Изменение напряжения вторичной обмотки.

Принято считать, что первичное напряжение U₁ =const, a вторичное напряжение U₂ изменяется в зависимости от величины нагрузки и ее характера. Пренебрегая действием шунтирующего контура намагничивания Т-образной схемы замещения, приходим к схеме рисунка 4.

а) б)

Рисунок 4 Схема замещения - а и векторная диаграмма - б

трансформатора

 

(23)

 

Падение напряжения определяется как векторная разность и . На практике допускается опустить перпендикуляр из конца вектор на направление . Тогда падение напряжения выразится как

DU = U₁ - U₂ » Ircosφ ₂ + IX_Ssinφ ₂ = I(Rcosφ ₂ + X_Ssinφ ₂),

 

отсюда U₂ »U₁ - I(Rcosφ ₂ + X_S sinφ ₂). (24)

Из уравнения (24), разделив второе слагаемое на U_h, можно получить уравнение

U_K = U_acosφ ₂ + U_psinφ ₂.

Это уравнение обеспечивает хорошие результаты при cosφ ₂< 0, 04. Если же cosφ ₂ > 0, 05, то следует пользоваться более точным уравнением

U_K = (U_а cosφ ₂ + U_p sinφ ₂) + (1/200)( U_р cosφ ₂ – U_а sinφ ₂).

Величина напряжения U₂ зависит от тока и фазового угла нагрузки.

Пример: На ТП установлен трансформатор мощностью S_н=300 кВА, D /Y - 11, W₁/W₂=2439/210, U_BHT=4, 1 В/вит (напряжение на один виток), u_k%=4%, cos φ _K=0, 4, cosφ ₀=0, 15, I₀=0, 05 I_2H.

Определить: a) U₁ U₂ и U₁/U₂;

б) R₁ R₂, X_s1, X_s2 (при условии что R₁=l, 2R₂ и X_s1=0, 9X_s2);

в) потери в стали Р_CT и соответствующее им сопротивление схемы замещения R_CT;

г) реактивную мощность для намагничивания магнитопровода Q₀, и индуктивное сопротивление Х_m для основного магнитного потока;

д) массу магнитопровода и его поперечное сечение при использовании электротехнической стали Э3414, В_m=1, 65 Тл, f=50 Гц;

е) привести схему замещения трансформатора с полученными параметрами.

 

Решение: а) номинальные линейные напряжения

U₁=W₁ U_BHT=2439-4, l=10000 В;

U₂= W₂U_BHT=1, 73-210-4, 1=1500 В;

Коэффициент трансформации

б) Номинальные токи и потери в обмотках трансформатора

;

 

;

Активные сопротивления и индуктивные сопротивления рассеяния

 

откуда

 

R_K = R₁ + R₂ = 1, 2R₂ + R₂ = 2, 2R₂;

 

откуда R₂ = = 7, 25Ом;

 

R₁ = R_K – R₂ = 15, 96 - 8, 25 = 8, 7 Oм;

 

 

tgφ _k = X_k /R_k, откуда и X_k = R_k tgφ _k = 15, 96 · 2, 89 = 36, 53Ом;

 

X_k = X_s1 + X_s2 =4, 9X_s2 + X_s2 = 1, 9X_s2;

 

X_s2= 19, 22Om;

 

X_s1 =X_k - X_s2= 36, 53 - 19, 22 = 17, 31 Oм;

 

X_s2 =X_s2 / k² = 19, 22 / 11, 61² = 14, 2 10^-2 Ом;

 

в) Потери в стали, определяемые со стороны обмотки низшего напряжения трансформатора в режиме холостого хода

Р_с = Р₀ - 3I²₀ R₂ = U₂(0, 05I_2н)cosφ ₀ - 3(0, 05I_2н )²R₂ =

 

=1, 73 ·1500(0, 05·15, 6)0, 15 - 3(0, 05 · 115.6)² 0, 054 = 2244Вт;

 

г) В соответствии с пунктом в) ток холостого хода следует привести к обмотке высшего напряжения

Сопротивление потерь в стали в схеме замещения

Реактивная мощность намагничивания магнитопровода и индуктивное сопротивление основного магнитного потока

Q_x = U₂I₀sinφ _x = 1, 73 × 1500(0, 05 × 115, 6) 0, 988 = 14810 ВАР

 

X_m=

д) При определении массы магнитопровода следует исходить из того, что индукция во всех частях его одинакова.

Из справочных данных для указанной марки электротехнической стали для данной величины индукции удельные потери r=1, 48 Вт/кг.

G=

Поперечное сечение магнитопровода может быть определено из уравнения величины напряжения на виток

U_ВИT = 4, 44 ·f ·В_m× S_c;

 

откуда

На рисунке 5 приведена схема замещения одной фазы трансформатора

 

 

Рисунок 5 Схема замещения трансформатора

ОБМОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

ПОСТОЯННОГО ТОКА

 

Основные виды обмоток машин постоянного тока - простые петлевые и волновые, сложные петлевые и волновые, а также комбинированные.

Обмотки выполнятся 2^х-слойными и барабанного типа, а также однослойными. На рисунке 6 приведены секции простой петлевой и волевой обмоток. Все секции, соединяясь последовательно, образуют обмотку.

 

 

Рисунок 6 Схемы секций обмоток: а - простой петлевой; б - простой волновой

 

Число катушечных сторон в одном слое паза:

,

где Z - число пазов;

К - число коллекторных пластин,

m - число ходов обмотки,

y₁- первый частичный шаг,

y₂ - второй частичный шаг,

у - результирующий шаг,

y_k - коллекторный шаг.

Для петлевой обмотки у = у₁-y₂ = y_k = m.

Если - целое число, где p – число пар полюсов обмотки, то обмотка называется обмоткой с диаметральным шагом, т.е. y_­­₁=t.

С целью улучшения коммутации часто используется ступенчатая обмотка и обмотка с укороченным шагом y₁ < t (t -полюсное деление).

Величина укорочения шага определяется в зубцовых делениях как

Число параллельных ветвей петлевой обмотки а = mр.

В сложных (многоходовых обмотках) ходы соединяются параллельно с помощью широких щеток.

Из-за магнитной несимметрии машины и дефектов изготовления обмоток при параллельном соединении р-параллельных ветвей, теоретически имеющих одинаковые ЭДС, через щетки могут протекать уравнительные токи. Это может быть устранено путем соединения точек с теоретически равными потенциалами уравнительными соединениями на якоре.

У волновой обмотки последовательно соединяются все проводники, смещенные относительно друг друга на одно полюсное деление τ вдоль окружности якоря. Таким образом, после обхода окружности якоря проводники смещаются на одно коллекторное деление или при многоходовой (сложной) обмотке на величину - τ.

Поэтому число коллекторных пластин k = ру_к+m,

(25)

 

или у_к=у₁+у₂. (26)

Число пар параллельных ветвей волновой обмотки

а = m. (27)

В качестве примера на рисунке 7 приведена развернутая схема простой петлевой обмотки машины постоянного тока с числом пазов z=12, 2p=2, y₁=6, у_k=y=1. На схеме показаны размещение щеток с указанием полярности их при заданных направлении вращения и полярности полюсов.

Рисунок 7. Схема простой петлевой обмотки машины постоянного тока (Z=12, 2p=2, y ₁ = τ =6, y _к =y=1).

АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: