рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Теоретичні положення

Теоретичні положення - раздел Философия, ЕЛЕКТРОМЕХАНІКА Трансформатором Називають Статичний Електромагнітний Пристрій З Двома Або Дек...

Трансформатором називають статичний електромагнітний пристрій з двома або декількома обмотками, що використовує явище електромагнітної індукції для перетворення струмів і напруг однієї системи в струми і напруги іншої [4–6].

Рис. 11.1

Принцип дії, схеми заміщення і векторні діаграми трансфор­матора.Принцип дії трансформатора розглянемо на прикладі двообмоткового трансформатора стрижньової конструкції рис. 1.1. При подачі на первинну обмотку трансформатора синусоїдальної напруги u1 = U1msinwt по ній починає протікати змінний струм i1, який при ненасиченому магнітопроводі можна також вважати синусоїдальним i1 =
= І1msin(wt – j1). Відставання за фазою струму i1 від напруги u1 на кут j1 обумовлене індуктивністю обмоток трансформатора.

Струм первинної обмотки трансформатора створює магніторушійну силу (МРС), діюче значення якої пропорційно величині струму і кількості витків первинної обмотки F1 = I1w1 .

Магніторушійна сила F1 створює в магнітопроводі трансформатора синусоїдальний магнітний потік Ф1, синфазний з|із| МРС|. Основна частина|частка| магнітного потоку Ф0 замикається по магнітопроводу і зчеплена як з|із| первинною, так і вторинної|повторної| обмотками. Інша частина|частка| магнітного потоку Ф1 зчеплена лише з|із| витками первинної обмотки і називається потоком розсіяння Фр1. Таким чином, Ф1 = Ф0 + Фр1.

Синусоїдальні магнітні потоки Ф0 і Фр1 наводять в обмотках ЕРС|:

Е1 = – w1 (0/dt), Е2 = – w2 (0/dt), Ер1 = – w1 (р1/dt).

Якщо коло|цеп| вторинної|повторної| обмотки замкнено, то струм|тік| вторинної|повторної| обмотки створює МРС| F2 = I2w2, яка спільно з МРС| первинної обмотки формує магнітний потік Ф0 і потік розсіяння Фр2, зчеплений тільки|лише| із вторинною|повторною| обмоткою і наведена в ній ЕРС| розсіяння до­рів­нює Ер2 = – (р2/dt). Оскільки|тому що| похідна від синусоїдальної залежності утворює косинусоїдальну залежність, то ЕРС| відстають по фазі від магнітних потоків на 90°ел|. Рівняння рівноваги напруг|напружень| пер­винної і вторинної|повторної| обмоток можна записати в комплексній формі

і

де – напруга на вторинній обмотці під навантаженням.

Оскільки величини ЕРС розсіяння пропорційні величинам струмів обмоток, то їх можна подати у вигляді падінь напруг і , де х1 і х2 – індуктивні опори розсіяння первинної і вторинної обмоток відповідно.

Особливістю роботи трансформатора під навантаженням є|з'являється,являється| незначна| залежність величини магнітного потоку Ф0 від величини струму|току| навантаження, що обумовлено противофазністю| МРС| первинної і вторинної|повторної| обмоток, тобто і сума первинної і вторинної|повторної| МРС| дорівнює МРС| первинної обмотки в режимі холостого ходу трансформатора.

Таким чином, роботу однофазного трансформатора можна описати системою рівнянь:

;

; (11.1)

. (11.2)

Струм|тік| холостого ходу трансформатора можна подати|уявити| у вигляді двох складових, де – активна складова струму|току| холостого ходу, обумовлена втратами в сталі трансформатора; – на­магнічувальний струм|тік| (I0), який утворює магнітний потік трансформатора.

 

Величини ЕРС обмоток визначаються співвідношеннями:

E1 = 4,44w1fF0 і E2 = 4,44w2fF0,

де f – частота змінного струму|току| |почуваючої| мережі живлення|сіті|.

