Электрические машины и трансформаторы

Электротехника
Электрические машины и трансформаторы
Определение фазных и линейных токов приемников
Электрическая машина
Принцип действия асинхронного двигателя
Трансформаторы

Векторная диаграмма трансформатора

Переходные процессы в трансформаторах
Трансформаторные устройства специального назначения
Холостой ход трансформатора
Опыт короткого замыкания
Трехобмоточный трансформатор
Измерительные трансформаторы.
Электрические двигатели и генераторы
Асинхронный генератор
Параметры асинхронной машины 
Регулирование скорости вращения

Однофазные асинхронные двигатели.

Асинхронный преобразователь частоты 
Генераторы переменного тока
Трехфазный синхронный генератор
Несимметричная нагрузка трехфазного генератора
Однофазный синхронный генератор
Синхронный двигатель 
Синхронные машины заводов Советского Союза
Машины постоянного тока – генераторы и двигатели
Генератор с параллельным возбуждением
Электромашинные усилители
Электромашинные преобразователи тока
 

Расчет тока холостого хода

следовательно, от э.д.с. Е1; однако практически при определении потерь Рс можно считать

Потери в стали сердечника зависят от: Вс ─ индукции в стержнях, Гс; Ва ─ в ярмах, Гс; веса Gя ─ стержней и Gя ─ ярм, кг; f ─ частоты перемагничивания, Гц. Приближенно можно принять:

 Вт,          (2-65)

где p10/50 – удельные потери в листовой стали, Вт/кг, из которой выполнен сердечник трансформатора, при максимальной индукции 10000 Гс и частоте 50 Гц.

Для силовых трансформаторов обычно выбирается сталь марок Э41, Э42 и холоднокатаная Э320 (при толщине листа ∆ = 0,5 или 0,35 мм); для указанных марок стали р10/50 соответственно равняется 1,6; 1,4 и 1,15 – 1,20 Вт/кг (при ∆ =0,5 мм) и 1,35; 1,2; 0,9–0,95 Вт/кг (при ∆ = 0,35 мм).

Значения индукций определяются по формулам

  

где Sc и Sя – площади сечения стержня и ярма, см2 (берется площадь без изоляции между листами); значение Фм , мкс, рассчитывается по уравнению

.          (2-66)

Веса Gc и Gя определяются по геометрическим размерам и удельному весу для листовой стали γс = 7,6 кг/дм3.

Из (2-65) следует, что при увеличении частоты f сверх номинальной и при сохранении неизменным номинального первичного напряжения потери Рс будут уменьшаться, так как при этом согласно (2-66) поток Фм, а следовательно, и В изменяются обратно пропорционально f.

2-14. Расчет тока холостого хода

Реактивная составляющая тока холостого хода I0р определяется из расчета магнитной цепи трансформатора следующим образом.

На рис. 2-45,а представлен сердечник однофазного трансформатора.

Рис. 2-45. Эскизы магнитных цепей.
а–однофазного трансформатора (пв = 4); б–трехфазного трансформатора (для крайних фаз пв = 3; для средней nв=1).

 Здесь жирным пунктиром показан путь главного потока Ф. Согласно закону полного тока н.с. I0рw1, необходимая для создания в сердечнике потока Фм, определяется из уравнения
I0рw1 = 2Hclc + 2Hяlя + 0,8Bcnвδв,          (2-67)
где Hс и Ня – напряженности поля в стержне и ярме, А/см, которые определяются по кривым намагничивания (рис. 2-46) соответственно для индукций Вс и Вя;
nв – число зазоров, которое принимается равным четырем для однофазного трансформатора при сборке его сердечника «внахлестку»;
δв ≈ 0,00350,005 см – зазор при той же сборке сердечника.

Ток холостого хода Iо имеет активную составляющую Iоа и реактивную составляющую Iор

Активная составляющая тока холостого хода, как указывалось, зависит от потерь Рс в стали сердечника:

для однофазного трансформатора

для трехфазного трансформатора

где U1 – фазное напряжение.

В действительности потери в стали зависят от потока Фм и

2-15. Определение параметров трансформатора расчетным путем

Расчет активных сопротивлений rj и r2, Ом, может быть произведен, если известны сечения проводников обмоток s1 и s2, мм2, число витков wl и  w2 и средние длины  витков lср1 и lср2, м. Тогда имеем:

 

где kr = 1,03  1,05 – коэффициент, учитывающий потери, вызванные полями рассеяния обмоток;

 – удельное сопротивление меди при 75° С;

 – тоже для алюминия.

Активное сопротивление короткого замыкания

Потери в обмотках при номинальных токах (сюда же относятся и потери, вызванные полями рассеяния), Вт

 

Формулы для потерь можно преобразовать следующим образом:

подставив  ─ квадрат плотности тока первичной обмотки, А/мм2;   ─ удельный вес меди;  ─ вес меди первичной обмотки, кг, получим:

          (2-69)

аналогично будем иметь.

          (2-70)

при алюминиевых обмотках (γа  2,65)

где Gal и Ga2 – веса обмоток, кг.

Расчет индуктивных сопротивлений рассеяния х1 и х2 может быть произведен только приближенно, так как не представляется возможным точно установить распределение поля рассеяния. Мы рассмотрим метод расчета х1 и х2 для цилиндрических обмоток. Они в разрезе с одной стороны стержня показаны на рис. 2-47. Здесь же показана часть стержня, на котором помещены обмотки.

Рис. 2-47. К расчету хк = х1 + х'2 (см. рис. 2-13).

 Мы считаем, что поле рассеяния создается н.с. i1w1 и равной ей н.с. i2w2 =  (пренебрегаем при этом н.с. i0w1) и что индукционные линии этого поля направлены, как показано на рис. 2-47, параллельно стенкам обмоток, равным по высоте. Примем, что магнитные сопротивления индукционных трубок поля обусловлены только их частью вдоль обмоток и промежутка между ними. Магнитным сопротивлением остальных частей индукционных трубок пренебрегаем. Кривая н.с., создающей поле рассеяния, в этом случае изобразится трапецией, а так как μ для воздуха (или масла), меди и изоляции – величина постоянная, то кривая распределения индукции вдоль пунктирной линии также изобразится трапецией.

Электротехника