Трансформатор. Назначение и область применения трансформаторов

Содержание

1. Трансформатор. Назначение и область применения трансформаторов 4

1.1. Принцип действия трансформатора. 5

1.2. Устройство трансформатора. 8

1.3. Ток холостого хода трансформатора. Опыт холостого хода. 10

1.4. Напряжение короткого замыкания. Опыт короткого замыкания. 12

1.5. Эквивалентная схема замещения трансформатора. 13

1.6. Изменение вторичного напряжения и внешняя характеристика трансформатора 14

1.7. КПД трансформатора. 17

1.8. Трехфазные трансформаторы.. 19

1.9. Автотрансформатор. 21

1.10. Номинальные величины.. 22

1.11. Измерительные трансформаторы.. 22

2. Общие сведения об электрических машинах. 25

3. Машины постоянного тока. 27

3.1. Принцип действия генератора постоянного тока. 27

3.2. Принцип действия двигателя постоянного тока. 28

3.3. Устройство машин постоянного тока. 29

3.4. Электродвижущая сила индукции и электромагнитный момент машин постоянного тока 30

3.5. Ток. Частота вращения. Саморегулирование двигателей постоянного тока. 32

3.6. Способы возбуждения двигателя постоянного тока. 33

3.7. Механические характеристики двигателей постоянного тока. 35

3.8. Регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока. 37

3.9. Реверсирование и торможение двигателя постоянного тока. 41

3.10. КПД двигателя постоянного тока. 41

4. Вращающееся магнитное поле. 42

5. Асинхронные электродвигатели. 47

5.1. Принцип действия и устройство асинхронного двигателя. 47

5.2. Электромагнитный момент асинхронного двигателя. 48

5.3. Механическая характеристика асинхронного электродвигателя. 50

5.4. Влияние напряжения питания и активного сопротивления ротора на механическую характеристику 52

5.5. Коэффициент полезного действия и коэффициент мощности асинхронного двигателя 53

5.6. Пуск асинхронного двигателя. 55

5.7. Рабочие характеристики асинхронного двигателя. 57

5.8. Регулирование скорости вращения асинхронного двигателя. 59

5.9. Реверсирование и торможение асинхронного двигателя. 60

6. Синхронный двигатель. 62

6.1. Пуск синхронного двигателя. 66

7. Номинальные режимы работы электродвигателей. 67

8. Выбор электродвигателей для производственного механизма. 70

9. Расчет номинальной мощности электродвигателя для длительного режима 72

10. Электрические машины систем управления и автоматики. 74

10.1. Двухфазный асинхронный двигатель. 75

10.2. Принцип действия однофазного асинхронного двигателя. 76

10.3. Однофазный асинхронный двигатель с пусковым сопротивлением 78

10.4. Однофазный асинхронный двигатель с конденсаторным пуском 78

10.5. Двигатель с экранированными полюсами. 79

10.6. Универсальный асинхронный двигатель. 80

10.7. Синхронный двигатель с постоянными магнитами. 80

10.8. Реактивный синхронный двигатель. 81

10.9. Гистерезисный синхронный двигатель. 81

10.10.............................................. Силовые коллекторные двигатели. 82

10.11......................................................... Исполнительные двигатели. 83

11. Энергосбережение. 87

11.1. Экономия электроэнергии в электроприводе. 88

11.2. Экономия электроэнергии в системах снабжения сжатым воздухом 90

11.3. Экономия электроэнергии в осветительных установках. 90

12. Перечень экзаменационных вопросов по дисциплине «Электромеханические системы» для специальности АТПП.. 92

 

Устройство трансформатора

Основными частями трансформатора являются: катушки (обмотки) и магнитопровод. Бывают двух- и многообмоточные трансформаторы, а также трансформаторы с расщепленной вторичной обмоткой.

Катушки обычно цилиндрические и они располагаются концентрически. Их концентрическое расположение обусловлено уменьшением магнитного потока рассеяния Ф_рас. Ближе к стержню располагают катушку более низкого напряжения, поскольку ее легче изолировать от стержня. Они изготавливаются из изолированного медного или алюминиевого провода.

Провода – круглого (при малой мощности трансформатора) или прямоугольного (при большой мощности, для уменьшения зазоров) сечения.