Цій системі рівнянь відповідає схема заміщення з електромаг­ніт­ним зв’язком обмоток (рис. 11.2)

Рис. 11.2

Відношення|ставлення| ЕРС| первинної обмотки і ЕРС| вторинної|повторної| обмотки, яке дорівнює відношенню|ставленню| кількості витків цих обмоток, прийнято називати кое­фіцієнтом трансформації транс­форматора E1/E2 = w1/w2 = kтр.

Знижувальні трансформатори (U1>U2) мають kтр>1,0, а підвищувальні (U1 < U2) мають kтр <1,0.

Якщо рівняння (11.1) помножити на kтр, а рівняння (11.2) розділити на w1, то вийде система рівнянь приведеного трансформатора, у|в,біля| якого кількість витків вторинної|повторної| обмотки дорівнює кількості витків первинної обмотки, а значення параметрів приведеного трансформатора повинно забезпечувати такі ж енергетичні і фазові співвідношення, як і в реальному трансформаторі:

;

;

. (11.3)

З|із| рівняння (11.3) виходить, що при збільшенні навантаження трансформатора збільшується струм|тік| первинної обмотки, тому що|тому що| фаза струму|току| мало відрізняється від фази .

Величина ЕРС| вторинної|повторної| обмотки, приведена до витків первинної обмотки дорівнює ЕРС| первинної обмотки .

З урахуванням|з врахуванням| цих обставин схема заміщення приведеного трансформатора може бути подана|уявлена| (рис. 11.3) з|із| електричним зв’язком первинного і вторинного|повторного| контурів.

Значення параметрів 2 і 2 у схемі заміщення (рис. 11.3) визначаються множенням реальних параметрів r2 і x2 на квадрат коефіцієнта трансформації , .

Рис. 11.3

Особливості режимів холостого ходу і нормального короткого замикання тран­с­­фор­маторів. Дослідження ре­­жимів холостого ходу (ХХ) і нормального короткого замикання (КЗ|) дозволяє визначити параметри намагнічувального контуру схеми заміщення, розрахувати величини втрат і номінальний ККД| трансформатора. З цією метою в режимі ХХ при розімкненому колі|цепі| вторинної|повторної| обмотки до первинної обмотки трансформатора підводиться номінальна величина напруги|напруження| U1ном. Оскільки|тому що| величина струму|току| ХХ I10 звичайно не перевищує 10% від величини номінального струму|току| первинної обмотки I1ном, то втрати в міді первинної обмотки в режимі ХХ трансформатора не перевищують 1% від номінального рівня цих втрат і втратами в первинній обмотці нехтують. З цієї причини активна потужність, споживана з|із| мережі|сіті| трансформатором Р0 в режимі ХХ дорівнює номінальній потужності втрат в сталі магнітопровода Рст. Таким чином

r0 = U1ном /(I10cosj0); x0 = U1ном / (І10 sinj0);

j0 = arccos P0 / (U1ном I10),

де j0 – кут|ріг,куток| зсуву фази струму|току| щодо|відносно| фази напруги|напруження| .

У режимі нормального КЗ| ланцюг|цеп| вторинної|повторної| обмотки трансформатора замикається накоротко|, а до первинної обмотки трансформатора підводиться знижена напруга|напруження| U1k, при якій по обмотках протікають номінальні струми|токи| I1ном і I2ном. Звичайно напруга|напруження| U1k не перевищує 10% рівня номінальної напруги|напруження|, а оскільки|тому що| втрати в сталі магнітопровода Рст пропорційні|пропорціональні| квадрату напруги|напруження| на первинній обмотці, то в режимі КЗ| трансформатора ними нехтують.

Таким чином, активна потужність, споживана з|із| мережі|сіті| в режимі КЗ| трансформатора, визначає номінальну величину втрат в міді первинної і вторинної|повторної| обмоток Рм :

; .

Таким чином, номінальний ККД| трансформатора визначається співвідношенням

.

Зовнішня характеристика трансформатора. З|із| наведеної схеми заміщення трансформатора (див. рис. 11.3) виходить, що

.

Модуль вектора падіння напруги|напруження| на трансформаторі можна також одержати|отримати|, скориставшись виразом|вираженням|:

,

де ; ; – коефіцієнт навантаження.

