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

Общий коэффициент рассеяния равен:

0=1 -

(2-32)

Коэффициенты рассеяния обмоток равны отношениям индуктивностей рассеяния к главным индуктивностям:

Ц - \М

(2-33)

Между произвольными значениями коэффициентов Л, и 2 можно установить простое соотношение. Для этого примем (с физической стороны это легко себе представить), что общий коэффициент рассеяния стремится к нулю (о - raquo; 0), если прп этом индуктивности рассеяния стремятся к нулю. Вводя = \М -\- Z,, и

= \М -)- Lr, в (2-32) и принимая и L. равными нулю, получим для о - gt; 0:

W = 1. (2-34)

Отсюда имеем:

.М.ы видим, следовательно, что, хотя общий коэффициент рассеяния а определяется однозначно, отдельные коэффициенты рассеяния О] и 02 являются произвольными, так же как

Подразделяя произведение {КХ любым образом на и %2, можно потокосцепления рассеяния приписать одной или другой обмотке или обеим обмоткам. Мы не имеем также достаточно данных, чтобы однозначно определить главный поток, о котором говорилось ранее. Однако внести определенность в понятия индуктивностей рассеяния мы можем только в том случае, если допустим, что в трансформаторе существует главный поток Ф, созданный н. с. обеих обмоток и сцепляющийся со асе.чи их витками. Такое допущение, очевидно, в большой степени оправдывается в применении к нормальным трансформаторам со стальным сердечником.

Мы можем теперь написать:

Фр, = М (Л,/, 4- /г) = Фа-,; Отсюда получаем;

Так как полученное равенство должно быть справедливо при любых значениях и ij, то выражения в скобках по отдельности должны

быть равны нулю; следовательно. А., =- и А.г= да,

= -, что мы и получили ранее в дифференциальных уравнениях, допустив, что в трансформаторе существует главный поток Ф, созданный результирующей н. с. ца),.

Теория электрических машин также основана, как мы покажем в дальнейшем, иа допущении существования главного потока, не зависящего от полей рассеяния.

Считая, что токи и э, д. с. уравнений (2-26)-(2-29) изменяются во вре-

мени по закону синуса, мы можем эти уравнения переписать в комплексной форме:

-/ш1 ,/, = -/Х/,;

(235)

В равенстнах (2-35) Xi = toL и х, = == cbL - индуктивные сопротивления

рассеяния обмоток, а Xi2 = u)M индуктивное сопротивление взаимоиндукции обмоток.

Ранее при рассмотрении режима .чолостого хода мы пренебрегали полем вне сердечника трансформатора. В действительности это поле согласно закону полного тока ; должно существовать. Оно называется полем рассеяния. Созданные им потокосцепления обмоток малы по сравнению с потокосцеплениями обмоток, созданными главным потоком. С большим приближением к действительным условиям можно считать, что поле рассеяния и поле в сердечнике, соответствующее главному потоку, существуют независимо одно от другого.

На рис. 2-13 представлена приближенная картина поля рассеяния, которую кладут в основу расчета потоко-сцеплений рассеяния. Здесь пунктирной линией показан путь главного потока Ф, сплошными линиями показаны индукционные линии поля рассея-


Рис. 2-13. Приближенная картина поля рассеяния трансформатора с концентрическими обмотками.

Крестиками и точками условно показаны направления токов в об.мотках д.чя рассматриваемого момента времени.



ния. Они могут быть условно разделены на две группы: сцепляющиеся с первичной обмоткой и сцепляющиеся со вторичной обмоткой. Магнитные сопротивления для потоков соответствующих индукционных трубок рассеяния определяются в основном сопротивлениями тех их частей, которые проходят вдоль обмоток и в промежутке между ними. Их можно принять постоянными, поскольку пото-, ки трубок проходят по материалам (медь, изоляция, воздух или масло), для которых (г = const. Магнитными сопротивлениями потоков трубок вне обмоток и промежутка между ними можно пренебречь, так как здесь они проходят в основном по стали сердечника.

