Подводится электрическая

Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока аезависимого и параллельного возбуждения. Существует несколько способов регулирования частоты вращения двигателей постоянного тока: изменением сопротивления в цепи якоря; изменением магнитного потока и подводимого напряжения.

Регулирование частоты вращения изменением подводимого напряжения осуществляется с помощью источника управляемого напряжения. При уменьшении напряжения (см. формулу для частоты вращения якоря) пропорционально уменьшается частота вращения идеального холостого хода, при этом жесткость механической характеристики не изменяется ( 3.9, г). Напряжение, подаваемое на якорь двигателя, можно изменять индивидуальным генератором (система генератор —двигатель) или тиристорным преобразователем. Постепенно система генератор — двигатель вытесняется системой с тиристорным преобразователем. При таком способе регулирования частоты вращения диапазон регулирования D = 20:1, а при использовании ослабления магнитного поля двигателя D = 40:1. К недостаткам этих схем следует отнести громоздкость, сложность обслуживания и низкую надежность [3].

Регулирование скорости изменением подводимого напряжения применяется на электровозах путем переключения двигателей с последовательного соединения на параллельное.

Мк и пусковой Мп моменты изменить пропорционально квадрату изменения подводимого напряжения.

замкнутый ротор. В обмотках ротора при этом индуцируется эдс и ток, т. е. двигатель превращается в синхронный генератор с неподвижными полюсами, который обусловливает значительный тормозной момент, останавливающий двигатель. Тормозной момент зависит от тока статора, а следовательно, от подводимого напряжения постоянного тока, сопротивлений статорной и роторной цепей, частоты вращения двигателя.

Сопротивления элементов сети и электроприемников зависят от частоты. Так, например, емкостное сопротивление конденсаторов с повышением частоты подводимого напряжения уменьшается. Поэтому если в напряжении питающей сети есть высшие гармоники, то сопротивление конденсаторов на этих гармониках оказывается значительно ниже, чем на частоте 50 Гц. Из-за этого в конденсаторах, предназначенных для компенсации реактивной мощности, даже небольшие напряжения высших гармоник могут вызывать значительные токи гармоник. На предприятиях с большим удельным весом нелинейных нагрузок батареи конденсаторов работают плохо. Они или отключаются защитой от перегрузки по току или за короткий срок выходят из строя из-за вспучивания банок (или ускоренного старения изоляции). Известны случаи, когда на предприятиях с развитой кабельной сетью 6—10 кВ батареи конденсаторов оказываются в режиме резонанса токов (или близких к этому режиму) на частоте какой-либо из гармоник, что приводит к опасной перегрузке их по току.

Из этого выражения следует, что полное сопротивление электрической цепи переменного тока зависит не только от параметров соответствующей цепи, но и от частоты питающего напряжения; причем для линейной цепи значение как полного сопротивления, так и его составляющих не зависит от значения подводимого напряжения.

В электрических цепях переменного тока имеются цепи с параллельным соединением потребителей электроэнергии, при котором все потребители находятся под одним и тем же напряжением. При этом на ток в цепи каждого из потребителей не влияет их число. Значение тока в каждом из них определяется только значениями соответствующих сопротивлений и значением подводимого напряжения. Сопротивления в цепях переменного тока обычно носят комплексный характер. При этом каждое из них в общем случае можно представить в виде последовательно соединенных между собой сопротивлений R, XL и Хс.

Полная векторная диаграмма катушки индуктивности с ферромагнитным магнитопроводом согласно уравнению для подводимого напряжения приведена далее. Здесь ток /о катушки, опережающий магнитный поток Ф на угол а, разложен на активную составляющую /а, совпадающую с ЭДС ? по фазе, и реактивную составляющую /р, совпадающую по фазе с магнитным потоком.

Асинхронный трехфазный электродвигатель состоит из неподвижного статора ( 13.1) и вращающегося ротора ( 13.2, 13.3). Статор двигателя представляет собой полый цилиндр, собранный из отдельных тонких листов электротехнической стали, изолированных друг от друга с целью уменьшения потерь мощности в магнито-проводе на гистерезис и вихревые токи. В пазах сердечника статора (см. 13.1) уложена трехфазная обмотка статора, выполненная из изолированного провода и состоящая из трех отдельных обмоток фаз, оси которых сдвинуты в пространстве относительно друг друга на угол 120°. Обмотки фаз соединяются между собой звездой или треугольником, в зависимости от значения подводимого напряжения.

Частота вращения магнитного поля (синхронная частота вращения) находится в строгой зависимости от частоты /1 подводимого напряжения и числа пар полюсов р двигателя; п\ = 60/i/p.

На замкнутом ферромагнитном сердечнике расположены две обмотки. К одной обмотке, которая носит название первичной, подводится электрическая энергия от источника питания. От другой — вторичной обмотки —• энергия отводится к приемнику — нагрузке. Все величины, относящиеся к этим обмоткам (токи, э. д. с. и т. п.), называются соответственно первичными или вторичными.

Устройство трансформатора схематично показано на 11-2. На замкнутом магнитопроводе, собранном из листовой стали или навитом из стальной ленты, помещены две изолированные обмотки с числами витков wt и цу2- Обмотка, к зажимам которой подводится электрическая энергия, называется первичной; обмотка, на зажимы которой включаются потребители, называется вторичной.