Магнитопровод набирается из тонких листов электротехнической стали, изолированных друг от друга. При частоте 50 Гц толщина листа 0,28 - 0,5 мм.

КПД трансформатора

При работе трансформатора возникают потери энергии. Эти потери превращаются в тепло и нагревают трансформатор.

P ₁ – мощность первичной катушки (мощность потребляемая трансформатором от источника питания);

∆ P _э1 – потери мощности в активном сопротивлении первичной обмотки;

∆ P _м – магнитные потери (потери в магнитопроводе, связанные с гистерезисом и вихревыми токами):

P _эм – элеткромагнитная мощность, которая с помощью переменного магнитного поля передается из первичной катушки во вторичную;

∆ P _э2 – потери мощности во вторичной обмотке;

P ₂ – активная мощность отдаваемая трансформатором в нагрузку. Мощность вторичной катушки.

Эффективность процесса преобразования энергии оценивается КПД (отношение полезной мощности к затраченной):

,

где ∆ P – потери мощности внутри трансформатора.

КПД зависит от тока нагрузки:

.

Потери в магнитопроводе от тока нагрузки на зависят. Они зависят от магнитного потока, а магнитный поток зависит от первичного напряжения. Потери в магнитопроводе еще называют постоянными потерями. Они существуют всегда, когда подано напряжение на первичную катушку.

Потери в активном сопротивлении первичной и вторичной катушек зависят от квадрата тока нагрузки и называются переменными.

Где I _2опт – ток при котором переменные потери равны постоянным.

Выразим КПД трансформатора через коэффициент нагрузки:

.

При уменьшении коэффициента мощности нагрузки КПД уменьшается. С ростом коэффициента нагрузки КПД быстро увеличивается, достигая максимального значения, а затем сравнительно медленно уменьшается.

Коэффициент нагрузки трансформатора, при котором КПД достигает максимального значения β_опт:

;

.

Па практике обычно выбирается β_опт < 1. Это объясняется тем, что значительная часть времени трансформатор работает с недогрузкой и при таком выборе номинального режима при недогрузке сохраняется высокий КПД.

Трехфазные трансформаторы

Трехфазный ток можно трансформировать с помощью группы из трех однофазных трансформаторов. Однако, экономичнее использовать один трехфазный трансформатор с магнитопроводом общим для всех трех фаз.

Группу из трех однофазных трансформаторов применяют только при очень больших мощностях (десятки тысяч кВ·А). При такой мощности трансформатор трудно транспортировать.

Магнитопровод трехфазного трансформатора состоит из трех одинаковых стержней. На каждом стержне располагаются первичная и вторичная катушки данной фазы.

Потоки Ф в стержнях не совпадают по фазе (отличаются на угол 120°) и их сумма в любой момент времени равна нулю.

Трехфазные трансформаторы характеризуются двумя коэффициентами трансформации: по фазным напряжениям и по линейным напряжениям.

.

Первичные и вторичные катушки соединяются звездой или треугольником. Вторичные катушки цеховых трансформаторов имеют соединение «звезда с нейтральным проводом». В общем случае первичные и вторичные катушки могут иметь разные схемы соединения.

На табличке трансформатора указываются схемы соединения обмоток в виде условных обозначений:

· pвезда, У, ,

Треугольник, Д,

Звезда с нудевой точкой, Ун, , _о.

Если схема соединения первичной и вторичной обмоток одинаковы, то n _ф = n _л.

В опыте холостого хода трехфазного трансформатора измеряются токи во всех трех фазах и в качестве тока холостого хода принимают средний ток. Мощность холостого хода измеряют методом двух ваттметров.

В опыте короткого замыкания измеряют напряжение короткого замыкания в каждой фазе и определяют среднее значение. Мощность определяется методом двух ваттметров.

Автотрансформатор

Автотрансформатор выполняет те же функции, что и трансформатор. В отличие от трансформатора в автотрансформаторе первичные и вторичные катушки имеют не только магнитную, но и электрическую связь. При той же мощности нагрузки автотрансформатор имеет меньшие габариты. Чем меньше  тем выгоднее использовать автотрансформатор.

