Тема 7. Трансформаторы

Назначение трансформаторов, их классификация. Принцип действия, устройство однофазного трансформатора. Параметры трансформаторов; коэффициент трансформации, э.д.с. обмоток, номинальные величины.

Режимы трансформатора: холостой ход, рабочий режим, режим короткого замыкания. Внешняя характеристика трансформатора. Энергетическая диаграмма, потери энергии и КПД трансформатора.

Типы трансформаторов и их применение; трёхфазные, многообмоточные, сварочные, автотрансформаторы.

Лабораторная работа № 3

Исследование однофазного трансформатора.

Литература: Л-3, § 9.1-9.13; Л-4, § 7.1-7.3; Л-5, задачи 9.10, 9.11, 9.17, 9.20.

Задачи и вопросы для самопроверки

1. Каково назначение трансформатора в энергосистеме при передаче и распределе­нии электрической энергии?

2. Поясните назначение и устройство отдельных элементов трансформатора: магнитопровода, обмоток, расширителя, изоляторов. Зачем в бак трансформатора за­ливают минеральное масло?

3. Почему стальной магнитопровод должен иметь по возможности небольшие воз­душные зазоры?

4. Поясните принцип работы трансформатора. Почему он может работать только на переменном токе?

5. Почему с изменением нагрузки трансформатора магнитный поток в магнитопроводе остаётся практически неизменным?

6. Какие электроизмерительные приборы надо иметь для проведения опыта холосто­го хода трансформатора? Какие величины можно получить из этого опыта?

7. Каковы особенности сварочного трансформатора? Почему такой трансформатор должен обладать круто падающей характеристикой?

8. Число витков первичной обмотки 100, вторичной - 500. Определить напряжение холостого хода обмотки, если к первичной - подведено напряжение 220 В. Какой ток будет протекать через активную нагрузку, присоединённую к вторичной об­мотке, если в первичной - ток 10 А?

(Ответ: 1100 В, 2 А)

Тема 8. Электрические машины переменного тока

Назначение машин переменного тока и их классификация. Устройство трёхфазного асинхронного двигателя: статор электродвигателя и его обмотки, короткозамкнутый и фазный ротор. Принцип действия трёхфазного асинхронного электродвигателя: получение вращающегося магнитного поля, частота вращения магнитного поля статора и частота вра­щения ротора. Скольжение, вращающий электромагнитный момент. Пуск в ход трёхфаз­ных электродвигателей с короткозамкнутым и фазным ротором, регулирование частоты вращения трёхфазных электродвигателей. Потери энергии и КПД асинхронного электродвигателя.

Устройство синхронных генераторов, применяемых в автомобилях. Принцип действия генератора переменного тока. Внешняя характеристика генератора.

Лабораторная работа № 4

Исследование асинхронного двигателя.

Литература: Л-3, § 10.1-10.14; Л-4, § 8.1-8.5; Л-5, задачи 10.4, 10.7, 10.12.

Задачи и вопросы для самопроверки

1. Приведите классификацию машин переменного тока. Каковы их преимущества и недостатки?

2. Поясните получение трёхфазного вращающегося магнитного поля. Какие синх­ронные скорости можно получить при частоте тока в сети 50 Гц?

3. Поясните устройство и принцип действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым и фазным ротором. Каково назначение контактных колец и щёток у двига­теля с фазным ротором?

4. Напишите формулу для определения скольжения. В каких пределах может изме­ниться это значение? Из формулы напишите выражение для определения частоты вращения ротора.

5. Номинальная частота вращения ротора 730 об/мин. Чему равно его скольжение, если частота тока в сети 50 Гц? (Ответ: 2.7%)

6. Чему равно скольжение ротора при пуске двигателя?

7. Напишите формулу для частоты тока f₂ в роторе. Чему равна частота f₂ при синхронной скорости и при неподвижном роторе?