холостого ходу
У цьому досвіді до первинної обмотці підключають номінальну напругу. До вторинної - вольтметр V2 (див. Рис. 1.25.), Який має дуже великий опір, тому вважають I2 = 0, а I1 - мінімальний і дорівнює I1 0,05 I1н. Тому з досвіду Х.Х. визначаються:
1. Коефіцієнт трансформації
- для понижувального трансформатора,
- для підвищувального трансформатора.
2. Потужність втрат в сталі (муздрамтеатрі) трансформатора
При I2 = 0 і мінімальному I1 втратами в обмотках (міді) нехтують, тому ватметр W показує потужність втрат в стали
Так як величини Фm і f не залежить від навантаження трансформатора, то іРст не залежить від величини навантаження (струму I2). Отже, Рст = const.
2. Досвід короткого замикання
У цьому досвіді вторинна обмотка замикається накоротко, а напруга U1 на первинній обмотці встановлюють такої величини, щоб струм в ній дорівнював номінальному I1 = I1Н (див. Рис. 1.26.).
З досвіду К.З. знаходять:
1. Напруга короткого замикання, яке зазвичай одно:
2. Втрати в міді (обмотках)
Оскільки U1K U1H. то і ФК ФН. отже, втратами в сталі можна знехтувати і вважати, що вся потужність, споживана трансформатором в режимі К.З. виділяється у вигляді тепла на активних опорах обмоток
Втрати в міді, на відміну від втрат в сталі, залежать від навантаження трансформатора. Позначимо, где- коефіцієнт навантаження і визначимо втрати в міді при навантаженні, відмінною від номінальної:
Номінальна потужність трансформатора. Під номінальною потужністю SН розуміють потужність, яку він здатний передати навантаженні, що не нагріваючись вище допустимої для нього температури.
При розрахунках, враховуючи високий ККД трансформаторів (90% і вище), вважають, що повна потужність вторинної ланцюга дорівнює повній потужності первинної ланцюга.
Отже, у скільки разів напруга вторинної обмотки менше напруги первинної, в стільки ж разів струм вторинної обмотки більше струму в первинній обмотці, тобто в До раз (або менше - для трансформатора).
Розрахунок ККД трансформатора за даними дослідів Х.Х. І к.з.
;
.
Для трифазного трансформатора активна потужність, споживана симетричним навантаженням, дорівнює:
де РФ2 - потужність, споживана навантаженням кожної фази.
Для схеми з'єднання "зірка": IФ2 = I2 ;;
де I2 і U2 - лінійний струм і лінійну напругу.
Для схеми з'єднання "трикутник":; UФ2 = U2.
Отже, незалежно від схеми з'єднання:
.
Помноживши на 3, отримують:
,
При I2 = I2H; U2 = U2H номінальну потужність трифазного трансформатора визначають так:
.
Її можна виразити через I1Н і U2Н:
.
1.2.4. Електричні машини
До них відносяться генератори і двигуни. Генератори - це перетворювачі механічної енергії в електричну. Практично вся електроенергія в даний час виробляється генераторами гідро-, теплових і атомних станцій у вигляді електричної енергії трифазного змінного струму. У зв'язку з цим найбільшого поширення завдяки низькій вартості, простоті і надійності конструкції отримали асинхронні двигуни.
Двигуни постійного струму дорожче і складніше у виготовленні, але дають змогу одержувати високі швидкості обертання валу (до декількох десятків тисяч об / хв) і допускають відносно просте регулювання швидкості в широких межах.
Основними частинами будь обертається електричної машини є ротор і статор.
Двигуни постійного струму (ДПТ). Містять статор з явно вираженими полюсами, на яких розташована обмотка збудження і обертається якір з обмоткою, що містить до декількох десятків секцій, з'єднаних між собою. Кінці секцій підключені до ізольованим один від одного колекторним пластин, через які, за допомогою що ковзають по ним графітових щіток, до обмотки якоря підводиться постійний струм I я.
Рівняння електричного стану двигуна має вигляд
де: R я - активний опір обмотки якоря;
СE - конструктивна стала ЕРС машини;
n - частота обертання якоря;
Ф - потік збудження машини.
При взаємодії потоку збудження Ф і струму якоря I я. виникає крутний момент М.
де: СМ - конструктивна стала моменту машини.
Зв'язок частоти обертання з струмом якоря двигуна визначається швидкісний характеристикою:
де: n0 = U / cE Ф - швидкість холостого ходу;
n = Rя Iя / СE Ф зниження швидкості обертання якоря двигуна під навантаженням через падіння напруги на R я.
В
Якщо потужність двигуна виражена в (кВт), а частота обертання в (об / хв), то момент двигуна в (Нм) буде визначатися формулою M = 9550 P / n.
Д
На рис. 1.28 показані схеми підключення ДПТ: а) з незалежним збудженням, б) з паралельним збудженням. З рис. 1.28, б випливає, що струм, споживаний ДПТ з паралельним збудженням від мережі U