Шпоры по электротехнике. 1. Электрическая цепь (ЭЦ), элемент эц, электрическая схема. Источники и приемники электрической энергии
Скачать 0.69 Mb.
|
IЛФ Соединение нагрузки треугольникомТоки в проводах между пр и ген IA.B.C- линейные, их + направления от ген к прТоки в фазах – фазные токи: Iab=Uab/Zab, токам присваивается двойной индекс U л=Uф Íab=Ůab/Zab Íbc=Ůbc/Zbc Íca=Ůca/Zca Линейные и фазные токи имеют связь ÍА+Ícb-Íab=0 ÍA = Íab –Ícb Аналогично: ÍВ= Íbc-Íab ÍС =Íca –Ídc Если нагрузка симметрична, то Iл= (3)Iф Zab=Zbc=Zca=Zф=Zфejф , действ. Токи в фазах одинаковы и сдвинуты по фазе от друг друга на 120. Встроенная диаграмма при симметричной нагрузке 27. Мощность трехфазной цепи переменного тока. Т рехфазная цепь – совокупность 3 фаз, то мощность акт и реакт. = суммамтэти х мощностей каждой фазы.Р=Ра+Рб+Рс – звезда, Р=Раб+Рбс+Рса , акт мощ каждой фазы Рф=UфIфcosф=RфIф2 . для реактивных аналогично. Qф=UфIфsinф=XфIф2 Полная S=√P2+Q2, S≠Sa+Sb+Sc и Sab+Sbc+Sca Симметр.нагрузка Мощн всех фаз одинаковы.поэтому Р=3Зф=3UфIфcosф Q =3Qф=3UфIфsinф, S=3Sф=3UфIф Через линейные токи Звезда Р=3(Uл/√3)Iлcosф=√3UлIлcosф, аналогично Q, S=√3UлIл Треуг Р=3(Iл/√3)Iлcosф=√3UлIлcosф, аналогично Q, S=√3UлIл При сим нагрузке формула мощности не зависсит от соединения приемников. 28. Устройство и принцип действия однофазного трансформатора. Коэффициент трансформации. Электрические машины - статистическое электромагнитное устройство, преобразующее ток и напряжение одной величины в ток и напряжение другой, по той же частоте. 1 – магнитопровод 2 – первичная обмотка 3 – вторичная обмотка Принцип действия: Под действием напряжения приложенного к первичной обмотке в ней протекает ток, создающий магнитное поле в сердечнике. Это поле, пересекая витки вторичной обмотки, и наводит в них ЭДС. Если ко вторичной обмотке подключена нагрузка, то под действием ЭДС в ней протекает ток. Потоки, не замыкающиеся по сердечникам, называются потоками рассеяния. Число витков в первичной обмотке – n1, во вторичной – n2. Пренебрегая потоком рассеяния, можно записать, что ЭДС, возникающая в первичной обмотке будет: e1=-d/dt=-n1(dф/dt) Ф=Фmn1sin(t) dФ/dt=Фmcos(t)=Фmsin(t+900) U 1=-e1=Фmn1sin(t+900) { Фmn1=Um} U1=(n1Фm)/(2)=n1Фm2f/(2)=4.44n1fФm U2=4.44n2Фm Магнитный поток сердечника трансформатора определяется только напряжением в первичной обмотке, т.е. не зависит от тока во вторичной обмотке и, при этом, отстает от ЭДС первичной обмотки на 900. Коэффициент трансформации отношение номинально высшего напр транс к ном низшему, причем под номинальным – напр холостого хода. Тк Е1≈U1 и Е2=U2, то для понижающего U1>U2 k=U1н/U2н≈n1/n2 и для повышающего U1 Е1=4.44n1fФm) Е2=4.44n2fФm 29. Схема замещения трансформатора. Уравнения состояния трансформатора. Схема замещения трансформатора. Уравнение состояния трансформатора. Приведение вторичной обмотки к первичной. В се приведенные величины обозначаются ( ) E2=E2k I2=I2/k z2=z2k2 E2=E1 I2=I1 zm=r+jxm – сопротивление цепи намагничивания трансформатора Схема замещения трансформатора, учитывающая потери обмотки. r1 – активное сопротивление первичной обмотки трансформатора r2 – приведенное активное сопротивление вторичной обмотки трансформатора rx1 – индуктивное сопротивление рассеяния первичной обмотки трансформатора x1 – приведенное индуктивное сопротивление рассеяния вторичной обмотки трансформатора Схема замещения трансформатора в режиме короткого замыкания. ∆ PM =∆Pm1+∆Pm2 =(I1)2r1+(I1)2r2=(I1)2(r1 + r2) ∆PMНОМ=I1ном2(r1+r2) ∆P = 22∆Pmном ∆PMНОМ – потери в меде при номинальном токе. (x1+x2) = ((Uк/Iном)2-( r1 + r2)2) (r1+r2) =∆Pmном/I2ном=(r1 + r2)=rк(x1 + x2)=xк 30. Опыт холостого хода трансформатора. Опыт короткого замыкания трансформатора. Опыт ХХ трансформатора. П роводится при разомкнутой вторичной обмотки трансформатора. По результатам опыта ХХ определяется коэффициент трансформации: к=U1/U2 Показания ваттметра представляют собой потери в стали – потери трансформатора. Параметры схемы замещения трансформатора rm и xm rm =∆PСТ/I201 zm =U/I01 – полное сопротивление цепи трансформатора xm = ( rm 2-zm2) – индуктивное сопротивление. цепи трансформатора Опыт короткого замыкания трансформатора. О пыт короткого замыкания трансформатора проводится при закороченной вторичной обмотке трансформатора. При этом в первичную обмотку подается напряжение, при котором токи в обмотках номинальны. Напряжение U1= 5-7 % от номинального. 