединений - О, а для трехфазных две: 11 - Y/; 12 - Y/Y.

При соединении Y/Y – 12

, а .

При соединении Y/ – 11

, а .

Y/ – 11 Y/Y – 12

Рис (2.4.8)

Однофазный трансформатор

Рис (2.4.9)

.

Обмотки трехфазных автотрансформаторов обычно соединяют по схеме звезда с выведенной нейтральной точкой и без нее.

Измерительные трансформаторы тока и напряжения применяют:

1. для изоляции измерительных приборов и аппаратов автоматической защиты от цепи высокого напряжения;

2. для расширения пределов измерения измерительных приборов.

Трансформатор напряжения – подобен силовому небольшой мощности, работает в условиях близких к режиму холостого хода силового трансформатора, что позволяет считать итак както, где- показатель вольтметра.

Рис (2.5.0)

Трансформатор тока – работает в режиме близких к режиму короткого замыкания

Рис (2.5.1)

Напряжение на первичной обмотке во много раз меньше вторичного . При разомкнутой вторичной обмотки МДС первичнойиндуцирует во вторичной ЭДС порядка сотен вольт и до 1,5 кВ у трансформатора тока на большие токи. Поэтому нельзя размыкать вторичную обмотку работающего трансформатора тока.

12. Асинхронные двигатели

Асинхронные машины – это машины переменного тока, у которых частота вращения магнитного поля статора и частота вращения ротора не совпадают.

Принцип действия основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора с токами индуцируемыми вращающемся полем статора в проводниках ротора.

Статор –неподвижная часть .

Ротор – подвижная, отделенные друг от друга воздушным зазором (0,3 … 0,5 мм).

Обмотка ротора может быть короткозамкнутой или фазной.

Короткозамкнутая обмотка ротора выполняется в виде беличьей клетки.

У фазного ротора – одни концы обмоток ротора соединяются с контактными кольцами, расположенными на валу двигателя, а другие соединены в звезду. Контактные латунные кольца соединяются с клеммами пускового реостата с помощью угольных или медно-графитовых щеток и щеткодержателей.

Рис (2.5.2)

Номинальные данные двигателя (паспортные): - механическая мощность;- напряжение обмотки статора;- ток статора;- частота напряжения сети;- частота вращения ротора;- КПД;- коэффициент мощности;- напряжение между контактными кольцами при разомкнутой обмотке ротора с фазным ротором.

В паспортных данных АД обычно указывают два значения напряжения, 3800/220 В. (220 В)- это фазное напряжение обмотки статора.

Если линейное напряжение сети равно этому напряжению, то обмотки статора необходимо соединить треугольником, если линейное напряжение равно (то обмотки статора соединяют звездой соответственно указывают и два значения линейного токапри соединении обмоток звездой и треугольником.

Частота вращения магнитного поля

, (3.4.7)

где f - частота напряжения сети, P - число пар полюсов в машине.

При промышленной частоте f = 50Гц частота вращения магнитного поля определяется

. (3.4.8)

При подключении двигателя к трехфазной сети в обмотках статора протекают токи ,,. МДС каждой обмотки создает магнитный поток, вектор которого совпадает с осью соответствующий катушки. Если, то, при. При этом вектор результирующего магнитного потока

(3.4.8)

совпадает с осью катушки (фаза А) так как в ней ток максимален. В момент времениирезультирующий векторбудет совпадать с осями катушек соответственно(фаза В) и(фаза С). Очевидно, что за один период Т изменения напряжения сети векторрезультирующего магнитного поля сделает один оборот. Таким образом, МДС трех обмоток статора, расположенных под угломдруг к другу при подключении из к трех фазной сети синусоидального тока создает вращающееся магнитное поле.

Рис. (2.5.3)

Скольжение – это относительная разность частот вращения или угловых скоростей магнитного поля и ротора

, (3.4.9)

где - частота вращения ротора,и- угловые скорости вращения магнитного поля и ротора.

Частота вращения ротора

. (3.5.0)

Частота ЭДС, индуцируемой в обмотке статора вращающимся магнитным потоком, равна частоте напряжения в сети

. (3.5.1)

Частота ЭДС и тока в обмотке ротора

. (3.5.2)

Действующие и комплексные значения ЭДС индуцируемые в фазных обмотках статора и неподвижного и вращающегося ротора

, (3.5.3)

где и- число витков фазных обмоток статора и ротора,и- их обмоточные коэффициенты.

Коэффициенты трансформирующие ЭДС

(3.5.4)

ЭДС расстояния обмоток статора и ротора:

; ;,

где ;;- индуктивные сопротивления, аи- индуктивности фазных обмоток статора и ротора, обусловленные потоками рассеяния, причем с учетом уравнения.

Ток ротора

, (3.5.5)

где - комплексное сопротивление фазной обмотки вращающегося ротора,- активное сопротивление фазной обмотки вращающегося ротора,- то же неподвижного ротора.

Схема замещения

- активное сопротивление фазной обмотки статора, - приведенное активное сопротивление фазы обмотки неподвижного ротора,- приведенное активное сопротивление ротора, отражающее процесс преобразования электрической энергии в механическую.

Активная мощность подведенной электрической энергии:

. (3.5.6)

Механическая мощность на валу:

. (3.5.7)

Рис (2.5.4)

КПД двигателя:

. (3.5.8)

Мощность потерь в двигателе:

, (3.5.9)

где иточность электрический потерь в обмотках статора и ротора,- мощность магнитных потерь в сердечнике статора,и,- мощности механических и добавочных потерь.

Электромагнитный (вращающий) момент

, (3.6.0)

где - активная составляющая тока в обмотке ротора,,- индуктивное сопротивление двигателя,,.

Критическое скольжение, соответствует максимальному моменту

, (3.6.1)

где - приведенное добавочное сопротивление реостата в цепи ротора.

Максимальный момент

. (3.6.2)

Упрощенное уравнение механической характеристики в относительных единицах ( формула Клосса)

(3.6.3)

при ,

. (3.6.4)

Лекция 22