Изображение векторной диаграммы приведенного трансформатора.

Она позволяет наглядно представить соотношении и углы сдвига различных величин трансформатора.

а) активная нагрузка, .

Построения векторной диаграммы удобно начинать с вектора рабочего потока сердечнике , амплитуда которого Векторную диаграмму строим на основании уравнении электрического состоянии и уравнение токов с учетом сдвига фаз между магнитном потоком Э.Д.С. и токами приведенного трансформатора, в этом случае масштаб всех величин вторичной обмотки одинаков с масштабами величин первичной обмотки.

Построение векторной диаграммы аналогично построению диаграммы идеализированного трансформатора (Рис. 2.8).

Рисунок 2.8 Векторная диаграмма нагруженного трансформатора при активной нагрузке

Ток Х.Х опережает по фазе магнитный поток на угол , определяемый потерями в стали магнитопроводе. Векторы Э.Д.С. отстают от вектора магнитного потока на 90˚. Приведенный ток сдвинут относительно приведенного Э.Д.С. на угол =arctg

где - активное сопротивление приемника, приведенным к числу витков первичной обмотки трансформатора.

При активной нагрузке падение напряжения на нем совпадает по фазе с

Падение напряжения на нагрузке сопротивлении уравновешивает Э.Д.С. . Вектор тока в первичной обмотке равен сумме векторов тока и приведенного тока во вторичной обмотке , направленного в противоположную сторону (Рис. 2.8).

Напряжения источника питания уравновешивает Э.Д.С. – и падение напряжения на внутреннем сопротивлении первичной обмотки

б) индуктивная нагрузка, . (Рис. 2.9)

Рисунок 2.9 Векторная диаграмма нагруженная трансформатора при индуктивной нагрузке

 

arctg ;

Напряжение на нагрузке опережает ток на угол

в) емкостная нагрузка (Рис.2.10)

Рисунок 2.10 Векторная диаграмма нагруженного трансформатора при емкостной нагрузке

,

При значительной емкостной составляющей нагрузки падение напряжения в емкостной составляющей сопротивления и индуктивное падение напряжения во второй обмотке частично компенсируют друг друга. В результате может оказаться больше, чем Э.Д.С. .

Как следует из векторной диаграммы трансформатора, при чисто емкостной нагрузки возрастание напряжения на вторичной обмотки может быть столь значительно, что это окажется опасным для изоляции. Возрастание напряжения на трансформаторе при емкостной нагрузке называется перевозбуждением трансформатора.

 

Вопрос 2 Пуск трехфазных АД. Способы пуска с улучшенными пусковыми характеристиками.

Прямой пуск

Подразумевает подключение намоток статора к электросети без «посредников». Подходит моторам с короткозамкнутым ротором. Это двигатели небольшой мощности, у которых при подключении напрямую к электросети статорных обмоток, образующимися пусковыми токами не вызывается перегрев, способный вывести технику из строя.

В асинхронных двигателях соотношение индуктивности обмоток к их сопротивлению (L/R) небольшое. И оно тем меньше, чем меньше мощность устройства. Поэтому во время запуска образующийся свободный ток быстро затухает, и им можно пренебречь. Брать в учет будет только ту силу тока, которая установилась в результате переходного процесса.

Ниже на рисунке (а) представлена схема магнитного пускателя, обозначенного буковой К. Технически это электромагнитный выключатель, часто применяемый при запуске электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Он необходим для автоматического разгона по естественной механической характеристике (обозначим М) от начала запуска (точка П) до момента, когда М станет равным моменту сопротивления (М_с).

На картинке (б) представлен график зависимости пускового тока от начального момента. Исходя из него, ускорение разгона равно разности абсцисс графиков М и М(с). В таком случае, если М_пуск будет меньше М_с, то разогнаться у электродвигателя не получится. Чтобы получить оптимальное для разгона значение М_пуск для мотора с короткозамкнутым ротором используйте формулу (коэффициент скольжения s равен единице):

Отношение М_пуск к номинальному (М_ном) – это величина, определяемая как кратность начального момента. Обозначается kпм. Коэффициент для двигателей с короткозамкнутым ротором входит в диапазон от 1 до 1,8 и устанавливается ГОСТом.

Пример. Если kпм =1,4, а М_ном =5000 Н*м, то прямой запуск должен начинаться с М_п = 7000 Н*м.

Внимание! Нельзя превышать установленные ГОСТом нормы. Это ведет к повышению активного сопротивления на вращающемся элементе мотора.

Прямой запуск двигателя обладает преимуществами:

· Дешевизна;

· Простота;

· Минимальный нагрев обмоток при запуске.

Недостатки метода:

· Величина М_пуск составляет до 300% от М_ном;

· Пусковой ток составляет до 800% от номинального (смотрите графики снизу).

Даже с перечисленными недостатками прямой запуск остается наиболее предпочтительным для асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, т.к. обеспечивает высокие энергетические показатели.