31. Энергетическая диаграмма трансформатора. К.П.Д. трансформатора. Оптимальный коэффициент загрузки. Э нергетическая диаграмма трансформатора P1 – активная мощность, подводимая к первичной обмотке P2 - активная мощность, отдаваемая вторичной обмоткой. ∆Pm1 – потери в медной первичной обмотке трансформатора ∆Pст - потери в магнитопроводе трансформатора ∆Pm2 - потери в медной вторичной обмотке трансформатора Потери в стали – потери, не зависящие от загрузки трансформатора(постоянные потери) потери на вихревые токи потери на гистерезис Коэффициент загрузки трансформатора () =I1/I1НОМ=I2/I2НОМ Номинальный ток – ток, на который рассчитан трансформатор КПД трансформатора =P2/P1 , где P2 – активная мощность снимаемая со вторичной обмотки P1 – активная мощность подводимая к первичной обмотке P2 = P1 - ∆PСТ - ∆PМ = (P1 - ∆PСТ - ∆PМ)/P1 = 1 – (∆PСТ + ∆PМ)/P1 ((=)) P1=U1I1cos1 =( U1I1cos1 I1НОМ )/ I1НОМ = SНОМ cos1 ; ((=)) 1 – (∆PСТ + 2 PМ НОМ)/ SНОМ cos1; ОПТ – коэффициент загрузки при котором КПД максимален ОПТ = (∆PСТ/∆PMНОМ) ∆PСТ = 2 ∆PМ НОМ КПД трансформатора максимален при равенстве постоянных и переменных потерь в стали и потери в меди. 33. Измерительные трансформаторы. Измерительные трансформаторы необходимы для того, чтобы преобразовать измеряемую величину в величину, удобную для измерения. трансформатор напряжения трансформатор тока Í01n1 = Í1n1 + Í2n2 -Í1n1 = Í2n2 I1/I2 = n2/n1 = k I2 = I1/k Мощность из первичной обмотки во вторичную передается двумя способами: 1)непосредственно через провода первичной обмотки 2)передается при помощи магнитного поля. При коэффициенте трансформ. к=1/3, ток в общей части вторичной и первичной обмотках, т.е. ток I12,незначителен, поэтому автотрансформаторы с таким коэффициентом трансформации имеют меньшие габариты, чем трансформаторы такой же мощности. Недостатком автотрансформаторов является наличие гальванической связи между первичной и вторичной обмотками. 34. Устройство и принцип действия машин постоянного тока. Эл.мшины постоянного тока могут работать в режиме генератора и в режме двигателя, обладают обратимостью. В режиме генератора рпеобразуют мех в электр, в режиме двигателя наоборот. Состоят из статора и ротора. Статор – станина,гл полюсов, доп полюсов,щеточной траверсы и щеток, подшипниковый щит. Выполняется из стальногго литья или листового проката. Статор выполняет функцию магнитопровода. Главные полюса создают постоянное во времени и неподвижное в пространстве магнитное поле. На полюсах устанавливают обмотки возбуждения, по которым протекает ток возбуждения. Доп полюса устанавливают между полюсами для улкчшения коммутации. Подшипниковые щиты замыкают ротор с концов. Ротор (якорь) состоит из сердечника обмотки и коллектора(накопителя). Сердечник-цилиндр из пластин элетр.стали с пазами,в которые укладываютсч обмотки.Их концы выводятся на коллектор(цилиндр из медных пластин, клинообразной формы, изолированных друг от друга прокладками). Принцип действия генератора постоянного тока Основан на принципе электромагнитной индукции. При вращении виток начнет пересекать силовые линии магнитного поля статора. В витках согласно закону ЭМИ, наводится эдс, направления которых определяются по правилу правой руки. При замыкании внешней цепи на нагрузки- в ней начинает протекать ток. Принцип действия двигателя постоянного тока При подаче напряжения на щетки в цепи протекает ток. По закону Ампера взаимодействие протекающего тока на якорке и магнитного поля статора создает вращающую силу, напрвление которой определяется по тправилу левой руки.Эта сила создает вращающий момент, который проворачивает якорь и вал. КПД МПТ и потери мощности Характер подводимой мощности зависит от режима работы, у ген – механическая мощность Р1=к1Мn, у двиг –электрическая мощность – Р1=UI.Характер снимаемой мощности –противоположный, ген – электрич мощность Р2=UI,у двигателя P2=k2Mn. В машине всегда есть мощность потерь мощность потерьΔР, которая складывается из мощности электр потерьΔРэл=RI2, мощносьт магнитных потерь в стали ΔРмаг,мощности механических потерь ΔРмех и мощности добавочных потерь Рдоб≈0.01 Рном. ΔР=ΔРмех+ΔРмаг+ΔРэл+ΔРдоб, и Р1=Р2+ΔР КПД=Р2/(Р2+ΔР)- генератор, КПД=(Р1-ΔР)/Р1 –двигатель.КПД также меняется в зависимости от нагрузки- при малых нагрузках КПДт резко падает, поэтому недогруженную машину невыгодно эксплуатировать. 35. Электродействующая сила и электромагнитный момент машин постоянного тока. Реакция якоря. E |