Трёхфазный автотрансформатор.

Рис.31. Электрическая схема трёхфазного автотрансформатора.

Третья обмотка автотрансформатора, соединённая треугольником (обмотка НН–низкого напряжения) используется для питания нагрузки, а в некоторых случаях для компенсации токов третьих гармоник.

 

Мощность обмотки НН не может быть больше S тип. Номинальная мощность обмотки НН указывается в паспорте автотрансформатора.

 

Преимущества автотрансформатора перед трансформаторами той же мощности:

- меньший расход меди обмоток, стали магнитопровода, изоляции;

- меньшая масса, а значит меньшие габариты;

- меньшие потери мощности в обмотках и стали;

- меньше затрат на охлаждение.

 

Недостатки автотрансформаторов:

- необходимость глухого заземления, что приводит к увеличению токов однофазных КЗ;

- сложность регулирования напряжения;

- опасность атмосферных перенапряжений из-заэлектрической связи обмоток ВН и СН.

КПД трансформатора.

 

В идеальном случае мощность на входе трансформатора Р₁ должна быть равна мощности Р₂ на выходе трансформатора. Но в процессе работы трансформатора часть мощности теряется на нагрев:

1) Р_Э = Р_Э1 + Р_Э2 = Рк   в обмотках трансформатора, где:

Р_Э1 = m × I ₁ ² × r ₁ (потери в первичной обмотке), 

Р_Э2 = m × I ₂ ² × r ₂ (потери во вторичной обмотке),

как видно из формул эти потери зависят от величины токов в обмотках; эти потери указываются в паспорте трансформатора как Рк (потери короткого замыкания);

 

2)   Р_С= Р_Г + Р_В.Т = Р₀ или Рхх теряется в железе магнитопровода, эти потери указываются в паспорте трансформатора как Р₀ или Рхх (потери холостого хода).

Р_В.Т – потери на вихревые токи, с целью уменьшения этих потерьмагнитопровод набирают из листов электротехнической стали. Рг – потери на гистерезис (на перемагничивание железа магнитопровода).

Все  потери в трансформаторе

 

где β = I ₂ / I _2НОМ = Р₂/Р_2НОМ – коэффициент нагрузки трансформатора

 

КПД трансформатора определяется по формуле η=Р₂/Р₁.

Где Р₂ – мощность на выходе трансформатора, Р₁ – мощность на входе трансформатора. Р₁ = Р₂ + ΣР,

Тогда η

Активная мощность на выходе трансформатора:

 

Тогда КПД трансформатора определится по формуле:

 

Значение коэффициента нагрузки соответствующее максимальному КПД

тогда значение максимального КПД определится по формуле:

 

График зависимости КПД трансформатора от нагрузки.

Обмотки машин переменного тока.

а) двухслойная обмотка, б) однослойная обмотка.

Расчёт обмотки.

Обозначим:

Z₁=6   – число пазов статора

Р=1    – число пар полюсов

m₁=3 – число фаз

Шаг обмотки у₁ = Z₁/2p=6/2=3 это расстояние между сторонами фазной обмотки в пазах.

число пазов на полюс и фазу.

Угол между пазами в градусах:

 γ = 360⁰р/Z₁=360×1/6=60⁰ γ – угол в градусах между фазными обмотками и пазами, где 360р  -  это число электрических градусов обмотки статора, а тогда сдвиг между фазами в пазах будет λ =120⁰/γ =120⁰/60⁰=2 паза т.е. следующая фаза начнётся через два паза.

Перед укладкой фазных обмоток в пазы заготавливаются три фазные катушки с расстоянием между сторонами в у₁ пазов.

Первую сторону фазной катушки А укладываем в пазы произвольно, начиная с любого паза, например в первый паз. Вторую сторону фазной катушки укладываем через λ число пазов т.е. в 4-ый паз. Катушку следующей фазы В укладываем через 120⁰ эл. градусов через λ пазов, т.е. через два паза, начиная с 3-го паза, вторая сторона этой катушки ляжет через Y₁ число пазов т.е. в 6-ой паз. Третья фазная катушка С начнётся через λ пазов, т.е. через два паза, начиная с 5-го паза, вторая сторона этой катушки ляжет через Y₁ число пазов т.е. во 2-ой паз.