Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники (1972) (1095872), страница 38
Текст из файла (страница 38)
э.в. Векторная постоянной при всех режимах м. д. с. днаграмма для и. д. е. Р,„. Диаграмма м. д. с. нагруженного ТРяяеФегиятеге. трансформатора показана на рнс. 9-8. Магнитный поток Ф„ находится в фазе с м. д. с. Р„ В фазе с током l„отстающим от э. д. с. Е, на угол ф„ показана м. д.
с. Р,. Чтобы м. д. с. Р„сохраняла свою величину, первичной обмоткой должна создаваться и. д. с, Р =Р„+( — Ре). В этом случае, если ток 7, первичной обмотки в данное мгновение направлен от начала обмотки к концу, ток 7, вторичной обмотки направлен от конца к началу ее и с, ростом тока 7е дсякжен автоматически увеличиваться ток 7,. Коэффициент мощности соз ф„ очень малый при холостом ходе (соз <р„ ( 0,1), увеличивается с ростом нагрузки за счет активной слагающей тока 7я (угол еря меньше угла зр„).
235 Если пренебречь величиной Р„и считать,' что Р, = Р„ 'т, е. 1ггаг = 1,в„то 1г в, 1 Еа !а вг Х Е,' (9-8) Таким образом, токи трансформатора обратно пропорциональны э, д. с, й-а. Изменение напряженна трансформатора прн нагрузке В трансформаторе, так же как и в электрическом генераторе, необходимо знать изменение напряжения на его зажимах при переходе от холостого хода к номинальной нагрузке, т.
е. ЬУ%. Оно определяется по формуле ЬУ% а' — а 100% (9 9) ~аг и носит название п р о и е н тного изменения напряжения 'трансформ а тора, Эта величина очень мала и при 1а = 1„ы соз <ра = 1 составляет (2 — 3%) У„. Рассматривая формулу (9-9) и можно подумать, что изменение напряжения подсчитывается, только для вторичной обмотки. Однако это не так, так как в нагруженном трансформаторе нельзя пренебрегать потерей напряжения в первичной обмотке и связанным с этим изменением противо- э. д. с.
Е„магнитного Рис. 9-9. Веиторнаи диагран-. потока трансформатора, а виана нагруженного трансфер чит, и э. д. с. Е . натора. На диаграмме напряжений нагруженного трансформатора при номиналрнык токах в обмотках (рис. 9-9) величина э. д. с. первиЧиой обмотки Е, меньше, чем при холостом. ходе, на велйчину падения йанряження 1,г„так как (гг„= — Еа+(1,г, + 1гхг). При уменьшении Е, уменьшается поток Ф„, и э.
д. с. вторичной обмотки становится меньше„чем при холостом ходе, т. е. Е, (Е,„. Напряжение У, вторичной обмотки нагруженного трансформатора получается вычитанием падения напряжения во вторичной обмотке не из э. д. с. холостого хода Е„, а из э. д. с. нагруженного трансформатора Е,, т. е. Уг =Е,-(1 гт+1тх). Таким образом, формула (9-9) учитывает потери напряжения в обеих обмотках. Ф-й. Мощность потерь в обмотках нагруженного трансформатора Мощность потерь в обмотках трансформатора зависит от токов 1, и 1„активных сопротивлений обмоток г, и гт и равна Р, = 1~г, + 1тг,. Определение этой мощности производится о п ы т о м короткого замыкания трансформатор а, который проводится по схеме рнс, 9-6, если вторичную .
обмотку замкнуть накоротко, а к первичной подвести такое пониженное напряжение У„, при котором в обмотках устанавливаются номинальные токи 1,„и 1„. Напряжение У„называется напряжением короткого вам ы к а н и я, оно не превышает (5 — 10%) У,„и всегда обозначено на паспорте трансформатора. При этом опыте безразлично, какую обмотку сделать певвичной. Мощность в цепи питания, измеренная при этом опыте, расходуется на покрытие потерь в обмотках Р,„ и потерь в стали при коротком замыкании Р„ „ которые вследствие малого значении индукции В„ так малы, что ими пренебрегают. Тогда вся мощность при коротком замыкании равна (9-10) Таким образом, полные потери нагруженного трансформатора при номинальных токах и при номинальном напря-' жении Х Р=Р, „+Р„„ (9-1 1) Ь-у. Трехфазный трансформатор На подстанциях, служащих для распределения электрической энергии, большею частью применяются трехфазные трансформаторы (рис.
