Материал: 1824

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

18. Для какого типа двигателя приведен график механической характеристики?

n

1) асинхронного двигателя;

2) двигателя постоянного тока с

 

 

последовательным возбуждением;

 

3) двигателя постоянного тока с

 

параллельным возбуждением.

 

M

19.Что произойдет, если двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением подключить к сети при отключенной механической нагрузке на валу?

1) двигатель не запустится;

2) обмотка якоря перегреется;

3) двигатель пойдет «вразнос».

20.Чему равна сумма потерь мощности электрического двигателя, если

номинальная мощность двигателя Р2н=15 кВт при н=0,8? 1) 3,75 кВт; 2) 5 кВт; 3) 2 кВт; 4) 1,5 кВт.

21.Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением имеет следующие паспортные данные: мощность на валу Р2н=6,0 кВт; Uн=220 В;

Iн=32 А; nн=1000 об .

мин

Определить коэффициент полезного действия н и номинальный вращающий момент Мн.

1)н=0,65; Мн=63,7 Н∙м;

2)н=0,85; Мн=114,7 Н∙м;

3)н=0,85; Мн=57,3 Н∙м;

4)н=0,95; Мн=120,3 Н∙м.

Задание на самостоятельную работу по машинам постоянного тока

Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением, номинальное напряжение которого Uн, развивает номинальную мощность Р2н. Номинальная частота вращения якоря nн и номинальный КПД ηн.

Потери мощности в цепи якоря Рн и в цепи возбуждения Рв заданы в процентах от потребляемой мощности Р1н.

Определить: ток в цепи возбуждения, ток якоря при номинальной нагрузке, пусковой вращающий момент при пуске двигателя с реостатом, скорость вращения якоря при номинальном моменте на валу двигателя и включенном в цепь якоря добавочного сопротивления, равного 3Rя. Построить естественную и реостатную механические характеристики двигателя. Данные для расчета приведены в табл. 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5

Вариант

 

 

Данные для расчета

 

 

 

 

Uн, В

Р2н, кВт

Ря, %

Рв, %

n,

об.

 

ηн, %

 

 

 

 

мин

 

 

 

 

 

 

 

 

1

110

60

5,2

4,8

980

 

86,5

2

220

10

5

4,8

2250

 

86,0

3

220

4

6,2

4,2

1025

 

82,2

4

220

6,6

6,2

4,1

2400

 

85,5

5

220

4,4

6,5

4,8

2100

 

84,5

6

220

2,5

5,8

4,8

1000

 

85,0

7

220

10

5,3

4,4

2250

 

83,0

8

110

77

5

4,2

1050

 

85,5

9

110

80

5,4

4,5

1150

 

85,8

10

110

92

5,3

4,1

970

 

86,5

11

110

66

6,2

5

1050

 

85,5

12

110

35

6,3

5,2

2200

 

84,5

13

110

45

5,7

4,6

1500

 

85,0

14

220

15

5

4,0

1000

 

84,5

15

220

10

5,2

4,2

970

 

85,5

16

220

5,8

6,0

5,0

2200

 

84,0

17

220

19

4,8

4,5

980

 

86,5

18

220

29

5

4,3

2520

 

86,0

19

220

46,5

5,4

4,8

1025

 

82,2

20

220

14

4

4,6

2400

 

84,0

21

220

20

5,1

4,2

2100

 

85,5

22

220

33,5

5,5

4

1000

 

84,5

23

220

8,5

4

4,1

2250

 

85,5

24

220

13,5

4,8

4,2

1050

 

85,5

25

110

60

5,0

4

1150

 

84,5

6. ТРАНСФОРМАТОРЫ

Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования электрической энергии переменного тока с одними параметрами в электрическую энергию с другими параметрами.

Трансформаторы позволяют передавать мощность от источника к приемнику при разных напряжениях и токах. Без учета потерь мощности

S=U1·I1=U2·I2=const, (231)

где U1, I1 – соответственно напряжение и ток первичной обмотки; U2, I2 – соответственно напряжение и ток вторичной обмотки.

Трансформаторы используются для преобразования электрической энергии при передаче ее на расстояния. На электростанции электрическая энергия вырабатывается посредством синхронных генераторов напряжением от 6 до 35 кВ. При передаче такого напряжения на большие расстояния будут большие потери мощности в ЛЭП. Эти потери пропорциональны квадрату тока. Для уменьшения потерь уменьшают силу тока за счет увеличения напряжения. Поэтому на выходе электрической станции устанавливают трансформаторные подстанции, на которых напряжение повышается до величины 750–1150 кВ. Перед населенными пунктами устанавливают понижающие трансформаторные подстанции.

Трансформаторы используются также во вторичных источниках электропитания, в различных электронных схемах.

6.1. Принцип действия трансформатора

Трансформатор выполнен на базе замкнутого магнитопровода, собранного из листов электротехнической стали.