Недостаток – возможность попадания высшего напряжения в цепь низшего напряжения. Обычно в силовых цепях автотрансформатор применяют при n < 2.

Схема понижающего автотрансформатора.

Напряжение U ₁ равномерно распределяется между витками W ₁. На один виток приходиться , тогда с витков W ₂ будет снято напряжение:

.

Автотрансформаторы широко используются для ручного регулирования напряжения. Катушка наматывается в один слой, на ее поверхности делается неизолированная дорожка. По этой дорожке скользит щетка. Перемещая щетку мы меняем число витков W ₂ и изменяем величину U ₂.

Номинальные величины

В паспорте трансформатора задаются следующие величины:

U _1н – номинальное первичное напряжение, кВ;

U _2н – номинальное вторичное напряжение, кВ;

S _н – номинальная мощность, кВА;

i _х% – ток холостого хода трансформатора, %;

u _к% – напряжение короткого замыкания, %;

P _х – мощность холостого хода (потери холостого хода), кВт;

P _к – мощность короткого замыкания (потери короткого замыкания), кВт.

Номинальное первичное напряжение соответствует номинальному напряжению сети, к которой подключается трансформатор. В качестве U _2н принимается напряжение на вторичной катушке в режиме холостого хода (I ₂ = 0). Номинальное вторичное напряжение на 5% выше номинального напряжения вторичной цепи. 220В (U _2н = 230 В), 380 В (U _2н = 400 В).

По напряжению и мощности можно определить номинальный ток:

· однофазный трансформатор:

;

· трехфазный трансформатор:

.

Трансформаторы напряжения

Измерительные трансформаторы напряжения предназначены для преобразования напряжения до значения удобного для измерения. Во вторичную цепь трансформаторов напряжения включаются параллельно вольтметры, катушки напряжения ваттметров и счетчиков. Первичная катушка подключается на напряжение источника питания.

Применение трансформаторов напряжения обеспечивает безопасность для персонала при соприкосновении с измерительными приборами, реле и устройствами автоматики. поскольку цепи высшего и низшего напряжения разделены. Для обеспечения безопасности вторичная обмотка заземляется.

Трансформатор напряжения работает в режиме близком к режиму холостого хода.

Номинальное вторичное напряжение установлено для однофазных трансформаторов 100 В, для трехфазных – .

Реальное напряжение будет:

.

Часто приборы градуируются в расчете на применение определенного трансформатора напряжения.

Устройство трансформаторов напряжения аналогично устройству силовых трансформаторов.

Для работы трансформаторов напряжения характерно не значительное изменение первичного напряжения и большое сопротивление вторичной внешней цепи, т.е. трансформатор напряжения работает в режиме близком к режиму холостого хода.

Схема включения однофазного трансформатора напряжения.

Применение трансформаторов напряжения вносит погрешность в процесс измерения. Погрешность определяется наличием тока холостого хода и падением напряжения I ₁· z _к. В результате возникает погрешность при измерении величины напряжения и угловая погрешность. Угловая погрешность определяется тем, что первичное и вторичное напряжения оказываются сдвинутыми по фазе.

Угловая погрешность важна при измерении мощности:

.

Трансформаторы тока

Трансформатором тока называется трансформатор, в котором при нормальных условиях применения вторичный ток практически пропорционален первичному и при правильном включении сдвинут относительно него по фазе на угол близкий к нулю.

В цепь вторичной обмотки трансформатора тока включаются катушки ваттметров и (счетчиков) Эти цепи имеют небольшое сопротивление и поэтому трансформаторы тока работают в режиме близкому к режиму короткого замыкания. Первичная катушка трансформатора тока подключается последовательно с тем приемником, параметры которого измеряются.

Обычно первичная катушка имеет от 1 до 2-х витков. Один провод - один виток.

Коэффициент трансформации трансформатора тока:

.

Определения реального значения измеренной величины:

.

Чаю шкалы приборов градуируются в расчете на применение с определенными трансформаторами тока.

Вторичные токи стандартизованы: 1 А, 2 А, 5 А. Трансформаторы тока имеют токовую и угловую погрешности.

