12.A.Niesymetria obciążenia transformatora. A)Mamy symetrię wewnętrzną i zasilania. Niesymetria dotyczy wartości i przesunięć fazowych prądów w poszczególnych fazach. Stwierdzenia metody składowych symetrycznych: 1) zerowa I pojawi się gdy min jedno uzwojenie ma punkt zerowy i gdy jest obciążony. Nie mogą być w y bez przewodu zerowego lub zygzak bez przewodu zerowego, bo I poszczególnych uzwojeń fazowych są w fazie, zerowa prądu =1/3 prądu w przewodzie zerowym. 2)Zerowa jest w uzwojeniu jednej strony (np. yn) może mieć odpowiednik w uzwojeniu drugiej strony↔ drugie uzwojenie ∆ lub Y z punktem zerowym połączonym z przewodem neutralnym. Wyjątek zygzak, bo amperozwoje znoszą się w obrębie zygzaka i nie przenoszą się na uzwojenie drugiej strony. 3)Zgodna i przeciwna prądu stanowią ukłądy 3fazowe i zawsze występują jednocześnie po obu stronach trafo. Zawsze całkowitą równoważność If obu stron czyli całkowitą kompensację amperozwojów obu stron

na każdej z kolumn. Brak w trafo części wirujących oraz wzajemna kompensacja amperozwojów obu stron Z trafo obu składowych prądu są równe. Prądy zgodnej i przeciwnej swobodnie mogą płynąć po obu str trafo- dzięki temu kompensują się ich przepływy. Zerowej nie zawsze mogą płynąc i nie ma kompensacji przepływów. Wpływa na Φ trafo i ogranicza wielkość niesymetrii obciążenia. Z zerowej zależy od: 1) skojarzenia uzwojeń (wpływa na elementy podłużne schematu), 2) budowy obwodu magnetycznego i konstrukcji (wpływa na Z gałęzi poprzecznej). Pomiary dla zerowej w stanie jałowym i zwarcia. B) Przez uzwojenie wtórne nie płynie zerowa prądu (*d, *y) Wtedy występuje tylko zgodna i przeciwna If. Bezpośrednią przyczyną pojawienia się zerowej jest strona wtórna- niesymetryczne obciążenie (nie ma przewodu zerowego). Przepływ uzwojenia wtórnego swój odpowiednik zawsze w przepływie str wtórnej (jest kompensowany). Można tu dopuścić dowolną niesymetrię obciążenia bo spadki napięć wywołane zgodną i przeciwną powodujące niesymetrię Uwy są małe. C) Przez uzwojenie wtórne płynie zerowa nie mająca odpowiednika po pierwotnej (Yyn) Φ są jednakowe co do wartości i zgodne w fazach we wszystkich kolumnach trafo. W trafo 3fazowych składowa= (0,9-0,95)I₂₍₀₎. Droga Φ zależy od konstrukcji rdzenia. W 5 kolumnowym Φ zamykają się przez rdzeń, wartość jest duża, duże są U co powoduje znaczną asymetrię gwiazdy U str wtórnej trafo i obciążenie punktu zerowego po str wtórnej (jednofazowe) jest niedopuszczalne. Zu₍₀₎ ≈ odpowiedniej Z dla zgodnej i przeciwnej, bo Φ zerowej w całości zamyka się w rdzeniu, podobnie w zgodnej i przeciwnej. W 3-kolumnowym Φ wywołane przez amperozwoje nieskompensowane składowej zerowej zamykają się między jarzmem górnym i dolnym przez powietrze i olej i kadź. Reluktancja drogi jest duża, i Φ mniejsze. Zu₍₀₎ mniejsza (kilkadziesiąt – kilkaset) razy od Z dla zgodnej i przeciwnej. Φ zerowej zamyka się przez części konstrukcyjne, wywołuje duże straty. Kadź tłumi Φ. Trafo Yyn wyposażony jest w uzwojenie w ∆, jest to uzwojenie wyrównawcze lub kompensacyjne. Kompensuje zerową prądu przy obciążeniu punktu zerowego (np. zwarcie niesymetryczne,skrajna niesymetria) i dostarcza prądu 3h dla zachowania sinusa Φ. D) Przez uzwojenie wtórne płynie zerowa a przepływ znosi się w obrębie str wtórnej (*zn). Zerowe wytwarzają przepływy znoszące się wzajemnie na każdej z kolumn trafo. Przepływy nie tworzą wypadkowych Φ zerowej wychodzących poza uzwojenie wtórne, powodują powstanie dodatkowych strumieni rozproszenia wokół uzwojeń wtórnych. Przepływy zerowej po stronie wtórnej nie powodują asymetrii magnetycznej i napięciowej i strat mocy w konstrukcji. Pozwala to na dowolne obciążenie niesymetryczne trafo przy nie przekroczeniu IfN.

