Ферромагнитные материалы Трехфазные трансформаторы Трехфазные выпрямители Трехфазная трехпроводная цепь Однофазный асинхронный двигатель

Конспект лекций по электротехнике. Выполнение контрольной

Трехфазные трансформаторы

 Преобразование электрической энергии в трехфазной цепи осуществляют с помощью трехфазных трансформаторов, которые могут быть выполнены в виде трехстержневых или в виде группы из трех однофазных трансформаторов.

 Выводы фазных обмоток высшего напряжения обозначают буквами A – X, B – Y, C – Z, выводы обмоток низшего напряжения – буквами , , . Каждая из обмоток может соединяться по схеме звезда или треугольник. С учетом маркировки выводов возможны 12 вариантов, которые называют группами соединений. Обозначение групп соединений основано на сопоставлении относительного положения векторов одноименных линейных напряжений и стрелок часов. Для этого минутная стрелка, совмещенная с вектором линейного первичного напряжения, устанавливается на 12–ти часах, а часовая стрелка совмещается с вектором линейного вторичного напряжения. Группе соединений дается название по положению часовой стрелки. Мощность трехфазной цепи и способы ее измерения Активная и реактивная мощности трехфазной цепи, как для любой сложной цепи, равны суммам соответствующих мощностей отдельных фаз

 В качестве примера показаны схема соединения (рис. 9.11 а), векторная диаграмма напряжений (рис. 9.11 б) и положение одноименных векторов линейного напряжения и стрелок часов (рис. 9.11 в), соответствующие одиннадцатой группе соединений.

  а) б) в)

Рис. 9.11

 Соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами в трехфазных схемах и другие свойства рассмотрены в разделе «Трехфазные цепи».

Специальные трансформаторы Автотрансформаторы – это трансформаторы, у которых наряду с магнитной связью между обмотками имеется электрическая связь.

Сварочные трансформаторы Источники для дуговой сварки должны иметь крутопадающую внешнюю (вольтамперную) характеристику (кривая 1 на рис. 9.16) с тем, чтобы она пересекалась с вольтамперной характеристикой дуги (кривая 2) в двух точках  и .

Электрические машины переменного тока Асинхронная машина – это бесколлекторная машина переменного тока, у которой при работе возбуждается вращающееся магнитное поле, но ротор вращается асинхронно, т.е. с угловой скоростью, отличной от угловой скорости поля.

Получение вращающегося магнитного поляб Основой действия асинхронного двигателя является вращающееся магнитное поле.

Принцип действия асинхронной машины и режимы ее работы Трехфазная обмотка статора создает магнитное поле, вращающееся со скоростью

.

Электродвижущие силы в обмотках статора и ротора Вращающийся магнитный поток в воздушном зазоре пересекает проводники обмоток статора и ротора и индуктирует в них синусоидальные ЭДС.

Уравнения магнитодвижущих сил и ток статора асинхронного двигателя При холостом ходе асинхронного двигателя МДС ротора близка к нулю и вращающийся магнитный поток создается только МДС статора

,.

Схема замещения и векторная диаграмма асинхронного двигателя При анализе работы асинхронной машины используют схему замещения.

Энергетический баланс асинхронного двигателя Асинхронный двигатель потребляет из сети активную и реактивную мощность.

Электромагнитный момент Электромагнитная мощность равна произведению электромагнитного вращающего момента  и угловой скорости вращения  магнитного потока

.

Согласно (11.43) электромагнитный момент при любом скольжении пропорционален квадрату напряжения фазы статора и тем меньше, чем больше   и индуктивное сопротивление машины .

Механическая характеристика Механической характеристикой двигателя называется зависимость частоты вращения ротора от момента на валу .

 9.9. Параллельная работа трансформаторов

 Параллельное включение силовых трансформаторов применяют для увеличения суммарной мощности и более рационального сочетания мощностей источников питания и потребителей, а также повышения надежности электроснабжения. При параллельной работе к первичным обмоткам трансформаторов подводится одно и то же напряжение, а вторичные обмотки подключаются к общим шинам, от которых питаются потребители (рис. 9.12). Параметры трансформаторов, включаемые на параллельную работу, должны удовлетворять следующим условиям: 1) равенство коэффициентов трансформации; 2) равенство напряжений короткого замыкания; 3) одна и та же группа соединений (для трехфазных трансформаторов).

 При несоблюдении первого условия под действием разности  ЭДС в обмотках трансформаторов протекают уравнительные токи, минуя цепь нагрузки. Они геометрически суммируются с током нагрузки, обуславливая неравномерное распределение  суммарных токов между трансформаторами. При несоблюдении второго условия внешние характеристики трансформаторов имеют разный наклон, что обуславливает неравномерное распределение токов нагрузки между трансформаторами. Трансформатор с меньшим напряжением короткого замыкания перегружается, с большим – недогружается. При несоблюдении третьего условия между одноименными выводами вторичных обмоток возникает разность ЭДС, обуславливающая большой уравнительный ток, часто являющийся аварийным.

Не  решая  трансцендентное  уравнение,  будем  считать,  что  максимальное  значение  потокосцепления  имеет  место  примерно  через  полпериода  своего  изменения,  т.е.  при  .  Подставив  это  время  в  (3),  получим:

По  кривой  для   найдем  максимальное  значение  тока  ,  которое  в  раз  превышает  амплитуду  тока  в  установившемся  послекоммутационном  режиме.  Напомним,  что  для  линейной  цепи  

Примечания:  1.  Обычно  при  использовании  метода  условной  линеаризации  для  расчета  переходного  процесса  при  подключении  нелинейной  катушки  индуктивности  к  источнику  синусоидального  напряжения  эквивалентная  линейная  индуктивность    определяется  исходя  из  амплитудных  значений  тока  и  потокосцепления  в  установившемся  послекоммутационном  режиме,  как  это  и  было  сделано  в  рассмотренном  выше  примере.  Однако  если  необходимо  оценить  максимально  возможное  значение  тока,  то  величину  индуктивности  следует  определять  по  начальному  участку  вебер–амперной  характеристики,  где    максимальна.

2. Если  сопротивление  резистора  в  ветви  с  нелинейной  катушкой  достаточно  велико,  так что  ,  то  следует  пренебречь  нелинейностью  слагаемого  ,  положив  .  В  этом  случае  нелинейное  уравнение  (1)  сводится  к  линейному  вида

,

и  соответственно  кривая    определяется  по  кривым    и .


На главную