реферат. трансформатор. Почти вся энергия в настоящее время вырабатывается электрическими маши
 Скачать 42.54 Kb.
|
|
ВВЕДЕНИЕ Уровень развития материальной культуры человеческого общества в первую очередь определяется созданием и использованием источников энергии. Почти вся энергия в настоящее время вырабатывается электрическими маши- нами. Для передачи и распределения электроэнергии требуются трансформато- ры и автотрансформаторы. Кроме того, две трети электроэнергии, выработан- ной на электростанциях, преобразуется различными электроприводами в меха- ническую энергию. Этот процесс можно представить в виде структурной схемы (рис.1.1).  Рис. 1.1 Структурная схема производства и потребления энергии Здесь ГГ и ТГ – гидрогенератор или турбогенератор, преобразующий ме- ханическую энергию падающей воды или расширяющегося пара в электриче- скую энергию. Тр1 – трансформаторы, повышающие 3-фазное напряжение до сотен ты- сяч вольт. ЛЭП – 3-фазная линия электропередачи, высоковольтная. Генераторы переменного тока вырабатывают электрическую энергию при напряжении 6-20 кВ. Передавать же энергию на дальние расстояния выгодно при больших напряжениях для того, чтобы уменьшить величину тока в ЛЭП и, следовательно, мощность потерь в линии, которая пропорциональна квадрату тока: ΔP=  ⋅ R, (1.1)где Iл – величина тока в ЛЭП, Rл – сопротивление ЛЭП. Тр2 — трансформаторы, понижающие высокое напряжение до промышленного напряжения U=380 В частоты f=50 Гц. Потребители – это различного рода электродвигатели, преобразующие электрическую энергию в механическую. Основная доля потребления электро- энергии в промышленности приходится именно на различного рода электродвигатели. Обладая высокими энергетическими показателями и меньшими, по сравнению с другими преобразователями энергии, расходами материалов на единицу мощности, экологически чистые электромеханические преобразователи имеют в жизни человеческого общества огромное значение. Это подтверждает и структурная схема (рис. 1.1), из которой видно, что электрические машины занимают важное место в промышленности, а данная дисциплина является одной из фундаментальных дисциплин электротехнического цикла. С развитием автоматических систем управления все большее значение приобретают электрические микромашины, которые используются в качестве исполнительных двигателей в системах автоматики и телемеханики. Разделы дисциплины: трансформаторы, асинхронные машины, синхронные машины, машины постоянного тока. 1. ТРАНСФОРМАТОРЫ Трансформатор – это статический электромагнитный аппарат, преобразующий напряжение и ток первичной обмотки в напряжения и токи вторичных обмоток при неизменной частоте питающего напряжения. В трансформаторе нет вращающихся частей, поэтому он не является машиной в обычном смысле этого слова. Однако, преобразование электроэнергии в нем происходит на основе тех же законов электричества и магнетизма, как и в электрических машинах. В частности, теория трансформаторов очень схожа с теорией асинхронных машин, поэтому трансформаторы составляют неотъемле-мую часть курса электрических машин. 1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ Трансформаторы различаются: • по числу фаз питающей сети – на одно- и трехфазные; • по соотношению напряжений первичной и вторичной обмоток – на повышающие U2>U1 и на понижающие U2<U1, где U1 – напряжение питания первичной обмотки, U2 – напряжение, снимаемое со вторичной обмотки трансформатора. • по назначению – на силовые и специальные (измерительные, согласующие, автотрансформаторы, сварочные, импульсные, печные и т.д.). • по конструкции – на сухие и масляные. В сухих трансформаторах охлаждение осуществляется при естественной или принудительной конвенции воздуха, а в масляных – при естественной или принудительной циркуляции трансформаторного масла. • по конструкции сердечника – на стержневые, броневые, тороидальные и овальные (рис. 1.2).  Рис. 1.2. Виды сердечников трансформаторов Здесь W1 и W2 – число витков первичной и вторичной обмоток трансформатора соответственно. Сердечники стержневого и броневого трансформаторов выполняются из листов электротехнической стали, а сердечники овального и тороидального трансформаторов – из ленты электротехнической стали. Пластины и полоска ленты сердечников трансформаторов электрически изолируются друг от друга слоем лака. Толщина пластины и ленты зависит от частоты питающего напряжения (таблица). Зависимость толщины пластины сердечника трансформатора от частоты питающего напряжения
1.2. УСТРОЙСТВО ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА Трансформатор в основном состоит из 3-х частей: сердечника (магнитопровода), минимум двух обмоток и крепежных деталей. Сердечник выполняют из листов или ленты электротехнической стали, т.е. шихтованный. Электротехническая сталь хорошо проводит магнитный поток, имеет относительно большое удельное электрическое сопротивление и малую площадь петли гистерезиса. Удельное электрическое сопротивление стали повышают добавлением в сталь кремния. Сердечник набирают из пластин или делают из ленты для уменьшения потерь энергии на вихревые токи или токи Фуко. Рассмотрим часть сердечника (рис. 1.3). Магнитный поток в сердечнике является пульсирующим, т.е. изменяющим свою величину и направление во времени. Он индуктирует ЭДС не только в обмотках трансформатора, но и в сердечнике. ЭДС ев – индуктированная в сердечнике, вихревая, создает вихре- вой ток iв по правилу Ленца такого направления, чтобы магнитный поток от вихревого тока был направлен против магнитного потока, который индуктирует данный вихревой ток. Направление вихревого потока определяется по правилуправого буравчика. |