16.Wybrane stany nieustalone maszyny indukcyjnej. A)Mamy elektromagnetyczne i elektromechaniczne. Pierwsze dotyczą przebiegów el-mag I, U i M przy n=const. Początek przebiegu załączania silnika, przełączanie silnika na inne napięcie. W elektromechanicznych silnik generuje oscylacyjne M o różnej f i różnych amplitudach. Gdy M ma f=f drgań własnych może dojść do awarii napędu. B) Załączenie silnika do sieci o symetrycznym ukłądzie sinusoidlanych U, n wirnika przez pewien czas =0 to nieustalony stan elektromagnetyczny. Przebieg czasowy prądu zawiera składową ustaloną okresową= Iz i dwie składowe tłumione wykładniczo z dwoma różnymi T. Ia jest b mała w stosunku do Ik, Ta=(0,1-4s) .Ib większa, a Tb mała=(0,003-0,03s). W M obrotowym jest składowa stała, dwie zanikające wykładniczo i dwie okresowe tłumione wykładniczo. C) U indukowane w uzowejniach stojana po wyłączeniu silnika z sieci. Zanika Φ wirnika i indukuje się w uzwojeniu stojana U. Stan elektromagnetyczny (ω=const). I w wirniku zanika wykładniczo. Φ wiruje względem uzwojeń stojana z n wirnika, indukując U o f=f1(1-s). W silniku z R dodatkową Φ zanika szybciej i U jest większe. Uf zanika wykładniczo. Przy odłączeniu silnika impuls U stojana jest łagodzony bo przerwanie I nies jest natychmiastowe. Jest skokowe zmniejszenie amplitudy Uf, wynikające ze spadku U związanego z Xs [U=(0,1-0,15)Uzasilania] D) I i M – szybkie ponowne załączenie silnika. Załączenie odbywa się z U resztkowym występującym w uzwojeniach stojana. Stan przy nie wygaszonym polu. U resztkowe wpływa na I łączeniowy i udar momentu elektromagnetycznego. Udar= (1,4-1,8) razy większy niż w warunkach początkowych. Przy s=0 udar jest 2-3 krotnie większy niż w zerowych warunkach początkowych. Na to narażone są silniki w elektrowniach cieplnych, przy zaniku U, przełącza się na źródła zasilania, przy pomocy SAMOCZYNNEGO ZAŁĄCZANIA REZERW. Silnik powinien mieć większą wytrzymałość udarową i odporny na zmęczenie. Etapami stanu nieustalonego są: wybieg i samorozruch lub ponowny rozruch zespołu napędowego. E) Ch-ka mechaniczna M=f(n) s=(0-sk) może być przeprowadzone metodą bezpośredniego obciążenia. Przy s>sk praca jest niestabilna. Stosujemy więc metodę rozbiegu z nawrotem, mierzymy przyspieszenie i n w funkcji czasu. Z wałęm sprzęgnięta jest tachoprądnica TG DC. W jej obwodzie jest C. Mierzymy I w obwodzie tachoprądnicy w czasie rozruchu. I w obwodzie tacho jest proporcjonalny o przyspieszenia, czyli do M obrotowego. Przy załączeniu powstają przebiegi łączeniowe zniekształcające M. Dlatego mierzymy podczas nawrotu. Przebiegi łączeniowe przenoszone do s≈2 i nie zniekształcają obszaru w s=1. M bezwładności metodą krzywej wybiegu, przez pomiar przyspieszenia ma błąd wynikający z pulsacji U tachoprądnicy DC związana z działaniem komutatora. F) M bezwładności. Po odłączeniu silnika od sieci n maleje bo