Перечислите и охарактеризуйте потери мощности в машине постоянного тока. Укажите, как определяется КПД машины?




ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Перечислите и охарактеризуйте потери мощности в машине постоянного тока. Укажите, как определяется КПД машины?



В машинах постоянного тока, как и в других эл. машинах, имеют место магнитные, электрические и механические потери (составляющие группу основных потерь) и добавочные потери.

Магнитные потери происходят только в сердечнике якоря, так как только этот элемент магнитопровода машины постоянного тока подвергается перемагничиванию. Величина магнитных потерь, состоящих из потерь от гистерезиса и потерь от вихревых токов, зависит от частоты перемагничивания F= pn/60, значений магнитной индукции в зубцах и спинке якоря, толщины листов электротехнической стали, ее магнитных свойств и качества изоляции этих листов в пакете якоря.

Электрические потери в коллекторной машине постоянного обусловлены нагревом обмоток и щеточного контакта. Потери цепи возбуждения определяются потерями в обмотке возбуждения и в реостате, включенном в цепь возбуждения. Электрические потери также имеют место и в контакте щеток:

Электрические потери в цепи якоря и в щеточном контакте зависят от нагрузки машины, поэтому эти потери называют переменными.

Механические потери. В машине постоянного тока механические потери складываются из потерь от трения щеток о коллектор, трения в подшипниках и на вентиляцию.

Механические и магнитные потери при стабильной частоте вращения считать постоянными.

Добавочные потери. Это потери, которые трудно рассчитать. Они складываются из потерь в уравнительных соединениях, потерь в стали из-за неравномерной магнитной индукции под полюсом, потерь от пульсации магнитного потока в полюсных наконечниках и т.д. В расчетах значение добавочных потерь принимают равным 1% от полезной мощности для генераторов или подводимой мощности для двигателей в машинах без компенсационной обмотки и 0,5% в машинах с компенсационной обмоткой.

Коэффициент полезного действия (КПД). КПД электрической машины представляет собой отношение мощностей отдаваемой (полезной) Р2 к подводимой (потребляемой) Р1: η = Р21

КПД можно определять:

а) методом непосредственной нагрузки по результатам измерений подведенной Р1 и отдаваемой Р2 мощностей;

б) косвенным методом по результатам измерений потерь.

Метод непосредственной нагрузки применим только для машин малой мощности, для остальных случаев применяется косвенный метод, как более точный и удобный. Установлено, что при 8О % измерять КПД методом непосредственной нагрузки нецелесообразно, так как он дает большую ошибку, чем косвенный метод.

6. Что такое универсальный коллекторный двигатель (УКД)? Каковы его конструктивные особенности? Укажите достоинства и недостатки УКД.Универсальными называют коллекторные двигатели, которые могут работать как от сети постоянного, так и от сети однофазного переменного тока.

Однофазные коллекторные двигатели имеют преимуществен­но последовательное возбуждение. По своей конструкции универсальные коллекторные двигате­ли отличаются от двигателей постоянного тока тем, что их станина и главные полюсы делаются шихтованными из листовой электро­технической стали. Это дает возможность сократить магнитные потери, которые при работе двигателя от сети переменного тока повышаются, так как переменный ток в обмотке возбуждения вы­зывает перемагничивание всей магнитной цепи, включая станину и сердечники полюсов.

В универсальном коллекторном двигателе стремятся получить примерно одинаковые частоты вращения при номинальной на­грузке как на постоянном, так и на переменном токе. Достигается это тем, что обмотку возбуждения двигателя выполняют с ответв­лениями: при работе двигателя от сети постоянного тока обмотка возбуждения используется полностью, а при работе от сети пере­менного тока — частично

Основной недостаток однофазных коллекторных двигате­лей — тяжелые условия коммутации.

Универсальный коллекторный двигатель дороже двига­теля постоянного тока и имеет худшие рабочие характеристики.

Если сравнить его с асинхронным двигателем, он также выше его по стоимости и менее надежен. Но универсальный кол­лекторный двигатель имеет ряд преимуществ:

1) как и асинхронный, может работать в сети переменного тока. Это важно, потому что все коммунально-бытовые потреби­тели имеют только переменное напряжение;

2) частота вращения у асинхронного двигателя ограничена сверху — 3000 мин-1, при частоте 50 Гц. Универсальный коллек­торный двигатель теоретически может развивать любую частоту вращения;

3) механическая характеристика у него значительно лучше (жестче), чем у асинхронного двигателя;

4) возможности регулирования частоты вращения лучше, чем у асинхронного.

