www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе |
Динамо-машины Нагревание и охлаждение
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92
Следовательно, индуктивное сопротивление короткого замыкания
= J 5.13- [ом], (2-75)
Мы видим, что Хк зависит от геометрических размеров 6, а Ь, I. Однако в нормальных трансформаторах эти размеры выбираются таким образом, чтобы обеспечить надежную работу трансформатора (достаточные изоляционные расстояния и охлаждение) и получить по возможности меньший расход металлов. Наиболее радикальным способом изменения дгк является изменение ш,. Число витков ш, зависит от потока Фм, следовательно, от сечения Sc (Фм = бс5с).
Выбор этого сечения должен производиться таким образом, чтобы получились надлежащие значения Фм, Wu Хк и и .
Высоты обмоток всегда выбираются по возможности равными друг другу. Только при таких обмотках поле рассеяния распределяется в соответствии с рис. 2-47. В противном случае оно возрастает, что нежелательно из-за увеличения х , увеличения потерь от полей рассеяния и возрастания электромагнитных сил, действующих на обмотки при внезапном коротком замыкании ( sect; 2-20,6).
Параметры трансформатора можно выразить в долях сопротивления, принимаемого за единицу и равного от-
ношению номинальных фазных напряжения и тока Uin/I\H- Тогда они будут выражены в долях единицы (д. е.) или в относительных единицах. Будем их обозначениям приписывать звездочку наверху справа:
[д. е.1;
д. е.; г, =:
[Д. е.];
-JT-1Д- е.].
г -[ом\; X =\ом].
В относительных единицах могут быть выражены токи, напряжения, мощности:
[д. е.; и:= 1д. e.J;
U, = jj-[A. e.j;
5; = А[д. е.!.
Процентные значения параметров получим, если их значения в относитель-тельных единицах умножим на 100. Очевидно, что г* -lOOu, х* 1(Ю =
Значения указанных величин для нормальных силовых трансформаторов в зависимости от номинальной мощности и верхнего предела номинального высшего напряжения приведены в табл. 2-1 (/ raquo;/, = / 100).
Таблица ?-/
1 ООО | шооо | иоооо | ||||
6,3-35 | 10-35 | .38,5-121 | ||||
/. /о | 5-5,5 | 3-3,5 | ||||
laquo;а | 3,35 | 0,92-0,97 | ||||
4,36 | 4.94-6.05 | 5,3-6,25 | 7.45-10.5 | 10.5 | V raquo; | |
5,5-6,5 | 5,5-6,5 | 7,5-10,5 | 10,5 | V raquo; | ||
1.05 | 1,42 | 1,96-1,68 | 3,23-3,14 | д. е. | ||
jr,2 | 16,6-12,5 | 20-18,2 | 33, :3-28,7 | д. е. |
2-16. Автотрансформатор
Автотрансформатор отличается от трансформатора тем, что у него обмотка низшего напряжения является частью обмотки высшего напряжения, причем, она выполняется из проводников, в общем случае отличающихся по сечению от проводников другой части, и обычно располагается относительно другой части, как показано на рис. 2-48. Следовательно, части Аа и аХ можно рассматривать как обмотки двухобмоточного трансформатора, имеющие между собой не только магнитную связь, но и электрическую.
Автотрансформаторы могут служить как для понижения, так и для повышения напряжения. Они выполняются для небольших коэффициентов трансформации, не сильно отличающихся от единицы, и в этом случае, как показано в дальнейшем, экономичнее в работе и требуют на изготовление меньше материалов, чем обычные двухобмоточные трансформаторы на ту же номинальную мощность.
За номинальную мощность автотрансформатора принимается мощность
Приложенное к обмотке А - X напряжение f/j уравновешивается в основном э. д. с. Е,. Электродвижущая сила Е, - Е,~ создает ток во вторичной цепи, при этом и,=:Е,; следовательно,
j W2 U2
Пренебрегая током холостого хода, согласно закону полного тока можем написать:
отсюда
(2-77)
, Ток в общей части обмотки а - X равен геометрической сумме первичного и-вторичного токов:
= + (2-78)
Для понижающего трансформатора /jj gt;- gt;/р следовательно, ток общей части обмотки равен-
R а X
Рис. 2-48. Схема понижающего автотрансформатора (а); расположение частей его обмоток относительно стержня сердечника (б).
