ВУЗы по физике Готовые работы по физике Как писать работы по физике Примеры решения задач по физике Решить задачу по физике онлайн

Как определяется коэффициент трансформации однофазного трансформатора


то для КПД трансформатора можно записать:

Максимальный КПД найдем, приравняв нулю производную , откуда получим, что .

Значит, КПД будет максимальным при равенстве мощностей в проводах обмоток и в стали.

Откуда

Обычно для трансформаторов значениеβсоставляет:. Это означает, что максимальный КПД трансформатора будет при нагрузке 70-50% номинальной.

Решить задачи:

Задача 6.1.

Что относится к активным элементам силового трансформатора?

Задача 6.2.

Как определяется коэффициент трансформации однофазного трансформатора?

Задача 6.3.

На изображенной схеме приемник П, потребляющий активную мощность при cosφн=0,86, подключен в электрической цепи через однофазный трансформатор номинальной мощностью Sном=47,8кВА. Определить коэффициент нагрузки трансформатора β.

Задача 6.4.

Для однофазного трансформатора номинальной мощностью Sном=59,5кВА, коэффициентом мощностиcosφн=0,82, паспортные потери холостого хода и короткого замыкания трансформатора соответственно равны и . При каком коэффициенте нагрузки β трансформатор будет иметь максимальный КПД ? Каким при этом будет величина?

Задача 6.5.

что показывает ваттметр в цепи однофазного трансформатора:

а) в опыте холостого хода?

б) в опыте короткого замыкания?

Дать пояснения.

Задача 6.6.

Может ли напряжение на зажимах вторичной обмотки однофазного трансформатора превышать:

а) ЭДС в первичной обмотке?

б) ЭДС во вторичной обмотке?

Дать пояснения.

7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

7.1. Устройство, принцип действия в режиме генератора и в режиме двигателя

Рис.7.1

Машина постоянного тока состоит из вращающегося ротора (якоря) и неподвижного статора.

Статор состоит из:

1.  – станины;

2.  – главных полюсов;

3.  – дополнительных полюсов.

Станина статора (стальное литье или стальной листовой прокат), являясь основной машины, выполняет роль магнитопровода.

Главные полюсы служат для создания постоянного во времни и неподвижного в пространстве магнитного поля (в машинах большой мощности по обмоткам полюсов пропускаемый постоянный ток, называемый током возбуждения; в машинах малой мощности в качестве полюсов часто используются постоянные магниты).

Дополнительные полюсы служат для улучшений условий коммутации.

К статору относится и щеточная траверса, на пальцах которой установлены щеткодержатели со щетками, изготовленными из графита с медью.

Ротор, (якорь) состоит из:

4 – сердечника;

5 – обмотки;

6 – коллектора.

Сердечник имеет цилиндрическую форму и набирается из колец или сегментов электротехнической стали. На внешней поверхности сердечника выштампованы пазы, в которые укладываются секции из медного провода. Концы секции выводятся на коллектор и припаиваются к его пластинам, образуя замкнутую обмотку якоря.

Коллектор в сборе образует два изолированных друг друга полуцилиндра, которые крепятся на валу якоря.

В режиме генератора при вращении ротора (якоря) в поле постоянного магнита в витках его обмотки согласно закону электромагнитной индукции наводится ЭДС е1и е2 , и результирующая ЭДС е = е1 + е2. Если внешняя цепь замкнута, то по ней потечет ток. Коллекторные пластины при этом не только соединяют вращающиеся витки с внешней цепью, но и выполняют роль механического выпрямителя.

В режиме двигателя к щеткам подводится постоянное напряжения, под действием чего через щетки, коллекторные пластины и витки обмотки ротора (якоря) потечет ток i. Согласно закону Ампера взаимодействие тока ic магнитным полем В создаст силу, перпендикулярную В и i. Направление силы определятся правилом левой руки: на верхние проводники сила будет действовать в одну сторону, на нижние – в другую. Эта пара сил создаст момент, поворачивающий ротор (якорь) против часовой стрелки или по часовой. В этом случае коллектор помимо обеспечения контакта внешней цепи с витками обмотки ротора выполняет роль инвертера, т. е. преобразует постоянный ток во внешней цепи в переменный ток в витках якоря.

7.2. Классификация машин постоянного тока по способу возбуждения (по схеме включения обмотки главных полюсов)

Машины независимого возбуждения – это машины, в которых обмотка возбуждения питается постоянным током от постороннего источника постоянного тока или магнитный поток создается постоянным магнитом.

Машины параллельного возбуждения – это машины, в которых обмотка якоря и обмотка возбуждения включены параллельно.

Машины последовательного возбуждения – это машины, в которых обмотка якоря и обмотка возбуждения включены последовательно.

Машины смешанного возбуждения имеют две обмотки возбуждения, намотанные на одни и те же полюсы, но одна из них включена параллельно обмотке якоря, а другая – последовательно с ней.

В зависимости от того, какую внешнюю характеристику мы хотим получить, применяется та или иная схема включения обмотки возбуждения.

Для закрепления материала предлагаются задачи:

Задача 7.1

Определить на рисунках каждый из представленных типов машин.

Задача 7.2

Какая из представленных характеристик соответствует двигателю:

1.  С независимым возбуждением;

2.  С параллельным возбуждением;

3.  С последовательным возбуждением.

8. АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

Асинхронные машины – переменного тока, у которых частота вращения магнитного поля отличается от частоты вращения ротора. Асинхронные машины в режиме генератора практически не применяются, а вот трёхфазные асинхронные двигатели имеют значительные преимущества перед двигателем других типов.

8.1. Устройство, принцип действия трёхфазного асинхронного двигателя

Рис.8.1.

Асинхронный двигатель состоит из статора и ротора (рис. 8.1).

Статор представляет собой сердечник 1, набранный из тонких листов электротехнической стали, в продольных пазах которого укладывается обмотка 2 статора. Обмотка может соединяться звездой (см. рис. 8.1) или треугольником.

Ротор состоит из стального вала 3, на которой напрессован сердечник 4

выполненный от отдельных листов электротехнической стали, в котором выштампованы пазы. Обмотка ротора бывает двух типов: короткозамкнутая или фазная. Экономичнее и технологичнее двигатели с короткозамкнутым ротором.

При включении двигателя в сеть трехфазного тока (подключаются обмотки статора, сдвинутые по фазе на 1200) в статоре образуется вращающееся магнитное поле с частотой n1, силовые линии которого пересекают стержни (в короткозамкнутом роторе) или катушки обмотки ротора (в двигателе с фазным ротором). Согласно закону электромагнитной индукции в обмотке ротора наводит ЭДС, под действием которой возникнет ток, создающий вращающийся момент Мдв, который определяем частоту вращения вала двигателя n2.

Наташа

Автор

Наташа — контент-маркетолог и блогер, но все это не мешает ей оставаться адекватным человеком. Верит во все цвета радуги и не верит в теорию всемирного заговора. Увлекается «нефрохиромантией» и тайно мечтает воссоздать дома Александрийскую библиотеку.

Другие статьи


Похожая информация


Распродажа дипломных

Скидка 30% по промокоду Diplom2020

А ты боишься COVID-19?

Пройди опрос и получи промокод