Машины постоянного тока

Вращающееся магнитное поле

Вращающимся называется магнитное поле направление которого вращается в пространстве с угловой скоростью ω₁ или с частотой n ₁.

В первом приближении можно представить вращающееся магнитное поле как поле вращающегося постоянного магнита.

В электрических машинах вращающееся магнитное поле получается с помощью неподвижных катушек, оси которых смещены в пространстве на некоторый угол при питании этих катушек многофазным током. В электрических машинах применяется вращающееся магнитное поле двухфазного тока и трехфазного тока.

Рассмотрим получение вращающегося магнитного поля с помощью двухфазного тока.. Для создания вращающегося магнитного поля двухфазного тока необходимо иметь две неподвижные катушки, оси которых смещены в пространстве на угол 90° и питать эти катушки двухфазным током, т.е. двумя токами, которые сдвинуты по фазе на ¼ периода или на угол 90°, амплитуда и частота этих токов одинакова.

;

.

Предположим, что в пазах неподвижной части машины – статора расположены две катушки, каждая из которых состоит из двух витков, оси этих катушек смещены на 90°. Положительным будет считаться ток, который проходит от начала катушки.

Определим направление результирующего магнитного поля в моменты времени t ₁, t ₂, t ₃, t ₄:

где  – вектор магнитной индукции результирующего магнитного поля;

 – вектор магнитной индукции катушки A, направленный вдоль оси катушки A;

 – вектор магнитной индукции катушки B, направленный вдоль оси катушки B.

В момент времени t ₂

Ток i _A положительный (от A к X). Ток i_B отрицательный (от Y к B). Вектор  повернулся на 135°.

В момент времени t ₃

Момент времени t ₄ такой же как и момент времени t ₁

Как видим результирующее магнитное поле перемещается по окружности, т.е. его полюса как бы вращаются. Определим величину и направление магнитного поля с помощью векторной диаграммы. Векторы  и  перпендикулярны друг другу из-за смещения осей катушек.

;

;

;

;

.

Величина результирующего магнитного поля:

.

Величина результирующего магнитного поля постоянна во времени, не изменяется. По величине это магнитное поле равно амплитуде магнитного поля одной из катушек.

Определим направление результирующего магнитного поля. Будем характеризовать направление углом α. Определим тангенс этого угла:

.

Угол α изменяется со временем. Вектор  б удет вращаться по окружности. Направление магнитного поля будет изменяться во времени.

Определим угловую скорость вращающегося магнитного поля (ω₁):

.

Угловая скорость вращающегося магнитного поля равна угловой частоте тока. Направление вращения магнитного поля – в сторону катушки с отстающим по фазе током.

Для создания вращающегося магнитного поля трехфазного тока необходимо иметь 3 неподвижные катушки, оси которых смещены в пространстве (по окружности) на угол 120° и питать эти катушки трехфазным током.

;

;

.

Каждая катушка создает свое магнитное поле направленное вдоль оси этой катушки.

;

;

;

;

.

Магнитная индукция результирующего магнитного поля не изменяется во времени и остается постоянной. Направление вектора результирующего магнитного поля изменяется во времени α = ω· t.

Угловая скорость вращающегося магнитного поля:

.

Поле трехфазного тока получается в 1,5 раза больше, чем двухфазного. Магнитное поле трехфазного тока вращается с той же скоростью, что и магнитное поле двухфазного тока.

ω₁ = ω соответствует тому случаю, когда магнитное поле имеет один северный плюс и один южный p = 1, где p – число пар полюсов.

В случае p = 2 северный полюс займет место северного после поворота на 180° или через пол оборота. При увеличении числа полюсов скорость магнитного поля уменьшается.

;

;

.

Число пар полюсов может быть только целым.

n 1, об./мин	3000	1500	1000	750
p, шт.	1	2	3	4

В машинах переменного тока скорость вращающегося магнитного поля называется синхронной скоростью.

Влияние напряжения питания

Электромагнитный момент двигателя M _э имеет квадратичную зависимость от напряжения питания:

.

Двигатель чувствителен к напряжению питания. При уменьшении напряжения питания снижается перегрузочная способность двигателя M _м и пусковой момент M _п. При уменьшении напряжения может быть затруднен пуск двигателя, двигатель может остановиться, частота вращения уменьшается при постоянном моменте сопротивления.

