Замкнутой накоротко

Стремление применить для передачи и распределения электроэнергии переменный однофазный ток также не дало эффективных результатов, так как двигатели однофазного тока не удовлетворяли требованиям промышленного электропривода. Использование переменного тока в этот период ограничивалось лишь областью электрического освещения. Значительным стимулом к внедрению переменного тока явилось изобретение П. Н. Яблочковым электрической свечи и разработка им схемы дробления электроэнергии посредством индукционных катушек, представлявших собой трансформатор с разомкнутой магнитной системой. В середине 80-х годов были созданы промышленные типы однофазных трансформаторов с замкнутой магнитной системой (О. Блати, М. Дери, К. Циперновский).

При использовании закона полного тока для расчета напряженности магнитного поля в конкретных случаях замкнутый контур выбирают совпадающим с замкнутой магнитной линией, а направление обхода контура — совпадающим с направлением этой магнитной линии. Тогда угол между Н и dl будет равен нулю, Hdl = Hdl и форму-

При уменьшении тока индукция изменяется по ниспадающей ветви АВГ предельного цикла гистерезиса и при i = 0 равна остаточной индукции Вг. Остаточная индукция Вг характеризует магнитное состояние постоянного магнита в замкнутой магнитной цепи.

2. Основным положением является также существование в ферромагнетиках доменной структуры. Предположение об этом возникло в связи с тем, что потребовалось объяснить, почему у ненамагниченного ферромагнетика его результирующий магнитный момент равен нулю. Причем это противоречило теории о наличии спонтанного намагничивания. Однако такое противоречие легко объяснимо, если предположить, что весь объем ферромагнетика самопроизвольно разбивается на большое число локальных областей — доменов, каждый из которых находится в состоянии технического насыщения М„, и направления магнитных моментов всех доменов равновероятны. При этом внутри образца образуются замкнутые магнитные цепочки и его результирующий магнитный момент равен нулю (доменная структура с замкнутой магнитной цепью). Существование доменов было подтверждено экспериментально. Линейные размеры доменов составляют от тысячных до десятых долей миллиметра, магнитный момент равен около 10'5 магнитного момента отдельного атома. Доменная структура с замкнутой цепью является не единственной. В зависимости от размеров образца, его физических свойств и других причин существуют разные структуры: однодоменные, полосовые, лабиринтные, цилиндрические и т. д.

Влияние воздушного зазора. Все изложенное о магнитных характеристиках относилось к замкнутой магнитной цепи, например к кольцевым образцам, витым сердечникам трансформаторов и дросселей и т. п. Однако на практике в большинстве случаев магнитная цепь является разомкнутой, т. е. содержит воздушный зазор, обладающий, как правило, большим магнитным сопротивлением по сравнению с остальной частью цепи. Наличие зазора может существенно изменить ход кривых намагничивания, значения проницаемости, стабильности и другие свойства.

Зависимость В = / (ЯД полученную для замкнутой магнитной цепи (Л/р =s 0), называют кривой намагничивания вещества. Если из произвольной точки А этой кривой провести до пересечения о осью абсцисс луч АС так, чтобы tg 0 = Л/в*, то отрезки

На 1.10 представлена доменная структура кристалла, имеющего одну ось легкого намагничивания (например, кобальта). Наличие вблизи поверхности трехгранных областей, направления намагниченности в которых перпендикулярны оси легкого намагничивания, вызывает увеличение энергии магнитной анизотропии Еа, но приводит к образованию замкнутой магнитной цепи, что уменьшает магпитоста-тическую энергию ?= и соответствует минимуму полной энергии.

В 1885 г. венгерские электротехники О. Блати, М. Дэри и К. Циперновский предложили однофазный кольцевой, броневой и стержневой трансформатор с замкнутой магнитной системой.

Последние десятилетия прошлого столетия были богаты техническими открытиями. В 1879 г. на промышленной выставке в Берлине была построена первая электрическая железная дорога. В 1885 г. венгерские электротехники О. Блати, М. Дэри и К. Циперновский предложили однофазный кольцевой, броневой и стержневой трансформатор с замкнутой магнитной системой. В 1887 г. итальянский ученый Г. Феррарис и югославский ученый и изобретатель Н. Тесла, работавший большую часть

На средней частоте используются трансформаторы с замкнутой магнитной цепью броневого типа. Особенностью трансформаторов является высокая концентрация электромагнитной энергии и малые габариты, что позволяет встраивать их в закалочные станки и технологические линии. В некоторых многопозиционных станках, например в станках для закалки коленчатых валов, требование малых размеров трансформаторов является одним из основных. Трансформаторы универсальных закалочных установок и регулировочные автотрансформаторы кузнечных нагревателей должны иметь переменный коэффициент трансформации. Закалочные трансформаторы работают на нагрузку с коэффициентом мощности 0,2—0,4, часто в повторно-кратковременном режиме. Все трансформаторы имеют водяное охлаждение обмоток и магнитной цепи. Имеются три основные конструкции трансформаторов. Трансформаторы с цилиндрическими обмотками (ВТО-500, ВТО-1000) имеют одновитковую вторичную обмотку и помещенную внутрь нее много-витковую первичную. Магнитная система охлаждается радиаторными листами с припаянными к ним трубками охлаждения. Трансформаторы просты и экономичны, но для изменения коэффициента трансформации (&гр) требуют смены первичной обмотки. Серийно такие трансформаторы не выпускаются, но изготавливаются многими заводами для своих потребностей. Мощность трансформаторов 500 и 1000 кВ-А, частота 2,5 и 8 кГц. Трансформатор ТВД-3 имеет дисковые первичные и вторичные обмотки, что обеспечивает хорошее использование меди. Трансформатор имеет 44 ступени трансформации за счет переключения первичных и вторичных витков. Мощность 2000 кВ-А, частота 2,5-8 кГц [41].