Вигляд зовнішньої характеристики трансформатора визначається не тільки|не лише| величиной| навантаження, але і її характером|вдачею|. При збільшенні струму|току| навантаження вихідна напруга|напруження| трансформатора зменшується при активному і активно-індуктивному і збільшується при ємнісному і активно-ємнісному характерах|вдачах| |ємкості| навантаження.

Рис. 11.4

Робочі характеристики трансформатора є залежностями коефіцієнта корисної дії, коефіцієнта потужності, струму|току| в первинному ланцюзі|цепі| і напруги|напруження| на навантаженні від струму|току| в навантаженні. Всі ці залежності розраховуються на підставі схеми заміщення (рис. 11.3). Характерний|вдача| вигляд робочих характеристик показаний на рис. 11.4.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ЕЛЕКТРОМЕХАНІКА

МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ... Національний авіаційний університет... ЕЛЕКТРОТЕХНІКА ТА...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Теоретичні положення

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Київ 2013
ЗМІСТ Вступ....................................................................................... 4 Лабораторна робота 1. ДОСЛІДЖЕННЯ НЕРОЗГАЛУЖЕНОГО КОЛА ЗМІННОГО СТРУМУ

Теоретичні положення
При послідовному з’єднанні споживачів з різним характером опорів (активним, індуктивним і ємнісним) (рис. 1.1) за другим законом Кірхгофа можна записати рівняння

Хід роботи
Уваг !З'єднання та перемикання в схемі проводити тільки з модулем стенду, який використовується для виконання даної лабораторної роботи (рис. 1.3). Категорично забороняється переми

Теоретичні положення
На рис. 2.1 показано електричне коло, яке має чотири вузли і шість віток. Рис.

Вихідні дані
І варіант: R1 = 10 Ом; R2 = 15 Ом; R3 = 5 Ом; R4 = 20 Ом; R5 = 18 Ом; L

Теоретичні положення
Розглянемо електричну схему на рис. 2.1. Використовуючи рівняння (2.1), виключимо з рівнянь (2.2) струми усіх віток (

Завдання
1. Для заданої схеми (рис. 3.1 – І варіант і рис. 3.2 – ІІ варіант) скласти комплексну схему заміщення та систему рівнянь для розрахунку за методом контурних струмів. 2. За допомогою матем

Теоретичні положення
Метод вузлових потенціалів є модифікацією методу рівнянь Кірхгофа і базується на рівняннях першого закону Кірхгофа [1–3]. Струм в будь-якій вітці електричного кола може бути визначений за законом О

Вихідні дані
І варіант:R1=10 Ом; R2=16 Ом; R3=5 Ом; R4=10 Ом; R5=25 Ом; R6=4 Ом; R

Теоретичні положення
Метод перетворень базується на еквівалентному перетворенні послідовних і паралельних з’єднань пасивних і активних елементів, перетворенні з’єднань зіркою і трикутником. Виконуючи необхідні перетвор

Хід роботи
Увага!З’єднання та перемикання в схемі проводити тільки з модулем стенду, який використовується для виконання даної лабораторної роботи (рис. 5.6). Категорично забороняється переми

Теоретичні положення
Під резонансним режимом роботи електричного кола розуміють режим, при якому вхідний опір кола (відносно до джерела ЕРС) є чисто активним. Струм і напруга на вході співпадають за фазою. Реактивна по

Приклад виконання роботи
1. Для схеми на рис. 6.1 знаходимо резонансну частоту для контуру без втрат (6.4) і резонансну частоту для контуру з втратами (6.5). Для побудови частотної характеристики знаходимо струм

Теоретичні положення
Під трифазною симетричною системою ЕРС розуміють сукупність трьох синусоїдних ЕРС однакової частоти і амплітуди, які зсунені за фазою на 120° (рис. 7.1). Ділянка трифазного кола, по якій протікає о

Хід роботи
Увага!З’єднання та перемикання в схемі проводити тільки з модулем стенду, який використовується для виконання даної лабораторної роботи (рис. 7.4). Категорично забороняється переми