Коэффициент мощности

Работа двигателя связана с потреблением реактивной мощности.

где Q _х – реактивная мощность холостого хода, связанная с созданием магнитного поля;

Q _р – мощность связанная с магнитными потоками рассеяния. Основную роль играет реактивная мощность холостого хода Q _х.

;

.

В режиме холостого хода cos(φ_x) = 0,1-0,2. С ростом мощности двигателя cos(φ) увеличивается до значений cos(φ) = 0,7-0,9. Если двигатель недогружен, то коэффициент мощности резко уменьшается.

Пуск асинхронного двигателя

Общие сведения

Режимом пуска называют режим, когда двигатель подключен к источнику питания, но еще не вращается или вращается с частотой вращения меньше установившейся.

t = 0 – момент пуска.

Режим пуска отличается от режима нагрузки, т.к. индукционные процессы проходят по другому. При пуске прежде всего интересуются величинами пускового тока I _п и пускового момента M _п.

Для всех типов электродвигателей I _п > I _н и M _п ≠ M _н, поэтому пусковые величины надо рассматривать отдельно.

Большой пусковой ток может представлять опасность для самого электродвигателя или для источника питания. Для того чтобы двигатель тронулся с места нужно соблюдать условие M _п > M _сп, где M _сп – момент сопротивления рабочей машины при пуске. Момент сопротивления при пуске может отличаться от момента сопротивления в рабочем режиме.

Двигатели с фазным ротором

Такие двигатели пускаются с помощью включения добавочного сопротивления в цепь ротора. По мере разгона двигателя это сопротивление выводится и в дальнейшем такой двигатель работает как короткозамкнутый.

За счет добавочного сопротивления уменьшается пусковой ток и увеличивается пусковой момент.

;

.

При пуске хотя пусковой ток уменьшается, но cos(ψ_п) увеличивается и пусковой момент увеличивается. Можно подобрать такое добавочное сопротивление r _2доб, чтобы M _п = M _м.

Для таких двигателей предельная кратность пускового момента равна кратности максимального момента. Такие двигатели применяются при тяжелых условиях пуска.

Изменение скольжения s

Скольжение можно изменять изменением напряжения на статоре. При изменении напряжения питающей сети изменяется вращающий момент двигателя, пропорциональный квадрату напряжения. Данный способ осуществляется за счет применения тиристорных регуляторов переменного напряжения. Недостаток – вместе с изменением напряжения изменяется пусковой момент M _п и максимальный момент M _м, приходится использовать двигатель повышенной мощности. Способ удобен для механизмов, которые уменьшают момент сопротивления при уменьшении частоты вращения. Обычно этот метод применяется для регулирования в 2 раза.

Скольжение можно изменять изменением активного сопротивления ротора. Регулировочный реостат включается в цепь обмотки фазного ротора подобно пусковому реостату, но в отличие от пускового этот, реостат рассчитывается на длительное прохождение тока. Данный способ применим для двигателей с фазным ротором. Недостаток большие потери в добавочном сопротивлении.

Синхронный двигатель

Название синхронные относится к электрическим машинам переменного тока, в которых ротор и магнитное поле статора вращаются с одной и той же скоростью, т.е. синхронно.

;

.

Как и все электрические машины синхронные машины обратимы и могут работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Трехфазные синхронные машины это обычно машины большой мощности.

На всех электростанциях в качестве источника электрической энергии трехфазного переменного тока используются синхронные генераторы. Единичная мощность гидрогенераторов, устанавливаемых на гидроэлектростанциях, доходит до 640 МВт. На тепловых и атомных электростанциях устанавливаются турбогенераторы они достигают мощности 1200 МВт.

Трехфазные синхронные двигатели имеют преимущество перед асинхронными при большой мощности (100 - 200 кВт).

Синхронная машина может работать с емкостным сдвигом фаз между током и напряжением. Режим работы с емкостным сдвигом фаз используется для повышения коэффициента мощности. Синхронная машина работающая в режиме холостого хода и предназначенная для генерирования емкостной реактивной мощности называется синхронным компенсатором.