opór mechaniczny. Przy n1 opór jest prawie stały, więc n maleje liniowo. Potem liniowości nie ma bo opór maleje przy małej n. M=J∙dω/dt, J=∆Pm∙To/4∙π²n₁² POMIARY: a) Pierścieniowy zasilany przez układ stycznikowy umożliwiający zmianę kierunku wirowania. W obwodzie wirnika mamy R i mogą być zwierane za pomocą styków sterowanych przekaźnikiem czasowym. B) Rejestrujemy I stojana i wirnika oraz U w czasie rozruchu, gdy w obwodzie wirnika jest R i przy zwartym wirniku. Określamy krotność I rozruchowego w stosunku do IN. C) Rejestracja U stojana po odłączeniu silnika gdy w obwodzie wirnika jest R i gdy wirnik zwarty. D) Pracujący silnik na biegu jałowym odłączamy i załączamy. Rejestrujemy przebiegi I stojana i wirnika i U stojana przy zwartym wirniku i z R w jego obwodzie. Określamy wielkość udaru prądowego w stosunku do wartości znamionowej. E)Ch-ka statyczna M rejestracja przyspieszenia Przy biegu jałowym zmieniamy kierunek wirowania pola. Rejestracja n, M, i U. Aby zwiększyć J sprzęgamy silnik z dodatkowym kołem zamachowym. F)Pomiar I, M i n przełączając rozrusznik w obwodzie wirnika Rozruch nie obciążonego silnika, przekaźnik czasowy ustawić by zwarcie wirnika było zanim silnik osiągnie ustaloną prędkość. Rejestracja I, M, n, U. G)M bezwładności Rejestarcja n po odłączeniu nie obciążonego silnika. Zmniejszenie n aż do zatrzymania. Korzystać z wzoru ww na J

18.Wyznaczanie wybranych parametrów maszyny synchronicznej a)Xd Xd=Uo∙Iz, Xd ze stanu jalowego i zwarcia symetrycznego, Ef z pomiaru w stanie jałowym, przy takim samym prądzie wzbudzenia jak w stanie zwarcia dla Iz. Względna wartość Xdr=Ef/(Iz∙Z_N )=Ef/[(Iz∙U_N)/I_N]=Efr/Izr=Uor/Izr. Dla liniowej części ch-ki ma stałą wartość i jest to Xd nienasycona. Przy Uor=1 jest nasycenie. Xdr=Uor/Izr=1/Izr=1/kz; kz-stosunek zwarcia b)Xd i Xq metoda małego poślizgu Podczas asynchronicznej pracy w ustalonym stanie pracy. Zasilając twornik obniżonym napięciem i wirnik napędzając obcą maszyną w kierunku wirowania pola (z niższą prędkością niż n pola). Rozwarty obwód wzbudzenia. Zmienia się położenie osi pola twornika względem magneśnicy. X zmienia się od Xd do Xq i przewodność magnetyczna zmienia się. Zmienia się It oraz Uzas. Gdy oś przepływu twornika zgodna z d magneśnicy to Xd=U/Id, a z osią q to Xq=U/Iq. Przy czasowych przebiegach Ift i Ufzas Xq=Umin/Imax, Xd=Umax/Imin c) Metoda zwarcia udarowego Zwarcie udarowe- nagłe symetryczne zwarcie zacisków twornika z n_N i wzbudzonej do U<U_N Xd’, Xd”, Td’- stała czasowa obwodu wzbudzenia przy zwartym obwodzie twornika, Td”- obwodu tłumiącego, Ta- aperiodyczna. Φ jest stały, zmieniając go pojawiają się prądy przeciwdziałające tym zmianom Φ. Szybkość zanikania oddziaływania zwartego obwodu określamy elektromagnetyczną stałą czasową: T=L//R. 1)Zamknięte uzwojenia wzbudzenia i klatki działają ekranująco na Φ; wypychają go za obszar uzwojeń, wtedy mamy tzw. Xd” stan podprzejściowy. Xd” określa uzwojenie twornika bezpośrednio po zwarciu. Φ przechodzi przez powietrze, Xd” nieco większa od Xs [(1,05-1,1)Xs]. Wzwartych uzwojeniach twornika płynie duży prąd dla podtrzymania stałości Φ. W jawno biegunowej Lt zależy od położenia wirnika. Okres zmienności 2x mniejszy niż Φ. It zawiera składową o podwójnej f. T klatki tłumiącej< T obwodu wzbudzenia. 