Таким образом, потокосцепления рассеяния и созданные ими э. д. с. рассеяния можно принять пропорциональными н. с. или токам соответствующих обмоток и считать индуктивности L и Z, , а следовательно, vl и 2 постоянными величинами. Индуктивное , сопротивление взаимоиндукции х\2 зависит от Ф, однако в пределах небольшого изменения Фм и, следовательно, , можно принять А2 также постоянным.

С учетом приведенных равенств (2-35) уравнения напряжений (2-24а) и (2-25а) для установившегося режима могут быть написаны в комплексной форме:

- 4-/. (/-. 4- /X) = - Er+I.Z,;

(2-36)

Ь\ = -/, (г, 4- jx,) = Ё,-- t,Z,.

(2-37)

Уравнения (2-36) и (2-37) называются векторными уравнениями напряжений трансформатора (здесь имеются в виду временные векторы напряжений, в.- д. с. и токов).

, в реальном трансформаторе со стальным сердечником при его работе возникают магнитные потери. Для их учета мы должны считать, так же как ,при холостом ходе, что ток /о имеет наряду с реактивной составляющей /ор активную составляющую /оа [см. уравнения (2-9) - (2-13)]; однако обе эти составляющие мы должны отнести не

к а к , так как они зависят ст Фм.

Вследствие нелинейной связи между потоком Ф и- результирующим током to кривая последнего при синусоидальном потоке Ф будет несннусои-дальной ( sect; 2-13). Для облегчения анализа зависимостей, характеризующих работу трансформатора, ток (о принимается синусоидальным с действующим значением, равным тому же значению действительного тока. Такое допущение не может привести к заметной ошибке из-за относительной малости тока /о.

в) Приведение величин вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки. Указанное приведение получим, если помножим уравнение (2-37) на отношение чисел витков W1/W2:

-/7,x, = .,i-/V,; соответственно будем иметь

(2-38)

и: =и.

[согласно (2-8)];

(2-39)

представляют собой величины вторичной обмотки, приведенные к числу витков первичной обмотки. Такое приведение величин вторичной обмотки облегчает исследование работы трансформатора: делает более удобным построение для него векторных диаграм.м ( sect; 2-4,г), позволяет построить удобную для расчетов схему соединения его активных и индуктивных сопротивлений, называемую схемой замещения трансформатора, где магнитная связь между обмотками заменена электрической связью между ними (i sect; 2-5).

Можно считать, что приведение величин вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки сводится




Рис. 2-14. Векторная диаграмма трансформатора, работающего с отстающим током.

К замене действительной обмотки с числом витков w2 обмоткой с числом витков wi, причем при такой замене н. с. /2Ш1 должна остаться, как отмечалось, неизменной и равной /2Ш2, а также должны остаться неизменными относительные значения падений напряжения и электрические потери в обмотке:

2 gt; 1 г. 2-*2

Е Г-г.-

Из этих равенств, учитывая, что = = /г- И Е.,=с, мы можем также найти соотношения между приведенными и действительными величинами вторичной обмотки. Они получаются такими же, как и (2-39).

г) Векторныедиаграммы. Векторные диаграммы наглядно показывают соотношения между токами, э. д. с. и напряжениями обмоток. Они строятся в соответствии с уравнениями (2-19), (2-36) и (2-38).

На рис. 2-14 - 2-16 представлены диаграммы трансформатора, работающего с различными нагрузками.

Векторная диаграмма трансформатора, работающего, например, с отстающим током (рис. 2-14), при заданных


Рис. 2-15. Векторная диаграмма трансформатора, работающего с cqs f г = 1

t/a, /3, cosf может быть построена следующим образом. ;

Зная , найдем Ц и l . Построим

в выбранно.м масштабе для токов и напряжений векторы и t/j так, чтобы они были сдвинуты на угол ср. Прибавляя к 0 векторы падений напряжения /2 г и з х, , найдем э. д. с. El-E, (мы предполагаем, что сопротивления и х а также г, и известны). Вектор потока Ф. опере-


Рис. 2-16. Векторная диаграмма трансформатора, работающего с опережающим током.



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