9-10). Магнитопровод трансформатора набирается из стальных листов ($ 9-2), как показано на рис. 9-11. На каждом из трех сердечников концентрично располагаются первичная и вторичная обмотки одной фазы АХ и ах; ВУ и Ьд; СЯ и сг. На рис. 9-10 они для упрощения изображены смещенными вдоль сердечников, Первичная и вторичная обмотки соединяются в звезду у или треугольник ~, По ГОСТ 11677-65 трансформаторы о о о П.1 Рис. 9-11.
Расположение листов прн сборке. йзг В Хс Рис. 9-12. Диаграмма м. д. с. трехфазного трансформатора. Рис. 9-10. трехфазный транс форматор. соединяются в схемы звезда — звезда с выведенной нулевой точкой (У/уо), звезда — треугольник (Уl~) и звезда с нУлевой точкой — тРеУгольник (Уе!~1).
В числителе обозначено соединение обмотки ВН, в знаменателе НН. Если рассматривать раздельно потоки, создаваемые М. д С рА = гАГоА, га = гНГГГН, 'т'С сСГНС то МОЖНО За" метить, что магнитный поток фазы АХ (рис. 9-10) замыкается через стержни В и С, фазы ВУ вЂ” через стержни А и С, фазы С7 — через стержни А и В, Прн одновремен- ' ном существовании токов во всех трех фазах эти м. д. с. суммируются, как показано на рис. 9-12, где 7н 7в„. На щитке трансформатора, кроме обозначения схемы соединения обмоток, цифрами дается обозначение г р у п и ы с о е д и н е н и я, например, у/у,-О, у/~.11.
Группа указывает угловой сдвиг линейной в. д. с. обмотки низшего напряжения относительно линейной з. д. с. обмотки высшего напряжения по движению часовой стрелки. За единицу измерения принят угол 30'. Прн группе 0 сдвиг равен 0', а при группе 11 — 330'. Для потребителя энергии этот сдвиг не имеет значения, он дается для определения возможности включения трансформаторов на параллельную работу. Во многих случаях сеть напряжением У, должна одновременно питать две другие сети с различными напряжениями У, и У,. Для этого необходимо иметь два трансформатора с коэффициентами трансформации я, = У,/У, и я, = = У,/У,.
Однако для той же цели применяют трансформатор, имеющий одну первичную обмотку высшего напряжения (ВН) и две вторичные: среднего напряжения (СН) и низшего напряжения (НН). Такой трансформатор называется т р ехо бм ото ч н ым, например: трехфазный трансформатор номинальной мощностью Р, 6 300 кВ А и напряжениями (ВН) — 121 кВ, (СН) — 38, 5 кВ и (НН)— 11 кВ. Обмотки трансформаторов соединяются по схеме уь/у,/~-0-11 или уь//~/,Г~-11-11. За номинальную мощность принимается мощность первичной обмотки, так как расчетом всегда обусловлено, что Р,„100%, а для вторичных обмоток Р„, и Р„, — 100% или 66,7"гь в любом варианте. Трехобмоточный трансформатор экономичнее, чем два отдельных двухобмоточных трансфор.
матора. Многообмоточные трансформаторы имеют одну первичную обмотку и несколько вторичных в зависимости от числа питаемых цепей и применяются, например, в радиоприемниках, телевизорах, магнитофонах и др. Все обмотки рассчитываются на соответствующие напряжения. й-й. Регуиироваиие напряжения трансформаторов Регулирование напряжения генератора производится очень просто — изменением тока возбуждения, а значит, магнитного потока и э. д. с. В трансформаторе йри неизменном первичном напряжении У,„ магнитный поток Ф„ и э. д.
