Магнитные цепи Расчёт параметров трёхфазного трансформатора Расчёт параметров асинхронного трёхфазного двигателя Однофазная мостовая схема выпрямления Фильтрация выпрямленного напряжения

Расчёт параметров трёхфазного трансформатора

Трёхфазный трансформатор имеет следующие данные: номинальная мощность Sн = 63000 ВА, номинальные напряжения U1Н = 10000 B и U2Н = U20 = = 400 В, потери холостого хода P0 = 265 Вт, потери короткого замыкания PКН = 1280 Вт, напряжение короткого замыкания uк составляет 5,5 % от номинального значения, ток холостого хода i0 cоставляет 2,8 % от номинальной величины. Определить: а) номинальные фазные напряжения первичной U1НФ и вторичной U2НФ обмоток при схеме соединения Y⁄∆ ; б) фазный kф и линейный kЛ коэффициенты трансформации; в) номинальные токи первичной I1Н и вторичной I2Н обмоток ; г) КПД при коэффициенте нагрузки β = 0,5 и cosφ2 = 0,8; д) абсолютное значение напряжения короткого замыкания;  е) параметры схемы замещения трансформатора; ж) процентное изменение напряжения на вторичной обмотке при cosφ2 = 0,8 (φ2 > 0 и φ2 < 0) и номинальном токе; рассчитать и построить внешнюю характеристику для указанных в предыдущем пункте видов нагрузки.

Решение. Так как первичная обмотка соединена звездой, то фазное напряжение первичной обмотки

.

При соединении вторичных обмоток треугольником имеем

U2НФ = U2Н = 400 В.

Коэффициент трансформации фазных напряжений

kф= U1НФ / U2НФ= 5780 / 400 = 14,45.

Коэффициент трансформации линейных напряжений

kл= U1Н / U2Н = 10000 / 400 = 25.

 Линейный номинальный ток первичной обмотки

 

Линейный номинальный ток вторичной обмотки

КПД трансформатора при заданной нагрузке с β = 0,5 и cosφ2 = 0,8 можно определить из выражения (5.15):

 

.

Зависимость вращающего момента на валу двигателя М от скольжения S называется механической характеристикой. Анализ показывает, что в процессе пуска при увеличении числа оборотов (т.е. при уменьшении скольжения от I при пуске до некоторой критической величины SK) вращающий момент увеличивается, а при дальнейшем увеличении оборотов вплоть до п0 (т.е. при уменьшении скольжения от SK до 0) вращающий момент снижается до нуля. Типичная для асинхронного двигателя механическая характеристика показана на рисунке 5.3.

На кривой вращающего момента можно выделить характерные точки. В момент пуска при и = 0 и S = 1 двигатель развивает пусковой момент Мп. Пусковой момент всегда должен быть больше момента сопротивления на валу двигателя, иначе двигатель не сможет тронуться с места. Величина отношения пускового момента к номинальному вращающему моменту Мn/Мн называется кратностью пускового момента. Она, как правило, обозначается на фирменной табличке двигателя и в каталогах. Для двигателей общепромышленного  исполнения кратность пускового момента равна 1,2..1,6.

Вращающий момент, развиваемый двигателем при критическом скольжении, обозначается Мкр и называется критическим или максимальным моментом. Из рисунка 5.3 видно, что это самый большой момент, развиваемый двигателем в процессе разгона. До тех пор, пока момент сопротивления на валу двигателя, создаваемый приводным механизмом, не превосходит максимального момента, еще возможна нормальная работа двигателя, хотя бы кратковременно. Если же тормозной момент на валу станет больше максимального, то двигатель вынужден сбросить обороты до нуля» Это аварийный режим, получивший название «опрокидывания» двигателя.

Абсолютное значение фазного напряжения короткого замыкания.

Асинхронные двигатели Принцип действия асинхронного двигателя.

Асинхронная машина при неподвижном роторе.

Физическая сущность явлений при коротком замыкании асинхронной машины принципиально та же, что и в трансформаторе.

Работа асинхронной машины при вращающемся роторе В статорной обмотке при переходе от неподвижного ротора к подвижному практически ничего не меняется, если U1 = const и f1 = const.

Вращающий момент асинхронного двигателя Если считать, что двигатель работает в установившемся режиме, т. е. при n = const, то в этом случае, по условию равновесия моментов,M = M0 + M2, где M – вращающий момент, развиваемый двигателем;M0 и M2 – моменты сопротивления при холостом ходе двигателя и его нагрузки.

При пуске двигателя n = 0, s = +1, имеем пусковой момент МП.

Формула Клосса вместе с выражением для определения частоты вращения ротора n = n1(1 – s) позволяет получить механическую характеристику в виде зависимости n = f(M), которая представлена на рисунке 6.5.

АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

ИССЛЕДОВАНИЕ КОРОТКОЗАМКНУТОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

1. Асинхронный электродвигатель является основным видом электродвигателей, выпускаемых электротехнической промышленностью. Своей простотой, надежностью, относительной дешевизной он завоевал преимущественное распространение по сравнению с другими видами электроприводов и находит применение во всех отраслях народного хозяйства.

2. Асинхронный двигатель состоит из двух основных частей: неподвижного статора и вращающегося ротора. Роторы бывают видов короткозамкнутые с фазной обмоткой. Так как приблизительно 95% двигателей выпускаются короткозамкнутыми, то рассмотрим их подробнее. Коротко замкнутый ротор представляет собой цилиндр, набранный листов электротехнической стали. На наружной поверхности ротора выштампованы пазы, которые заливаются расплавленным алюминием, в результате чего образуются продольные проводящие стержни. С обеих сторон (торцов) располагаются алюминиевые кольца, замыкают эти

Статор асинхронного двигателя также представляет собой цилиндр, набранный из листов электротехнической стали. На внутренней поверхности цилиндра выштампованы пазы, в которых размещаются обмотки изолированного медного провода. Оси обмоток смещены пространстве на угол 120° друг относительно друга. Начала маркируются буквами С1, С2, С3, концы обозначены С4, С5., С6, (рисунок 5.1а).

3. При подключении обмоток статора к трехфазной электрической сети в ней возникают токи, действующие значения которых равны, а начальные фазы сдвинуты друг относительно друга на угол 120°, так как обмотки представляют для симметричную трехфазную нагрузку.

Можно строго доказать, что если три обмотки, оси которых сдвинуты друг относительно друга в пространстве, запитать системой токов, сдвинутых .друг по фазе, то образующееся при этом магнитное поле будет вращающимся. Рассмотрим упрощенно процесс образования вращающегося поля, Пусть обмотки на рисунке 5.1а запитаны изображенной 5.16, причем ток i2 протекает обмотке С3 – С6, i3- - С6. За положительное направление токов примем от конца к началу обмоток. Изобразим условно проводники обмоток, лежащие пазах статора, так, как это сделано 5.1а, б, в, расставим направления разные моменты времени и определим магнитного поля.

Рис. 5.1 Статор асинхронного двигателя и токи, питающие его обмотки


На главную