Электротехника и электроника. - Немцов М.В.
Скачать (прямая ссылка):
7.5. Числа витков первичной и вторичной обмоток понижающего трансформатора равны Wx = 300 и W2 = 50. Чему равен коэффициент трансформации трансформатора?
Ответ: 6.
7.6. Числа витков первичной и вторичной обмоток повышающего трансформатора равны Wx = 40 и W2 = 120. Чему равен коэффициент трансформации трансформатора?
Ответ: 3.
7.7. Какие правила необходимо соблюдать при включении трансформаторов на параллельную работу?
7.8. В чем конструктивное различие стержневых и броневых трансформаторов?
7.9. Почему режим холостого хода для измерительного трансформатора тока является аварийным?
Рис. 7.29
ГЛАВА 8
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ СИНУСОИДАЛЬНОГО
ТОКА
8.1. Общие сведения
Электрические машины синусоидального тока (асинхронные и синхронные) характеризуются тем, что в них возбуждается вращающееся магнитное поле.
Асинхронная машина (двигатель и генератор) — это машина, в которой ее подвижная часть вращается асинхронно, т.е. с частотой вращения, отличной от частоты вращения магнитного поля. Асинхронные машины применяются в основном в качестве двигателей.
Основное достоинство асинхронного двигателя — простота его конструкции и низкая стоимость. В машине отсутствуют какие-либо легко повреждающиеся или быстро изнашивающиеся электрические части.
Основной недостаток — сложное и неэкономичное регулирование режимов работы.
Синхронная машина (двигатель и генератор) — это машина, в которой ее подвижная часть вращается синхронно, т.е. с частотой вращения, совпадающей с частотой вращения магнитного поля. Синхронные машины применяются в основном в качестве генераторов для выработки электрической энергии на электростанциях. Единичная мощность современных электрогенераторов достигает 1500 MB • А.
8.2. Устройство трехфазной асинхронной машины
Трехфазная асинхронная машина состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора.
Конструкция статора. Статор асинхронной машины представляет собой полый цилиндр, собранный из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга слоем лака (рис. 8.1, а). В пазах на внутренней стороне статора размещаются обмотки трех фаз. Обмотка каждой фазы содержит одну или несколько катушечных групп, соединенных последовательно и расположенных вдоль окружности статора на равном расстоянии друг от друга. На
179
а
б
в
Рис. 8.1
рис. 8.1, t5 показано расположение в пазах статора обмотки одной фазы, состоящей из двух катушечных групп. Здесь А — начало, а X — конец обмотки.
Обмотки фаз соединяются между собой звездой или треугольником и подключаются к трехфазной сети. Токи в обмотках фаз возбуждают в машине вращающееся магнитное поле статора с числом пар полюсов р, равным числу катушечных групп в обмотке одной фазы. Это достигается взаимным расположением обмоток фаз, при котором катушечные группы обмотки одной фазы сдвинуты по окружности статора относительно катушечных групп
(2 ^ '
обмотки соседней фазы на угол
J71 V-5
P- В частности, для об-
мотки четырехполюсной машины (р = 2) этот угол равен п/З (на рис. 8.1, б штриховой линией отмечены пазы статора для обмоток фаз В и Q.
Для укладки многовитковой катушечной группы в пазах статора ее разделяют на q последовательно соединенных секций по wc витков в каждой секции. Возможны секции с одинаковым или неодинаковым шагом намотки у. В первом случае стороны каждой секции сдвинуты по окружности статора на угол к/р, что соответствует одному полюсному делению у=х, т.е. длине окружности статора, приходящейся на один полюс (рис. 8.1, в),
x = nD/(2p), (8.1)
где D — внутренний диаметр сердечника статора.
Во втором случае секции катушечной группы вложены друг в друга (рис. 8.1, б), т.е. их шаг намотки переменный %<у<%.
Распределение обмоток фаз по нескольким пазам не только улучшает использование цилиндрической конструкции статора, но и обусловливает необходимое распределение магнитного поля в воздушном зазоре между статором и ротором.
180
Сердечник статора изготовляется с открытыми или полуоткрытыми пазами (рис. 8.2, а и б). На рисунке показаны: 1, 4, 5 — изоляционные прокладки; 2 — проводники; 3 — изоляция; 6 — клин. Применение полуоткрытых пазов уменьшает магнитное сопротивление и, следовательно, намагничивающий ток. При открытых пазах упрощается укладка секций и повышается надежность их изоляции.
Конструкция ротора. Ротор асинхронной машины представляет собой цилиндрический сердечник (рис. 8.3, а), собранный из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком. Сердечник ротора насажен на вал, закрепленный в подшипниках. В пазах сердечника ротора располагаются витки обмотки ротора. Различают ротор с короткозамкнутой обмоткой и фазный ротор.
а 6 в
Рис. 8.3
181
Рис. 8.4
Ротор с короткозамкнутой обмоткой применяется в большинстве двигателей. Он имеет низкую стоимость и прост в обслуживании. Обмотка такого ротора выполняется в виде цилиндрической клетки (рис. 8.3, б) из медных или алюминиевых стержней, которые без изоляции укладывают в пазы сердечника ротора. Концы стержней замыкаются на торцах ротора кольцами из того же материала, что и стержни («беличье колесо»). Часто такая обмотка изготовляется путем заливки пазов сердечника ротора расплавленным алюминием.