ЧТО дает возможность соответственна уменьшить сечение ее проводников. Учитывая (2-77), получим:
(2-78а)
Части обмотки А-а и а - X магнитно уравновешены, т. е. их и. с. равны и противоположно направлены, что следует из соотношении
(2-79)
Для того чтобы можно было сравнить автотрансформатор с двухобмоточным трансформатором, най-ем расчетную мощность 5 автотрансформатора.
Расчетная мощность 5, части обмотки А - а равна:
5 = (Е,- ,)Л ,/,(1-1);
(2-80)
расчетная мощность 5 части обмотки а - X равна:
(2-81)
Следовательно, S, =5 так как ,/,=
Отсюда найдем расчетную мощность автотрансформатора при номинальных значениях токов и напряжений:
= ,(l-S)=5.(l-i).
(2-82) 41
Размеры автотрансформатора рассчитываются для мощности
тогда как размеры двух обмоточного трансформатора рассчитываются для мощности 5 .
Таким образом, расчетная мощность автотрансформатора меньше его номинальной мощности, называемой также лолной или проходной:
(2-83)
Размеры трансформатора определяются значением электромагнитной мощности при coscf2= = 1, т. е. мощности, которая при этом передается магнитным полем с первичной на вторичную обмотку. Действительно, для данной частоты тока эта мощность Я,/, = Фда,/,. По магнитному потоку Ф определяются сечения стержней и ярм трансформатора (сечение 5 =
= -, где й= 12 ООО-н 14 500 гс при t =
~ 50 гц); по току - сечения проводников
s = -д- , где для масляных трансформато-
Изменение напряжения автотрансформатора определяется по аналогии с двухобмоточным трансформатором. Напишем в соответствии с рнс. 2-48,а уравнения напряжений:
= -f f,Z + t Z. {2Si)
и,=Ё - t,Z, (2-85
где Z = r-\- Xx - сопротивление части обмотки A -a; Zj, = r + jx - сопротивление части обмотки a - X.
Так как - = то 2-85) можем пере-щ
писать в следующем виде:
Заменив в (2-84) и (2-86) /,j через /, по (2-78а) получим:
t/= . /.Z,(i-).
(2-87)
(2-88)
Отсюда найдем изменение напряжения для понижающего автотрансформатора:
ров ДзгЗ н-4,5 а/лж ! ; по числу витков, сече- i), -(-i/j) = л +
нию проводников и их изоляции - размеры окна трансформатора (площадь окна равна произведению высоты стержня на расстояние между соседними стержнями).
В двухобмоточном трансформаторе магнитным полем передается мощность 5 = 1 /, = 2н2н, автотрансформаторе - только часть этой мощности
5з = ( , - )/, = Ег-л (2н ~ih)= Sh -
другая часть мощности
S - S = S
(2-89)
леиие Z части а -А с числом витков w, приведенное к числу витков (ш, - части обмотки А - а.
Параметры и могут быть рассчитаны как для двухобмоточного трансформатора, имеющего с первичной стороны (ш, - Шг) витков и со вторичной стороны витков при тех же сечениях проводников, размерах сердечника и обмоток, что и для частей обмоток А -а, а -А и сердечника автотрансформатора.
Значение
2, + 1.
передается во вторичную внешнюю цепь непосредственно по проводам.
Очевидно, что автотрансформаторы тем экономичнее по сравнению с двух-обмоточными трансформаторами, чем ближе W2 к Wi, т. е. чем ближе коэффициент трансформации к единице. Так как веса обмотки и стали сердеч- laquo;ика автотрансформатора меньше весов тех же материалов двухобмоточного трансформатора, то и потери в нем меньше, а к. п. д. выше при той же мощности 5н. Параметры, а следовательно, и изменение напряжения также имеют меньшие значения.
= 1/ -Ь - laquo; о может быть найдено также по г к.а к.а
данным опыта короткого замыкания, при кото-ро.м автотрансформатор следует использовать как двухобмоточный трансформатор: пониженное напряжение (порядка 5-10/, от
U,.--r.- 1 должно быть подведено к части
обмотки А - а, а часть обмотки а-X должна быть замкнута накоротко.
Ток короткого замыкания найдем из (2-89), приравняв (/8 = 0:
.....~
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 |