Устройство трансформатора схематично показано на 11-2. На замкнутом магнитопроводе, собранном из листовой стали или навитом из стальной ленты, помещены две изолированные обмотки с числами витков w1 и w2. Обмотка, к зажимам которой подводится электрическая энергия, называется первичной; обмотка, на зажимы которой включаются потребители, называется вторичной.

вания, называется «двигателем». Электрические машины обратимы. С помощью любой электрической машины может совершаться электромеханическое преобразование в двух возможных направлениях. Если к подвижной части электрической машины подводится механическая энергия, она работает в режиме генератора электрической энергии. Если к машине подводится электрическая энергия, ее подвижная часть совершает механическую работу.

Следует особо отметить, что в нормальных условиях работы асинхронной машины между ее статором и ротором существует только магнитная связь, такая же, как между первичной и вторичной обмотками трансформатора. Обычно первичная обмотка асинхронной машины, т. е. та, к которой подводится электрическая энергия, располагается на статоре, а вторичная обмотка, в которой происходит преобразование этой энергии в механическую, укладывается на роторе.

Обмотки трансформатора служат для создания магнитного поля, посредством которого осуществляется передача электрической энергии, а также обеспечивают наведение ЭДС, требуемых по условиям эксплуатации трансформатора. Обмотки выполняют из медных или алюминиевых изолированных проводов круглого или прямоугольного сечения. Обмотку трансформатора, к которой подводится электрическая энергия, называют первичной, а обмотку, от которой энергия отводится, — вторичной.

Устройство трансформатора схематично показано на 11-2. На замкнутом сердечнике, собранном из листовой стали или навитом из стальной ленты, помещены две изолированные обмотки с числами витков o>j и ш2. Обмотка, к зажимам которой подводится электрическая энергия, называется первичной; обмотка, на зажимы которой включается потребитель, называется вторичной.

Трансформатор имеет замкнутый магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного материала ( 9.1, а), на котором расположены обмотки. Части магнитопровода, на которых помещены обмотки, называются стержнями, части магнитопровода без обмоток — ярмами. Об мотка, к которой подводится электрическая энергия, является перви^ ной, а обмотка, от которой энергия отводится к потребителю,— втс ричной. Величины, относящиеся к первичной обмотке (напряжение, ток, мощность, число витков и т. д.), называются первичными, а велич1 ны, относящиеся ко вторичной обмотке, — вторичными. Буквенные обозначения этих величин снабжаются в тексте подстрочными индек сами: например, иг — первичное напряжение, /2 — вторичный ток и т. Первичная и вторичная обмотки трансформатора электрически изо рованы друг от друга. Исключение составляют автотрансфор_ма (см. § 9.9).

В простейшем случае ( 12-1) трансформатор имеет одну первичную обмотку /, к которой подводится электрическая энергия, и одну вторичную обмотку 2, от которой энергия отводится к потребителю (нагрузке). Передача энергии из одной обмотки в другую производится путем электромагнитной индукции. Для усиления электромагнитной связи между обмотками последние обычно располагаются на замкнутом ферромагнитном магнитопро-воде ,?. При частоте / <; 150 Гц магнитопровод изготовляется из листов электротехнической стали толщиной 0,35—0,50 мм. При более высоких частотах применяется более тонкая листовая сталь. При частоте порядка 100 кГц и выше потери на гистерезис и вихревые токи в подобном магнитопроводе становятся чрезвычайно большими, и в этом случае применяются трансформаторы без ферромагнитного магнитопровода (так называемые воздушные трансформаторы). Высокочастотные трансформаторы весьма малой мощности ДЛЯ радиотехнических, СЧеТНС-решаЮЩИХ И ДРУГИХ УСТРОЙСТВ Изготовляются также с магнитопроводами из ферритов, которые представляют собой особый вщ, магнитодиэлектриков с малыми магнитными потерями.

в и ч н о и, подводится электрическая энергия от источника питания. От другой — вторичной обмотки — энергия отводится к приемнику — относящиеся к этим обмоткам (токи,

Рассмотрим принцип работы трансформатора на примере однофазного двухобмоточного трансформатора ( 1.1). Из схемы следует, что трансформатор состоит из первичной 1 и вторичной 3 эбмоток, размещенных на замкнутом ферромагнитном магнитопроводе 2 [первичная обмотка трансформатора - обмотка трансформатора, < которой подводится электрическая энергия от источника питания, вторичная обмотка трансформатора - обмотка трансформатора, УГ которой отводится энергия к приемнику (нагрузке)]. При подключении первичной обмотки трансформатора к источнику переменного напряжения ut в ней. протекает ток it, который возбуждает в иагнитопроводе переменный магнитный поток Ф,. Магнитный поток замыкается по магнитопроводу, пересекая первичную и вторичную эбмотки, индуцируя в них ЭДС е} и е-, соответственно. При подключении :о вторичной обмотке нагрузки с сопротивлением ZH под воздейст-!ием ЭДС е2 через нее будет протекать переменный ток г,, энергия