История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Топ:
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Интересное:
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Дисциплины:
2018-01-13 | 431 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Автотрансформаторы
В автотрансформаторе имеется только одна обмотка, намотанная на замкнутый стальной сердечник. У понижающего автотрансформатора часть первичной обмотки является его вторичной обмоткой.
Автотрансформаторы могут служить как для понижения, так и для повышения напряжения. Выполняются они для небольших коэффициентов трансформации k= = 1,25÷2.
Если к первичной обмотке АХ с числом витков w 1 подвести напряжение U1, а вторичную обмотку аХ оставить разомкнутой, то ток, проходя по первичной обмотке, создаст магнитный поток Ф1, который будет индуктировать в каждом витке обмотки э. д. с. ев (рис. 150, а). Тогда э. д. с. в обмотке АХ будет равна Е1 = w1eв, а в части обмотки аХ Е2 = w2eв. Отношение э. д. с, индуктированных в обмотках АХ и аХ, как известно, есть коэффициент трансформации
Если к части обмотки аХ подсоединить нагрузку zнг (рис. 150, б), то в цепи нагрузки потечет ток I 2. Пренебрегая потерями в автотрансформаторе, можно написать такое равенство
т. е. энергия, подведенная к автотрансформатору, равна энергии, полученной от него.
Тогда
так же как и в трансформаторе.
Ток нагрузки I 2 состоит из двух составляющих: тока сети I1 (рис. 150, д) и тока Iр (рис. 150, г).
На участке обмотки аХ протекает разность токов
Это дает возможность выполнять обмотку аХ из провода небольшого сечения.
Так как I 2 = I1 + IР (рис. 150, в), то, умножив обе части уравнения на U2, получим
т. е. мощность вторичной обмотки состоит из двух составляющих — электрической Sэл, поступающей из сети, и электромагнитной SЭМ, поступающей из вторичной обмотки аХ, куда она передается электромагнитным путем через магнитный поток Ф. Так как электромагнитным путем во вторичную обмотку передается только часть мощности, то это позволяет уменьшить сечение магнитопровода, что дает экономию стали и снижает потери в ней. При уменьшении сечения магнитопровода сокращается средняя длина одного витка и общее количество меди, расходуемой на обмотку.
|
Электрические потери в обмотках автотрансформатора значительно меньше, чем в обмотках соответствующего трансформатора, так как в первом только одна обмотка, а не две, и во вторичной обмотке протекает разность токов. Величина потерь короткого замыкания по сравнению с аналогичными потерями в соответствующем по мощности трансформаторе равна
где Рка — потери в меди автотрансформатора (вт);
Рктр — потери в меди соответствующего ему по мощности трансформатора (вт); ka - коэффициент трансформации автотрансформатора. Автотрансформатор может быть использован в качестве повышающего, и в этом случае по части обмотки АХ течет разность токов (рис. 151, а)
откуда
Величину результирующего токадля понижающего автотрансформатора можно найти по формуле
а для повышающего автотрансформатора:
Автотрансформаторы применяют при пуске крупных синхронных и асинхронных двигателей для понижения подводимого к ним пускового напряжения, а также в лабораториях и в быту для повышения напряжения сети.
Имеются автотрансформаторы, у которых вторичное напряжение можно плавно регулировать, перемещая скользящий контакт по обмотке, которая в месте движения щетки очищена от изоляции. По такому принципу устроен
автотрансформатор типа ЛАТР — лабораторный автотрансформатор (рис.152). Автотрансформаторы, применяемые для повышения напряжения в быту, имеют переключатели, которыми можно изменять число витков вторичной обмотки и ступенчато регулировать напряжение на выходе автотрансформатора (рис. 153, а). При номинальном напряжении в сети переключатель П устанавливают на зажим 4 и автотрансформатор находится в режиме холостого хода.
|
При значительном снижении напряжения в сети эта схема дает мало эффекта, так как ток и магнитный поток снижаются и повышение напряжения получается незначительным. В таких случаях лучше применить схему с регулированием числа витков первичной обмотки (рис. 153, б). При снижении напряжения переключатель П устанавливают на зажимы 1, 2 или 3 в зависимости от степени снижения напряжения, а при номинальном напряжении в сети на зажим 4.
Трехфазный автотрансформатор обычно соединяют в звезду (рис. 154).
Таким образом, автотрансформаторы по сравнению с трансформаторами имеют следующие преимущества: меньший расход материала, меньший вес, меньшие размеры, меньшие потери, более высокий к. п. д., меньшую стоимость.
Наряду с преимуществами у автотрансформаторов имеются следующие недостатки:
а) напряжение сети попадает во вторичную обмотку, поэтому автотрансформаторы не могут применяться в качестве понижающих с точки зрения техники безопасности, например для местного освещения станков;
б) малое значение напряжения короткого замыкания и соответственно большие токи короткого замыкания;
в) незначительные коэффициенты трансформации, не выше 2, так как при коэффициентах трансформации выше 2 автотрансформаторы невыгодны.
Пример. Понижающий однофазный автотрансформатор, подключенный к сети напряжением U 1 = 220 в, имеет число витков первичной обмотки w 1 = 500, коэффициент трансформации k= 2, ток в первичной обмотке I 1 = 10 а.
Определить для него напряжение на зажимах вторичной обмотки U2, число витков вторичной обмотки w2, ток нагрузки I 2, ток в общей части обмотки Iр, мощность вторичной обмотки S2, мощности электрическую Sэл и электромагнитную Sэм, определить, во сколько раз будут меньше потери в меди для данного автотрансформатора по сравнению с трансформатором, имеющим такие же данные. При решении задачи током холостого хода пренебречь, cos ф2 = 1.
Решение. Напряжение на вторичной обмотке
Число витков вторичной обмотки
Ток нагрузки
Ток в общей части обмотки
Потери в меди уменьшаются в
т. е. в 2 раза.
Мощность нагрузки
Электрическая мощность
Электромагнитная мощность
|
|
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!