Вопрос 20. Вентильные двигатели. Конструкция, принцип действия, особенности работы.

Вентильная машина пост.тока представляет собой соединение синхронной машины с полупроводниковым коммутатором. Если вентильная машина работает в режиме генератора, то переменная ЭДС, индуцируемая в обмотке статора, посредством коммутатора преобразуется в постоянную ЭДС, т.е. в этом случае коммутатор является выпрямителем. Если же вентильная машина работает в режиме двигателя и включена в сеть пост.тока, то коммутатор выполняет роль инвертора – преобразователя пост.тока сети в переменный ток обмотки якоря. Что же касается свойств такого двигателя, то они зависят от способа управления полупроводниковыми эл-тами инвертора. В основе работы вентильного двигателя лежит органическое соединение инвертора и двигателя, т.е. инвертор не является автономным, как это имеет место в тиристорных преобразователях частоты, а сигналы на переключение его полупроводниковых эл-тов поступают от системы управления в зависимости от пространственного положения ротора.

Вопрос 21. Трансформаторы. Назначение, области применения, паспортные данные. Принцип работы. Трансформатором наз.статическое эл.магнитное устройство, имеющее две (или более) индуктивно связанные обмотки и предназначенное для преобразования посредством явления эл.магн.индукции одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную) систему переменного тока. Простейший силовой тр-р состоит из магнитопровода, выполненного из ферромагнитного материала, и двух обмоток, расположенных на стержнях магнитопровода. Одна из обмоток, кот.назыв.первичной, присоединена к источнику переменного тока на напряжение. К другой обмотке, назыв.вторичной, подключён потребитель. Первичная и вторичная обмотки тр-ра не имеют эл.связи друг с другом, и мощность из одной обмотки в другую передается эл.магнитным путем. Магнитопровод, на котором расположены эти обмотки, служит для усиления индуктивной связи между обмотками. Действие тр-ра основано на явлении эл.магнитной индукции. При подключении первичной обмотки к источнику переменного тока в витках этой обмотки протекает переменный ток, который создает в магнитопроводе переменный магнитный поток. Замыкаясь в магнитопроводе, этот поток сцепляется с обеими обмотками и индуцирует в них ЭДС в первичной обмотке – ЭДС самоиндукции, во вторичной – ЭДС взаимоиндукции. При подключении нагрузки к выводам вторичной обмотки тр-ра под действием ЭДС в цепи этой обмотки создается ток, а на выводах вторичной обмотки устанавливается напряжение. Паспортные данные:1)ном.первичное линейное напряжение, 2)ном.вторичное линейное напряжение(на выводах вторичной обмотки при отключенной нагрузке и ном.первичном напряжении), 3)ном.линейные токи в первичной и вторичной обмотках, 4)ном.полная мощность.

Вопрос 22. Устройство и основные элементы конструкции трансформатора. Трансформатор состоит из различных конструктивных элементов: магнитопровода, обмоток, вводов, бака и др. Магнитопровод с насаженными на его стержни обмотками составляет активную часть трансформатора. Остальные элементы трансформатора называют вспомогательными частями. Рассмотрим подробнее конструкцию основных частей трансформатора. Магнитопровод в трансформаторе выполняет две функции: во-первых, он составляет магнитную цепь, по которой замыкается основной магнитный поток трансформатора, а во-вторых, он предназначен для установки и крепления обмоток, отводов, переключателей. Магнитопровод имеет шихтованную конструкцию, т. е. он состоит из тонких стальных пластин, покрытых с двух сторон изолирующей пленкой. Такая конструкция магнитопровода обусловлена стремлением ослабить вихревые токи, наводимые в нем переменным магнитным потоком, а, следовательно, уменьшить величину потерь энергии в трансформаторе. Магнитопровод бывает трех типов: стержневого, броневого и бронестержневого. Магнитопровод можно разделить на стержни и ярма. Стержень – та часть магнитопровода, на которой лежит обмотка. Ярмо – часть, не несущая обмоток и служащая для замыкания магнитной цепи. Назначение первичной обмотки – создание магнитного потока в магнитопроводе, вторичной – принимать этот магнитный поток. Две обмотки стремятся расположить как можно ближе к магнитопроводу и друг к другу. Поэтому их выполняют в виде концентрических или дисковых катушек.

Вопрос 23.Уравнения напряжения трансформатора. Коэффициент трансформации. Уравнения магнитодвижущих сил и токов. Воздействие МДС вторичной обмотки на основной магнитный поток. Отношение ЭДС обмотки высшего напряжения к ЭДС обмотки низшего напряжения называют коэффициентом трансформации:

Уравнение напряжений для первичной цепи трансформатора:

Уравнение напряжений для вторичной цепи трансформатора:

Уравнение МДС трансформатора:

Уравнение токов трансформатора:

Воздействие МДС вторичной обмотки трансформатора I2w2 на основной магнитный поток Ф можно объяснить с помощью правила Ленца. В соответствии с этим правилом наведенная в обмотке ЭДС создает в этой обмотке такой ток, который своим магнитным действием направлен против причины, вызвавшей появление этой ЭДС. Причиной наведения ЭДС Е₂ во вторичной обмотке трансформатора является основной магнитный поток Ф, поэтому ток во вторичной обмотке I ₂ создает МДC I2w2, направленную встречно потоку Ф, т. е. находящуюся с ним в противофазе и стремящуюся ослабить этот поток.