На магнитопроводе имеются обмотки. Трансформатор обычно имеет одну первичную и одну или несколько вторичных обмоток. Рассмотрим трансформатор с одной вторичной обмоткой (рис. 107).

 

i1 (I1)

 

i2 (I2)

 

 

 

 

 

 

 

U1

w1

w2

Е

2

U2

Z2

 

Е1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Магнитопровод

 

Ф0

 

 

 

 

 

 

Рис. 107. Трансформатор с одной вторичной обмоткой

(w1, w2 – число витков первичной и вторичной обмоток соответственно)

Под действием напряжения, приложенного к первичной обмотке, в ней протекает ток I1, создающий основной магнитный поток Ф0, замыкающийся по магнитопроводу. Кроме основного, возникает еще магнитный поток рассеяния ФS1, замыкающийся по воздуху.

Произведение I1w1 является намагничивающей силой первичной обмотки, определяющей величину магнитного потока Ф1.

Таким образом,

Ф1 Ф0 ФS1.

(232)

Магнитный поток рассеяния ввиду большого сопротивления воздуха очень мал, и им можно пренебречь. В режиме холостого хода магнитный поток рассеяния составляет всего 0,25% от основного потока, поэтому им можно пренебречь и считать, что

 

 

 

Ф1=Ф0.

(233)

Основной магнитный поток Ф0

наводит

ЭДС самоиндукции в

первичной обмотке Е1 и ЭДС взаимоиндукции Е2

во вторичной обмотке:

Е1=4,44f1w1Ф0;

(234)

Е2=4,44f1w2Ф0.

(235)

Напряжение, подводимое к первичной обмотке, уравновешивается

ЭДС Е1 и падением напряжения в этой обмотке.

(236)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1 E1 I1Z1 ,

где Z1 – полное сопротивление первичной обмотки.

Коэффициент трансформации

 

 

E2

 

 

w2

 

 

K

ТР

 

 

 

.

(237)

E

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

Трансформатор может работать либо в режиме холостого хода, когда вторичная обмотка разомкнута, либо в нагруженном режиме, когда ко вторичной обмотке подключена нагрузка.

6.2. Работа трансформатора в режиме холостого хода

Электрическая схема трансформатора в режиме холостого хода представлена на рис. 108.

 

I1

 

 

 

В этом режиме

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф0=Ф1.

 

(238)

 

 

 

 

 

Напряжение на

вторичной обмотке

U1

Е w1

w2

Е

U2

равно наводимой в этой обмотке ЭДС

 

U2=E2,

 

(239)

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

так как без нагрузки падение напряжения

 

 

 

 

 

во вторичной обмотке равно нулю.

Рис. 108. Электрическая схема

В режиме

холостого

хода

ток

 

трансформатора в режиме

первичной

обмотки мал и составляет 3–

 

холостого хода

 

 

6% от номинального

значения.

Причем

ший процент относится к более мощным трансформаторам. Поэтому потери напряжения I1Z1 в самой обмотке трансформатора малы, и можно считать, что

U1Е1,

(240)

следовательно, в режиме холостого хода коэффициент трансформации можно определить как

KТР

 

U2

.

(241)

 

 

 

U1

 

6.3. Работа трансформатора с нагрузкой

Электрическая схема трансформатора с нагрузкой представлена на рис. 109. Так как вторичная обмотка замкнута на нагрузку, то под действием

ЭДС вторичной обмотки протекает ток вторичной обмотки I2, за счет которого возникает намагничивающая сила вторичной обмотки I2w2, создающая магнитный поток вторичной обмотки Ф2.

Суммарный магнитный поток (без учета магнитных

i1 (I1) i2 (I2)

U1 Е

w1

Е2

U2

Z2

1

w2

 

 

Рис. 109. Электрическая схема трансформатора с нагрузкой

ков рассеяния первичной и вторичной обмоток), замыкаемый по магнитопроводу,

Ф0 Ф1 Ф2 .

(242)

Увеличение тока нагрузки I2 ведет к увеличению магнитного потока вторичной обмотки. Этот поток по закону Ленца направлен противоположно магнитному потоку первичной обмотки, что приводит к уменьшению ЭДС Е1, но т.к. величина приложенного к первичной обмотке

напряжения U1 E1 I1Z1 =const, то произойдет увеличение тока I1 на столько, на сколько его стремится уменьшить ток I2.

Таким образом, магнитный поток, замыкаемый на магнитопроводе, остается величиной неизменной, не зависящей от нагрузки во вторичной обмотке. Вторичная обмотка трансформатора работает в режиме генератора

U2 E2 I2Z2 ,

(243)

где Z2 – полное сопротивление вторичной обмотки трансформатора.

Зависимость напряжения вторичной

U2

I2

Рис. 110. Нагрузочная характеристика трансформатора

Источник: https://studfile.net/preview/16407881/