2) Φ przechodzi przez nabiegunniki, omija uzwojenie wzbudzenia. Xd’, i”= -$\sqrt{2}$Ef0∙[(1/Xd”)-(1/Xd’)]$e^{- t/Td"}$cos(ωt-γo) γo-kąt między osią d a osią rozpatrywanej fazy twornika. i’= -$\ \sqrt{2}$ Ef0∙[(1/Xd’)-(1/Xd)]e^−t/Tdcos(ωt-γo) 3) W ustalonym stanie zwarcia Xd opisuje uzwojenie twornika. Z uzwojeniem twornika skojarzony jest Φ wzbudzenia. W zwartym tworniku płynie DC, aby podtrzymać stałość Φ skojarzonego. ia=$\sqrt{2}$Ef0∙(1/Xd”)e^−t/Tacosγo. Udarowy prąd zwarcia przy Xd”=Xq” iż’=-$\sqrt{2}$Ef0∙[(1/Xd )+[(1/Xd’)-(1/Xd)]e^−t/Td′+[(1/Xd”)-( 1/Xd’)$\ e^{- t/Td"}$] (cos(ωt+γo)-(1/Xd”) e^−t/Tacos γo. Gdy γo =±π/2 nie mamy składoej aperiodycznej. A gdy różne to występuje, gdy =0 lub π to ma wartość max to wtedy występuje zwarcie podłużne gdy oś rozpatrywanej fazy pokrywa się z osią magneśnicy w chwili zwarcia. Zwarcie poprzeczne gdy w chwili zwarcia oś q magneśnicy pokrywa się z osią rozpatrywanej fazy. Składowa aperiodyczna jest osią symetrii obwiedni prądu. Xd’=$\sqrt{2}$∙Efo/Iz”(0). imax=(1,8$\sqrt{2}$∙Efo)/Xd”, wywołuje on szkodliwe działanie elektrodynamiczne, dopuszcza się chwilową wartość udarowego Iz=15-krotnej wartości amplitudy IN, przy zwarciu symetrycznym maszyny wzbudzonej w jałowym stanie do 1,05UN. Xdr”>=0,126 dla Efor=1,05. Ograniczając Iudarowy zwiększamy Xs (stosujemy głębokie żłobki). Td” i Td’ są krótkie więc Iu nie groźne. d)Metoda odbudowy napięcia proces zmiany Ut po wyłączeniu zwarcia symetrycznego. W obwodzie wzbudzenia i klatce tłumiącej płyną I podtrzymujące wartość Φ. Φ zmienia się od wartości odpowiadającej Xd” do Xd. Amplituda Uf od U”(0)=$\ \sqrt{2}$ IzXd” do Uo=$\sqrt{2}$IzXd. uo=$\sqrt{2}$Iż[Xd-(Xd-Xd’)$\ e^{- t/Td0'} - (\text{Xd}^{'} - Xd")e^{- t/Td0"}$]sin(ωt+ γo). Xd”=Uo”(0)/$\ \sqrt{2}$∙Iz POMIARY: a)wyznaczamy Ef=f(If) przy n=nN stanu jałowego, potem zwarcia Iż=f(If) od Iwzbudzenia aby It nieco większy IN, zmniejszamy prąd wzbudzenia b) Niewzbudzoną napędzamy do bliskiej synchronicznej obcym silnikiem, zasilamy twornik U=0,15UN, aby kierunek wirnika zgodny z kierunkiem pola, obniżamy U aby zmniejszyć M reluktancyjny, który utrudnia asynchroniczną pracę, rejestrujemy U i I , określamy Xd i Xq. c) W jałowym przy nN wzbudzamy do U<UN aby uniknąc nasycenia i ograniczyć I, rejestrujemy I wszystkich faz dla kontroli zwarcia, otrzymujemy przebieg prądu zwarcia w czasie. d) W zwartej i wzbudzonej rozwieramy uzwojenie twornika i rejestrujemy rosnące U.

22.Praca hamulcowa maszyn elektrycznych. a) Hamujemy gdy chcemy zatrzymać lub utrzymać stałą prędkość czy ograniczyć przy tendencji do rozbiegania się maszyny. Hamulce elektryczne to maszyny w których wykorzystujemy moment elektromagnetyczny. Maszyna ta spełnia rolę silnika i hamulca . Zaletą jest możliwość ciągłej regulacji momentu hamującego i szeroki zakres. Niektóre pozwalają na odzyskiwanie energii wtedy jest to prądnica. b) Odzyskowe (prądnicowe) indukcyjna. Synchroniczna pracująca podczas nadsynchronicznej (n>n1,s<0). Hamowanie przy n>n1, co ogranicza zakres stosowania tego sposobu. Maszyna w prawo z n>n1, Melektromagnetyczny w lewo. n można regulować przez zmianę R w obwodzie wirnika. n rośnie wraz z R wirnika. Ek zamieniana na E elektryczną i oddawana do sieci. c) Prądem sieci (przeciwwłączeniem) indukcyjna. Cała energia tracona jest w obwodzie wirnika. P mechaniczne i elektryczne zmieniają się w ciepło. Pobierają duży prąd. Zaletą jest że w szerokim zakresie prędkości (nN do 0). M hamujący występuje też przy zahamowanym wirniku. d) Dynamiczne indukcyjna Mhamujący gdy zasialne jest uzwojenie stojana DC. Powstaje pole magnetyczne stałe, gdzie w wirniku indukuje napięcie. Gdy obwód wirnika jest zamknięty to I wytwarza M działający przeciwnie do kierunku wirowania układu. Wartość M zmieniamy przez zmianę I w obwodzie stojana lub R w obwodzie wirnika. Maszyna pracuja jak prądnica synchroniczna obciążona rezystorem. Uzwojenie stojana można zasilić DC, fazy łączymy tak by pola przez nie wytwarzane dodawały się. Wartość I zasialnia decyduje o Mk, a R w obwodzie wirnika i s krytycznym. E zmienia się w ciepło. Najkorzystniejszy sposób bo moc pobierana przy hamowaniu dynamicznym stanowi kilka procent tej mocy, która jest pobierana przy przeciwprądem. e) Prądnicowe (odzyskowe) DC Gdy maszynie jako silnik nadamy n>n0. Ek zamieniona na Eelektryczną i oddawana do sieci. Zakres n rozszerzyć przez powiększenie I wzbudzenia, a w obcowzbudnej obniżając U zasilania. Zmiana R w obwodzie twornika rozszerza w górę zakres n. W szeregowych maszynach w układzie bocznikowym lub obcowzbudnym nie jest często stosowany bo ma niekorzystne energetyczne właściwości.f) prądem sieci (przeciwwłączeniem) DC Gdy wirnik przeciwnie niż ten co jest w danym układzie podczas pracy silnikowej. Może być wtedy gdy silnik obciążony M aktywnym > M rozruchowego. E wydzielona jest w obwodzie twornika silnika. Ograniczenie dużych I przez włączenie Rrp do obwodu twornika. To hamowanie jest też gdy przełączamy obwód twornika (zmmiana kierunku It) przy nie zmienionym kierunku wirowania. Zmianę kierunku M można uzyskać też zmieniając kierunek I wzbudzenia. W szeregowym trzeba zmienić kierunek prądu tylko w uzwojeniu twornika. g) Dynamiczne DC Maszyna pracuje jako prądnica obcowzbudna obciążona Robc. Ze wzrostem R przy danym I wzbudzenia i n, maleje I hamowania i M hamujący. POMIARY: b) Ustalamy kierunek wirowania obu maszyn. Włączamy silnik DC i przy n bliskiej nN włączamy indukcyjny. Regulujemy I wzbudzenia silnika DC, do prędkości większej niż synchroniczna indukcyjnego silnika. C) Ustalamy przeciwne kierunki wirowania obu maszyn. Wirnik indukcyjnego przeciwnie do wirowania pola magnetycznego (s>1). Regulujemy n silnika DC. d) Zmieniamy n silnika DC mierzymy. e) Silnikowi DC zmniejszamy n0 zasilając twornik obniżonym napięciem. Ustalamy zgodne kierunki wirowania doprowadzamy do pracy przy hamowaniu odzyskowym maszyny DC f) Kierunki wirowania obu maszyn przeciwne a całego zespołu wymuszone przez indukcyjny silnik. G) Maszyna DC jest prądnicą obcowzbudną pracującą z Robc. Zmieniamy Rr w obwodzie wirnika silnika pierścieniowego mierzymy. I wzbudzenia powinien być stały.