Таким образом, универсальный коллекторный двигатель имеет все преимущества двигателя постоянного тока, но может работать на переменном. Этим и обусловлена область применения универсальных коллекторных двигателей: их применяют для привода бытовых электроприборов, различного электроинстру­мента и т.д.

7. Опишите принцип работы трансформатора. Объясните, почему трансформаторы не работают от сети постоянного тока.Трансформатором называют статическое элек­тромагнитное устройство, имеющее две (или более) индуктивно связанные обмотки и предназначенное для преобразования посредством явления электро­магнитной индукции одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную) систему переменного тока.

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной 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 (первичной и вторичной) и индуцирует в них ЭДС:

в первичной обмотке ЭДС самоиндукции:

во вторичной обмотке ЭДС взаимоиндукции:

где w1 и w2—число витков в первичной и вторичной обмотках трансформатора.

При подключении нагрузки к выводам вторичной обмотки трансформатора под действием ЭДС взаимоиндукции в цепи этой обмотки создается ток, а на выводах вторичной обмотки устанавливается напряжение. В повышающих трансформаторах U2 >U1 а в понижающих U1 >U2 .

ЭДС е2 и е1, наводимые в обмотках трансформатора отличаются друг от друга лишь за счет разного числа витков w1 и w2в обмотках, поэтому, применяя обмотки с требуемым соотношением витков, можно изготовить трансформатор на любое отношение напряжений.

Обмотку трансформатора, подключенную к сети с более высоким напряжением, называют обмоткой высшего напряжения (ВН); обмотку, присоединенную к сети меньшего напряжения, - обмоткой низшего напряжения (НН).

Трансформаторы обладают свойством обратимости, один и тот же трансформатор можно использовать в качестве повышающего и понижающего. Но обычно трансформатор имеет определенное назначение: либо он повышающий, либо — понижающий.

Трансформатор это аппарат переменного тока. Если же его :первичную обмотку подключить к источнику постоянного тока, то магнитный поток в магнитопроводе трансформатора также будет постоянным как по величине, так и по направлению, поэтому в обмотках трансформатора не будет наводиться ЭДС, а следовательно, электроэнергия из первичной цепи не будет передаваться во вторичную.

8. Опишите и объясните назначение и устройство трансформатора. Укажите классификацию трансформаторов.Трансформатором называют статическое элек­тромагнитное устройство, имеющее две (или более) индуктивно связанные обмотки и предназначенное для преобразования посредством явления электро­магнитной индукции одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную) систему переменного тока.

В зависимости от назначения трансформаторы разделяют на силовые трансформаторы общего на­значения и трансформаторы специального назначе­ния. Силовые трансформаторы общего назначения применяются в линиях передачи и распределения электроэнергии, а также в различных электроуст­ройствах для получения требуемого напряжения. Трансформаторы специального назначения характе­ризуются разнообразием рабочих свойств и конст­руктивного исполнения.

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 неактивными час­тями

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. Силовые трансформаторы выполняются с магнитопроводами трех типов: стержневого, броневого и бронестержневого.

Обмотки трансформаторов средней и большой мощности выполняют из обмоточных проводов круглого или пря­моугольного сечения, изолированных хлопчатобумажной пряжей или кабельной бумагой. Основой обмотки в большинстве случаев является бумажно-бакелитовый цилиндр, на котором крепятся элементы (рейки, угловые шайбы и т. п.), обеспечивающие обмот­ке механическую и электрическую прочность. По взаимному расположению на стержне обмотки разделяют на концентрические и чередующиеся.

В трансформаторах с масляным охлаждением магнитопровод с обмотками помещен в бак, наполненный трансформаторным маслом. Трансформаторное масло, омывая обмотки и магнитопровод, отбирает от них теплоту и, обладая более высокой теплопроводностью, чем воздух, через стенки бака и трубы радиатора отдает ее в окружающую среду.

Обмотки трансформатора с внешней це­пью соединяют вводами. В масляных трансформаторах для вводов обычно используют проходные фарфоровые изоляторы. Такой ввод снабжен металлическим фланцем, посредством кото­рого он крепится к крышке или стенке бака. К дну бака прикреп­лена тележка, позволяющая перемещать трансформатор в преде­лах подстанции. На крышке бака расположена рукоятка переключателя напряжений.





Последнее изменение этой страницы: 2016-08-12; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.208.73.179 (0.008 с.)