По устройству статора синхронная машина не отличается от асинхронной. Обмотка статора обычно соединяется звездой. Отличие синхронной машины от асинхронной заключается в различной конструкции ротора.

Ротор синхронной машины представляет собой постоянный магнит. В машинах средней и большой мощности ротор превращается в постоянный магнит с помощью электрического тока, т.е. это электромагнит. Для этого на роторе располагается отдельная обмотка (сосредоточенная), которая называется обмоткой возбуждения, по ней протекает постоянный ток, который называется током возбуждения. Обмотка ротора вращается вместе с ротором, поэтому требуется устройство подвода тока. На роторе располагается 2 медных кольца, к которым подсоединены выводы обмотки ротора, к неподвижной части крепятся графитовые щетки в щеткодержателях, эти щетки скользят по кольцам, обеспечивая контакт.

.

Обмотка возбуждения иногда называется индуктором.

Источник постоянного тока, служащий для создания тока возбуждения обычно называется возбудителем. В качестве возбудителя используется генератор постоянного тока, генератор переменного тока с выпрямителем, полупроводниковый выпрямитель управляемый или не управляемый.

По конструкции ротора синхронные машины делятся на два типа:

· машины, имеющие ротор с неявно выраженными полюсами, в этом случае ротор имеет вид гладкого цилиндра.

· синхронные машины, имеющие ротор с явно выраженными полюсами. Такой ротор делается в тихоходных машинах с большим числом пар полюсов.

Формула электромагнитного момента такая же как и для асинхронного двигателя:

.

Синхронный двигатель, как и асинхронный имеет физическое ограничение по моменту. Если к валу ротора приложить тормозной момент, то двигатель его преодолеет, но оси полюсов ротора и статора разойдутся на некоторый угол.

Изобразим условно вращающееся магнитное поле в виде магнита.

При увеличении момента сопротивления увеличивается угол расхождения полюсов ротора и статора.

;

.

Обычно угол Θ берут ≤ 30°, поэтому перегрузочная способность синхронного двигателя:  больше чем у асинхронного двигателя.

Перегрузочную способность можно изменить воздействуя на ток возбуждения увеличивая ток возбуждения I _в увеличивается магнитный поток Ф₀, увеличивается ЭДС E ₀ и увеличивается максимальный момент M _макс.

Синхронный двигатель менее чувствителен к колебаниям напряжения, чем асинхронный.

Механическая характеристика синхронного двигателя абсолютно жесткая, при любом моменте сопротивления скорость его вращения одна и та же. Если M _с ≥ M _макс, двигатель такой момент не преодолеет и остановится.

Важной особенностью синхронного двигателя работая с механической нагрузкой он позволяет в широких пределах изменять реактивную мощность и соответственно коэффициент мощности. При этом реактивная мощность может носить как индуктивный, так и емкостной характер.

Наибольший, интерес представляет режим, когда cos(φ) = 1 (режим нормального возбуждения). I _в = I _{в ном}.

Если ток возбуждение меньше номинального I _в < I _{в ном}, то cos(φ) < 1 (индуктивный характер). Режим недовозбуждения.

Если ток возбуждение больше номинального I _в > I _{в ном}, то cos(φ) < 1 (емкостной характер). Режим перевозбуждения.

Режим с емкостным сдвигом фаз используется на промышленных предприятиях для повышения коэффициента мощности взамен установки конденсаторных батарей. Двигатели выпускаются с cos(φ) = 1, cos(φ) = 0,8 - 0,9 (емкостной).

Пуск синхронного двигателя

Синхронный двигатель не развивает пускового момента и нуждается в искусственном пуске.

При подключении двигателя к источнику питания вращающееся магнитное поле практически мгновенно начинает вращаться с необходимой скоростью. Ротор в силу механической инерции не может сразу набрать нужную скорость, ему необходимо время для разгона. За время разгона поле повернется относительно ротора на угол 180° и момент изменится на противоположный. В результате на ротор будет действовать знакопеременное электромагнитное поле и ротор не получит ускорение.

Применяется асинхронный пуск синхронных электродвигателей. Синхронный двигатель пускается как асинхронный. Для этих целей на роторе располагается дополнительная короткозамкнутая обмотка. В теле ротора выполняются отверстия, в них вставляются медные или алюминиевые стержни, которые между собой с торцов замыкаются кольцами.