Вихідні дані
І варіант:метод розрахунку за п. 3 – контурних струмів. ;

Приклад виконання роботи
1. Якщо Z0=0, то трифазне електричне коло розпадається на три незалежних контури. Знаходимо струми в лінійних проводах за першим законом Кірхгофа. Проведемо розрахунки в MathCAD

Теоретичні положення
Нелінійними називаються електричні кола до складу яких входять елементи, параметри яких залежать від струму або напруги. Воль-амперні характеристики ВАХ) таких елементів є нелінійними. Перемінний о

Завдання
1. Для заданої схеми (рис. 9.2 знайти струми у всіх вітках схеми та розрахувати напруги на елементах. Нелінійним елементом є лампа, ВАХ якої наведена в табл. 9.1 Таблиця 9.1

Приклад виконання роботи
Вихідні дані: U = 150 В; R1 = 100 Ом; R2 = 400 Ом; Використаємо ВАХ лампи з табл. 9.1 1. Зас

Теоретичні положення
Як відомо з курсу фізики, навколо провідника із струмом з’являється магнітне поле. Інтенсивність магнітного поля характеризується векторною величиною напруженості магнітного поля

Приклад виконання роботи
Вихідні дані:задані в табл. 10.1 Розрахунки виконуємо за допомогою математичного пакету MathCad. 1. Розраховуємо геометричні розміри ділянок магнітопроводу та виз

Хід виконання роботи
1. Визначити параметри схеми заміщення трансформатора для відповідного варіанта, або використовувати задані викладачем. 2. Зібрати розрахункову модель [7] (рис. 11.5). Параметри елементів

Теоретичні положення
Принцип дії асинхронної машини. Асинхронною машиною (АМ) називається електромеханічний перетворювач, в якому відбувається|походить| перетворення енергії при швидкостях обертанн

Вихідні дані
Параметри асинхронної машини для виконання роботи задаються викладачем, або вибираються із табл. 12.1 і розраховуються, користуючись паспортними даними.

Хід виконання роботи
1. Зібрати розрахункову модель трифазної асинхронної машини з короткозамкненим ротором (рис. 12.4). Параметри моделі наведено на рис. 12.5. У блоках розрахунку діючого значення струму (RMS) та поту

Теоретичні положення
Електричною машиною постійного струму (МПС)|току| називається такий електромеханічний перетворювач, який перетворює механічну енергію в електричну постійного струму|току| (генератор), або електричн

Хід виконання роботи
1. Розрахунок зовнішньої характеристики генератора U=f(Iн) здійснюється без урахування розмагнічувальної дії реакції якоря при F=Fном=const і w=const.

Теоретичні положення
Принцип дії двигуна постійного струму|току| заснований на законах електромагнітної індукції і електромагнітних сил. При підключенні якоря двигуна до джерела постійного струму|току| і наявн

Швидкісні і механічні характеристики ДПС| паралельного збудження
Залежність швидкості обертання ДПС| від струму|току| якірного кола|цепу| при постійному рівні напруги|напруження| живлення|харчування| і постійному опорі кола|цепу| збудження називається швидкісною

Завдання
Параметри машини для виконання роботи задаються викладачем, або вибираються із табл. 14.1 Таблиця 14.1 Тип двигуна Рн

Хід виконання роботи
1. Зібрати розрахункову схему моделі (рис. 14.2). 2. Задати параметри моделювання (рис. 14.3).

Теоретичні положення
У двигунах постійного струму послідовного збудження магнітний потік двигуна залежить від струму якоря, тому що обмотка збудження з’єднана послідовно з якірною обмоткою. Ця особливість суттєво вплив

Хід виконання роботи
1. Зібрати розрахункову схему моделі (рис. 15.2). 2. Задати параметри моделювання (рис. 15.3).

Контрольні питання
1. В чом полягає особливість швидкісних і механічних характеристик двигунів послідовного збудження? 2. Як впливає на швидкість обертання зміна величини напруги живлення двигуна? 3

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги