MASZYNY(1), Elektrotechnika Politechnika, Maszyny elektryczne, Wykłady + Egzamin

Pobierz cały dokument maszyny.1.elektrotechnika.politechnika.doc Rozmiar 943 KB

Fragment dokumentu:

TRANSFORMATORY:

1. BUDOWA I ZASADA DZIAŁANIA:

Tr. Jest urządzeniem służącym do zmiany energii elektrycznej w elektryczną o innych parametrach, napięciach i prądach (ale o tej samej częstotliwości). Składa się z dwóch obwodów: magnetycznego, magnetowód (rdzeń) i elektrycznego, dwa lub więcej uzwojeń. Zasada działania tr. jednofazowego idealnego:

Ψ₁ = N₁Φ Ψ₂ = N₂Φ

Φ(t) = Φ_max sinωt

U_i1 = N₁ dΦ/dt U_i2 = N₂ dΦ/dt

U_i1(t) = N₁ ω Φ cosωt U_i2(t) = N₂ ω Φ cosωt

Uzwojenie pierwotne o liczbie zwojów N₁ zasilamy napięciem AC U₁. W uzwojeniu tym przepływa prąd przemienny I₁, który wywołuje przemienny strumień magnetyczny Φ. Znaczna część tego strumienia przechodzi do rdzenia tworząc strumień magnetyczny główny Φ_g, a tylko nieznaczna część zamyka się w obrębie uzwojenia tworząc strumień rozproszenia Φ_r. Przemienny strumień magnetyczny zmieniając się w obrębie uzwojenia wtórnego o liczbie zwojów N₂, indukuje w nim napięcie przemienne U₂ o takiej samej częstotliwości jak napięcie U₁. Wartości maksymalne napięć indukowanych:

U_i1max = N₁ ω Φ_max U_i2max = N₂ ω Φ_max

Wartości skuteczne:

U_i1 = 2π/√2 N₁ f Φ_max = 4,44 N₁ f Φ_max

U_i2 = 2π/√2 N₂ f Φ_max = 4,44 N₂ f Φ_max

Z wyprowadzonych zależności wynika, że przesunięcie między napięciem indukowanym a strumieniem wynosi π/2. Zasada działania tr. opiera się na prawie indukcji elektromagnetycznej wywołanej zmianami strumienia w czasie. Przekładnia tr.: n = N₁/N₂ (zwojowa), K_u = U_i1/U_i2 ≈ U₁/U₂ (napięciowa). Dla tr. jednofazowego K_u = n ( przy trójfazowym nie obowiązuje).

2. STAN JAŁOWY:

Jest to stan pracy przy którym uzwojenie pierwotne zasilane jest napięciem znamionowym, natomiast uzwojenie wtórne jest otwarte I₂ = 0. Stan ten służy do wyznaczania przekładni tr. oraz mocy biegu jałowego (straty mocy w żelazie).

φ_σ1 = N₁ Φ_σ1 U_x1 = dφ₁/dt Φ_σ1 ~ I₀

Napięcie indukowane wywołane strumieniem rozproszonym wynosi: U_x1 = 4,44 N₁ f Φ_{max σ1}

Skuteczną wartość napięcia indukowanego przez strumień rozproszony: U_x1 = j X₁ I₀ gdzie X₁ - reaktancja rozproszenia uzwojenia pierwotnego, X₁ = ω L_σ1 U_R1 = R₁ I₀

Schemat zastępczy tr. w stanie jałowym:

Xμ - reaktancja główna magnesująca,

R_Fe - rezystancja rep. straty w rdzeniu,

R₁ - rezystancja uzwojenia pierwotnego,

X₁ - reaktancja rozproszenia uzwojenia pierwotnego. Wykres fazorowy:

I₀ - prąd w stanie jałowym,

I_Fe = I₀ cosφ₀ Iμ = I_o sinφ₀

3. STRATY STANU JAŁOWEGO:

Straty w rdzeniu: * histerezowe - proporcjonalne do częstotliwości przemagnesowania,

P_HY = k_HY f (B_max)^x m ; (x=2 dla zst. tech.)

Pobierz cały dokument maszyny.1.elektrotechnika.politechnika.doc rozmiar 943 KB