При асинхронном движении в короткозамкнутой обмотке ротора наводится ЭДС индукции и протекает индукционный ток, который создает электромагнитньш момент. При синхронном движении ЭДС индукции в короткозамкнутой обмотке не наводится и она не оказывает влияния на работу двигателя.

Поскольку синхронный двигатель пускается как асинхронный, все проблемы пуска асинхронного двигателя относятся и к синхронному двигателю.

Применяется две схемы пуска:

1.Обмотка возбуждения замыкается на активное сопротивление самой обмотки. Это делается, чтобы избежать больших перенапряжений ротора во время пуска. После разгона двигателя до скорости близкой к синхронной добавочное сопротивление в цепи ротора отключается и обмотка ротора подключается к источнику питания постоянного тока. Применяется для мощных двигателей.

2.В процессе пуска обмотка возбуждения постоянно подключена к источнику питания постоянного тока и после разгона до скорости близкой к синхронной двигатель самостоятельно втягивается в синхронизм. Эта схема проще, однако есть недостаток – в асинхронном режиме в обмотке возбуждения вращающееся магнитное поле наведет ЭДС индукции и в ней возникает индукционный ток, который отрицательно влияет на режим пуска, создавая дополнительный тормозной момент. Кроме этого переменный ток в обмотке возбуждения нарушает нормальную работу источника питания постоянного тока. Применяется для двигателей сравнительно небольшой мощности.

Исполнительные двигатели

Исполнительные двигатели являются элементами систем автоматики. Такие двигатели преобразуют электрический сигнал в механическое перемещение, при этом частота вращения должна зависеть от величины сигнала управления. Работают они в режиме частых пусков и в режимах, отличных от номинальных.

Требования к исполнительным двигателям:

· высокое быстродействие;

· линейность характеристик;

· отсутствие самохода (вращения двигателя после снятия сигнала управления);

· устойчивость работы во всем диапазоне изменения сигнала управления.

Энергосбережение

Высокие затраты энергоресурсов приводят к:

· снижению конкурентоспособности продукции из-за высокой доли энергозатрат в стоимости продукции;

· высокие инвестиционные затраты на обеспечение энергоресурсов.

Энергосбережение – это реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное использование энергетических ресурсов и вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии.

Энергетический ресурс – носитель энергии, которой используется в настоящее время или может быть использован в перспективе.

Эффективное использования энергетических ресурсов – достижение экономически оправданной абсолютной или удельной величины потребления или потерь энергетических ресурсов при существующем уровне развития техники и технологии и соблюдение требований к охране окружающей среды.

Потенциал энергосбережения – количество топливно-энергетических ресурсов, которое можно сберечь при их эффективном использовании.

Существует два направления по разработке мероприятий по энергосбережению:

· Экономия топливно-энергетических ресурсов путем совершенствования энергоснабжения. Мероприятия данной группы могут снизить потребление топливно-энергетических ресурсов на 10-15 %, они как правило являются малозатратными или среднезатратными, их нужно внедрять в первую очередь. Это: модернизация источников теплоснабжения, снижение потерь энергоносителей в системах энергоснабжения, уменьшение числа преобразований энергоносителей, автоматизация энергосберегающих установок, повышение качества энергоносителей.

· Экономия топливно-энергетических ресурсов путем совершенствования энергопотребления. Данные мероприятия могут дать большее снижение потребления топливно-энергетических ресурсов, чем мероприятия первой группы, но они как правило многозатратные. Это такие мероприятия как: организационно-технически мероприятия (выбор наиболее экономичных энергоносителей, внедрение технологии, машин, механизмов с улучшенными энерготехнологическими характеристиками), повышение степени использования вторичных энергоресурсов, утилизация низкопотенциального тепла.

Содержание

1. Трансформатор. Назначение и область применения трансформаторов 4

1.1. Принцип действия трансформатора. 5

1.2. Устройство трансформатора. 8

1.3. Ток холостого хода трансформатора. Опыт холостого хода. 10

1.4. Напряжение короткого замыкания. Опыт короткого замыкания. 12