с. практически-постоянны и регулирование вторичного напряжения возможно только изменением коэффициента трансформации. 239 Рис. 9-13. Расиоложе ние ответвлений нв об мотке трансформатора На рис. 9-13 показан трехфазный трансформатор, у которого от каждой фазы первичной обмотки ВН сделаны. дополнительные выводы к контактам переключателя, смонтированного в баке трансформатора. Рукоятка переключателя находится снаружи на крышке бака.
Ответвления сделаны из расчета изменения ли коэффициента трансформации на -+. 5в4. В случае понижения в первичной цепы напряжения ниже номинального переключателем уменьшают чис- Е ло витков (положение переключателя !Л) с тем, чтобы вторичное напрял жение сохранилось на уровне номи-- нального, Прн повышении напряже' ния в питающей. сети выше номиналь- . ного переключатель устанавливают р л в положение 1. Такое переключение нн осуществляют прн отключенномтранс- ' а Ь,с форматоре, что вызывает перерыв в подаче энергии потребителю. Для регулирования напряжения под нагрузкой применяются специальные прреключающие устройства.
Ф-Ф. Автптрвнсформвторы А в тот р а н сфо р м а тор ом называется трансформатор, у которого часть обмотки принадлежит одновременно двум цепям„ первичной и вторичной (рис. 9-14). Применение автотрансформатора выгодно в том случае, когда коэффициент трансформации й ( 1,25 + 2. Авто- трансформаторы применяются для связи высоковольтных сетей 500 и 220 кВ, пуска асинхронных и синхронных электродвигателей, как делители напряжения в лабораториях и др.
Автотрансформатор работает следующим образом. При питании первичной обмотки ЛХ от сети переменного тока (рис. 9-14, п) в сердечнике возбуждается магнитный поток, наводящий 'в ней противо-э. д. с. Е,. На участке ах, являющемся вторичной цепью, устанавливается напряжение, пропорциональное числу его витков. Ток вторичной цепи 1в проходит на участке ах, а ток первичной цепи (, по всей обмотке АХ. Таким образом, при встречных направлениях первичного и 'вторичного токов на части обмотки ах проходит разность токов 1, = У, — /„ что позволяет ваять меньшее сечение провода этой обмотки, Автотрансформатор, показанный на рнс. 9-14, а, понижающий, так как га, ) в,. Если подать напряжение У, на зажимы ах, он будет повышающим (св,(и~,).
На рис. 9-14, б показан трехфазный понижающий автотрансформатор. Существуют автотрансформаторы с изменяющимся коэффициентом трансформации (рис. 9-!4, в), которые позволяют плавно регулировать напряжение от нуля-до 1,1 Рис. 9-14. Азтотрансфоркаторы. У,„. Дополнительные выводй у первичной обмотки позволяют подключать трансформатор к сети напряжением 127 н 220 В. В них контактный ролик-зажим Х катится по оголенной от изоляции внешней первичной обмотке, что позволяет плавно регулировать вторичное напряжение с интервалами менее 1 В.
Основной недостаток всех автотрансформаторов в том, что обмотки ВН и НН электрически связаны. При высоком напряжении коэффициент трансформации берут меньше 2 — 2,5, так как изоляция вторичной цепи относительно земли должна быть такая же, как первичной. Достоинством автотрансформатора является меньший расход металла (медь) ни устройство обмоток, меньшие в них потери на нагревание и, следовательно, более высокий к.
п. д. по сравнению с обычным трансформатором. 9-40. Трвисформегоры для дуговой электросварки Обычные трансформаторы в качестве питания дуговой электрической сварки совершенно не пригодны потому, что перед зажиганием электрической дуги.н замыкании,электропроводов наКоротко возникает недопустимо большой ток (в 15 — 20 раз больше номинального). 941 В трансформаторах для сварки электрической дугой вторичное напряжение меняется от У„= 70 В прн холостом ходе до Уа„ = 0 при коротком замыкании, когда электрод касается свариваемой детали. Ток 1,„ в последнем случае не должен превышать рабочий ток 1, более чем на 20— 40%, Внешняя характерисиг тика такого трансформатора должна иметь вид, показанный на рнс. 9-15.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
