Электротехника конспекты и примеры решения задач

Электротехника, физика
Лабораторная работа
Задачи по физике
Задачи курсового расчета
Атомная энергетика
Ядерные реакторы
  • Ядерная реакция
  • Авария  на ЧАЭС
  • Антуан Беккерель
  • Ядерный топливный цикл
  • Степень опасности РАО
  • Лазерная трансмутация
  • География транспортировки ядерных
    отходов в России
  • Новоуральск и ядерные отходы
  • СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ
    АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
  • ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ
  • Атомные электростанции (АЭС)
  • Главным сооружением АЭС
    является энергоблок
    .
  • Физика атомного ядра
  • Радиоактивное излучение
  • Выделение энергии при делении
    тяжёлых ядер
    .
  • Зал управления Ленинградской АЭС
  • Математика
    Примеры решения типовых задач
    Начертательная геометрия
    Лекции и конспекты
    Виды проецирования
    АКСОНОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРОЕКЦИИ
    Типовые задачи и методика решений.
    Информационные сети
  • Канальный уровень управления передачей
  • Физический уровень управления передачей
  • Мейнфреймы
  • Серверы рабочих групп
  • Характеристики и протоколы
    транспортной сети ИВС.
  • Стек TCP/IP
  • Защита вычислительных сетей.
  • Стандарт  криптозащиты
  • Стандарт Fast Ethernet.
  • Многосегментные локальные сети
  • Мосты и коммутаторы
  • Фиксированная маршрутизация
  • Изысканное искусство
    Курс лекций по истории искусства
    Декоративные цветы
  • Декоративные цветы из ткани
    для украшения интерьера
  • Технология изготовления цветов
  • Изготовление тычинок и пестика
  • Гофрирование деталей
  • Выкройки и сборка цветов
  • Ромашка
  • Космея
  • Колокольчик делают из крепдешина
    или тонкого шелка
  • Шиповник
  • Лилия
  • Тюльпан
  • Орхидея
  • Ирисы – прекраснейшие цветы.
  • Гвоздика персидская (махровая)
  • Фиалки лучше делать из шелка
  • Анютины глазки
  • Душистый горошек
  • Ветка цветущей яблони
  • Жасмин махровый
  • Декоративная листва
  • Отделочные цветы из ткани
    для украшения одежды
  • Цветы из капрона на проволочном
    каркасе
  • Материалы и инструменты
  • Бумажные цветы
  • УСТРОЙСТВО ТРАНСФОРМАТОРОВ

    Магнитопровод трансформаторов изготовляют из стальных листов толщиной 0,35÷0,5 мм. В настоящее время применяют два вида специальной электротехнической стали: горячекатаную сталь с высоким содержанием кремния или холоднокатаную сталь. Последняя имеет лучшие магнитные характеристики в направлении прокатки. Стальные листы изолированы друг от друга бумажной, лаковой изоляцией (толщиной 0,04÷0,6 мм) или окалиной, что позволяет уменьшить потери мощности в магнитопроводе за счет того, что вихревые токи замыкаются в плоскости поперечного сечения отдельного листа. Чем меньше толщина листа, тем меньше сечение проводника, по которому протекает вихревой ток Iв, и тем больше его сопротивление. В результате вихревой ток и потери мощности на нагрев магнитопровода уменьшаются.


    По типу или конфигурации магнитопровода трансформаторы подразделяют на стержневые и броневые. В стержневых трансформаторах обмотки, насаженные на стержень магнитопровода, охватывают его. В броневых трансформаторах магнитопровод частично охватывает обмотки и как бы «бронирует» их.

    По способу охлаждения – сухие и масляные.


     РЕЖИМ ХОЛОСТОГО ХОДА ТРАНСФОРМАТОРА

     Режимом холостого хода трансформатора называется такой режим, при котором вторичная обмотка разомкнута, т. е. нагрузка отсутствует. К первичной обмотке подводят напряжение U = ( 1,1 ÷ 1,3 )Uн1; протекает ток холостого хода i0, а по магнитопроводу замыкается магнитный поток Ф, индуцирующий в первичной обмотке э.д.с. е1 и во вторичной — е2. Так как вторичная обмотка разомкнута , ток по ней не протекает.

    Опыт холостого хода

    Для проведения опыта холостого хода собирают электрическую цепь, схема которой изображена на рис.

    Подводимое к первичной обмотке напряжение U1 изменяют от 0 до 1.1U1ном  (U1 ном — номинальное первичное напряжение). Вторичная обмотка трансформатора разомкнута, к ее зажимам присоединен вольтметр для измерения напряжения U20. Потери мощности при холостом ходе – потери в стали – потери на перемагничивание стали и потери при нагреве магнитопровода от токов (Р0 или Рхх).



    ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ТРАНСФОРМАТОРЕ ПОД НАГРУЗКОЙ

    При разомкнутой вторичной обмотке по первичной обмотке протекает ток Iо, и так как он очень мал, то падением напряжения в первичной обмотке можно пренебречь. Для первичной обмотки будет справедливо уравнение:

    u1 = - e1

    откуда

    Электромагнитная (а) и электрическая (б) схемы трансформатора под нагрузкой

    На зажимах вторичной обмотки индуцируется э. д. с.. Рассмотрим электромагнитные процессы в трансформаторе под нагрузкой при характерных условиях работы, когда

    Если к зажимам а—х вторичной обмотки трансформатора присоединить нагрузку с сопротивлением Zн, то под действием э. д. с.  по вторичной обмотке потечет ток . Этот ток создает магнитодвижущую силу  вторичной обмотки, под действием которой в магнитопроводе возникает магнитный поток . Суммарный магнитный поток  отличается от существовавшего до сих пор потока  и по значению, и по фазе. Вследствие этого э. д. с. первичной обмотки, индуцируемая суммарным потоком, также изменяется и по значению, и по фазе. Условие +=0 нарушается. Теперь +=¹0. Под действием  в замкнутом контуре первичной обмотки потечет компенсационный ток , который создаст магнитодвижущую силу , равную по значению и направленную противоположно м. д. с. . Таким образом, м. д. с.  компенсирует м. д. с.  и восстанавливает прежнее значение магнитного потока  в магнитопроводе.

    Чем больше , тем больше  и ток первичной обмотки =+, а также потребляемая ею мощность S1=U1I1. Так осуществляется передача электрической мощности от первичной обмотки ко вторичной, не связанной сней электрически. Передачу мощности осуществляет магнитный поток Ф.

     

    УРАВНЕНИЯ МАГНИТОДВИЖУЩИХ СИЛ И ТОКОВ

    Уравнение для м.д с.

    разделив все члены уравнения на W1, получим

    Или

    +=,

    где =  / W1 =– ток вторичной обмотки , приведенный к вторичной, или приведенный вторичный ток.

    Уравнение для первичного тока

    = -

     которое является уравнением токов.


     СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА

    Схемой замещения трансформатора называется электрическая схема, эквивалентная действительной, в которой все контуры электрически связаны друг с другом. Магнитный поток рассеяния индуцирует в первичной обмотке э.д.с. рассеяния , значение которой определяется

     

    Ерас1=4,44¦W1Фрас1m.

    Так как э. д. с. самоиндукции можно представить как падение напряжения с обратным э. д. с. знаком, то для э. д. с. рассеяния получим

    где Х1— индуктивное сопротивление первичной обмотки, обусловленное потоком рассеяния, Х1=2p¦L1,

     L1- индуктивность первичной обмотки.

    Магнитный поток рассеяния  индуцирует во вторичной обмотке э.д.с. рассеяния

    ,

    схема замещения обмоток трансформатора.

    где Х'2 — приведенное индуктивное сопротивление вторичной обмотки, обусловленное потоком рассеяния; Х2=2p¦L2

    В режиме холостого хода, когда вторичная обмотка разомкнута и =0, по элементам R1, X1, Rm. и  Хm протекает ток холостого хода . Сопротивление цепи практически равно сопротивлению

    Поэтому считают, что при холостом ходе  = — Потери мощности I02Rm в элементе Rm равны мощности холостого хода, т. е. потерям мощности в магнитопроводе трансформатора.

    Схемы замещения трансформатора:

    а — Т-образная с ветвью намагничивания; б, — упрощенная.

    В режиме нагрузки, когда  имеет конечное значение, для точки С по первому закону Кирхгофа можно написать уравнение токов . Как видно из рис. а, при изменении сопротивления  нагрузки изменяется ток , что приводит к такому же изменению тока , как и в самом трансформаторе.—

    По ветви намагничивания протекает небольшой ток . Сопротивлением   ветви намагничивания, включенной параллельно с ветвью нагрузки  можно пренебречь, так как оно много больше сопротивления нагрузочной ветви. В результате получим схему замещения, в которой

    = -

    Сложив активные и индуктивные сопротивления последовательно включенных элементов схемы, получим упрощенную схему замещения трансформатора, в которой активное сопротивление

    Rк = R1 + R’2, а индуктивное Хк = Х1 + Х’2.


    УРАВНЕНИЯ Э.Д.С. ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРА

    Для схемы замещения первичной обмотки трансформатора по второму закону Кирхгофа можно написать уравнение= —++, откуда напряжение первичной обмотки.




    Из этого уравнения следует, что подводимое к первичной обмотке напряжение  уравновешивается основной э. д. с. , а также активным и индуктивным падениями напряжения на этой обмотке. Уравнение может быть записано в виде

    где Z1 = R1 + jX1 — полное сопротивление первичной обмотки, модуль которого Z1= .

    Для схемы замещения вторичной обмотки трансформатора по второму закону Кирхгофа можно написать уравнение

     =  + + ,

    откуда напряжение вторичной обмотки

    =--.

    Из уравнения видно, что напряжение  на зажимах вторичной обмотки трансформатора отличается от э. д. с. на значение активного и индуктивного падений напряжения на вторичной обмотке.

    Уравнение может быть записано в виде

    =-

    где Z’2 = R’2 + jX’2 — полное сопротивление вторичной обмотки, модуль которого =.


    ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА ПРИВЕДЕННОГО ТРАНСФОРМАТОРА

    На векторной диаграмме трансформатора изображают векторы магнитного потока, э. д. с., токов и напряжений . За начальный вектор удобнее принять вектор магнитного потока , так как он является общим для обеих обмоток. Под некоторым углом в сторону опережения по фазе проводят вектор тока холостого хода . Затем под углом p/2 в сторону отставания проводят векторы э. д. с.  и , равные по значению.

    Дальнейшее построение векторной диаграммы определяется характером нагрузки, т. е. соотношением между активным, индуктивным и емкостным сопротивлениями нагрузки. При активно-индуктивном характере нагрузки вектор вторичного тока , который одновременно является током нагрузки, проводят под углом Y2 вектору э. д. с.  , причем

    Y2 = arctg [( X /2 + X' н)/(R'2 + R' н)],

    где R' н и X'н — приведенные активное и индуктивное сопротивления нагрузки.



    Векторная диаграмма трансформатора под нагрузкой: (R-L)


    Если уравнения э. д. с. обмоток трансформатора преобразовать в одно уравнение, то, учитывая, что =, получим

     

     Пренебрегая током холостого хода и принимая , уравнение можно записать в виде:

      , где


    Векторная диаграмма упрощенной схемы замещения трансформатора.

    Покупка в интернет магазине товара со скидкой