^Электрическая энергия в начальный период использовалась неосновном для освещения. Система переменного тока была впервые применена П. Н. Яблочковым (1876 г.) для питания созданных им электрических свечей. Совместно с инженерами завода Грамма им был сконструирован и построен многофазный генератор переменного тока с рядом кольцевых несвязанных обмоток, обеспечивающих питание групп свечей. В цепи обмоток включались последовательно первичные обмотки индукционных катушек, от вторичных обмоток которых получали питание группы свечей. С помощью этих катушек, являющихся трансформаторами с разомкнутой магнитной цепью, был впервые решен вопрос о возможности дробления энергии, поступающей от источника переменного тока. В дальнейшем трансформаторы выполнялись с замкнутой магнитной цепью (О. Блати, М. Дерн, К. Циперновский).

Схема опыта короткого замыкания изображена на 8.10, а. Значение полного сопротивления обмоток трансформатора ZK составляет всего 5—15% сопротивления нагрузки, и если бы вторичная обмотка оказалась замкнутой накоротко при номинальном напряжении на первичной обмотке, то в обмотках трансформатора возник бы опасный для обмоток ток, больший номинального примерно в 10 — 20 раз.

Пуск двигателя с фазным ротором (контактными кольцами) ( 10.22) осуществляется подключением обмотки статора к сети с предварительно введенными в цепь ротора добавочными резисторами гд. По мере разгона двигателя резисторы сд с помощью движка выводятся и по окончании пуска сопротивление резистора обращается в нуль, а обмотка ротора оказывается замкнутой накоротко, как и у двигателя с короткозамк-нутым ротором. Введение добавочного сопротивления в цепь ротора при пуске асинхронного двигателя с контактными кольцами позволяет увеличить пусковой момент вплоть до максимального значения и одновременно значительно снизить пусковой ток. Это является одной из главных причин, почему вместо

Токи обмоток статора, подключенных к трехфазной сети, возбуждают в машине вращающееся магнитное поле статора, которое индуктирует ЭДС в замкнутой накоротко (или пусковыми реостатами) обмотке ротора. Токи ротора, возникающие под действием этой ЭДС, возбуждают вращающееся магнитное поле ротора. Частота и направление вращения этих полей одинаковы, что обусловливает результирующее вращающееся магнитное поле, называемое рабочим полем машины.

При замкнутой накоротко вторичной обмотке этого трансформатора, напряжении иг — 12 в и частоте / = 400 гц ток /t = 0,249 а и мощность Рх = 2,47 в/п.

T"nd; Т"Л9 — постоянная времени демпферной обмотки при замкнутой накоротко обмотке статора соответственно по продольной и поперечной осям

При состоянии равновесия взаимное сопротивление диагоналей равно бесконечности. Поэтому при определении входного и взаимного сопротивлений со стороны одной диагонали вторую можно полагать как разомкнутой, так и замкнутой накоротко.

Вращающееся магнитное поле, пересекая проводники обмотки ротора (см. 8.1, а), индуктирует в них э.д.с., направление которой определено по правилу правой руки и отмечено в одном витке крестиком и точкой. В замкнутой накоротко обмотке ротора возникает ток такого же направления, что и э.д.с. Магнитное поле действует на проводники с током электромагнитной силой Р„, направленной по правилу левой руки.

будут аналогичными при включении на постоянное и синусоидальное напряжения. Надо рассмотреть включения на постоянное напряжение линии без потерь, разомкнутой на конце, нагруженной активным сопротивлением и замкнутой накоротко, показав, как движутся и отражаются от конца и от начала линии волны напряжения и тока. Надо указать, что ъ линии с потерями эти волны постепенно затухают.

• 31. Для заданной линии без потерь рассмотреть переходный процесс три включении разомкнутой и замкнутой накоротко линии на постоянное напряжение.

Токи обмоток статора, подключенных к трехфазной сети, возбуждают в машине вращающееся магнитное поле статора, которое индуктирует ЭДС в замкнутой накоротко (или пусковыми реостатами) обмотке ротора. Токи ротора, возникающие под действием этой ЭДС, возбуждают вращающееся магнитное поле ротора. Частота и направление вращения этих полей одинаковы, что обусловливает результирующее вращающееся магнитное поле, называемое рабочим полем машины.

Токи обмоток статора, подключенных к трехфазной сети, возбуждают в машине вращающееся магнитное поле статора, которое индуктирует ЭДС в замкнутой накоротко (или пусковыми реостатами) обмотке ротора. Токи ротора, возникающие иод действием этой ЭДС, возбуждают вращающееся магнитное поле ротора. Частота и направление вращения этих полей одинаковы, что обусловливает результирующее вращающееся магнитное поле, называемое рабочим полем машины.