Главная Движение носителей электрических зарядов



закону Кирхгофа

E2=hr2 +/12Х2+12Га

(11.89)

и уравнению токов трансформатора. Чем меньше ток /о, тем меньше угол 5j и тем ближе по значениям токи /i и J. При токе Iq, равном нулю, угол 5,- = О и векторы Ii и i2 совпадают по фазе, т. е. при этом условии формула (11.88) не дает погрешностей при вычислении тока Ii. Из-за того, что ток /о ф О, возникают: погрешность по току (%)

Аг = Khk - -100 (11.90)

и угловая погрешность 6,-, равная углу сдвига фаз между векторами ii и i2. Угловая погрешность, как правило, составляет 20- 120 утл. мин и считается положительной, если вектор jj опережает вектор ii. Для уменьшешя погрешностей измерений необходимо уменьшать Iq, применяя те же методы, что и в трансформаторах напряжения.

Вторичная обмотка трансформатора тока в отсутствие измерительных приборов должна быть накоротко замкнута специальной перемычкой. При размыкании вторичной цепи трансформатора ток Ii практически не изменяется и не зависит от тока I2, как это имеет место в силовых трансформаторах. Поэтому в трансформаторах тока при размыкании вторичной цепи ток ly становится намагничивающим, т. е. /iWi = /qWi. Однако когда вторичная обмотка накоротко замкнута или в нее включены измерительные приборы, м. д. с. IqWi составляет доли процента от Iw. Следовательно, при размыкании вторичной обмотки происходит многократное увеличение м. д. с. трансформатора тока и, как следствие, сильное (в сотни раз) возрастание магнитного потока в ферромагнитном сердечнике. Как следствие, магнитные потери в стали резко увеличиваются, в результате чего сердечник трансформатора может перегреться, а трансформатор - сгореть. Кроме того, может значительно повыситься напряжение (до нескольких сотен или тысяч вольт) на разомкнутьгх зажимах вторичной обмотки, так как э. д. с. £2 = [/20 пропорциональна магнитному потоку.





Следовательно, трансформатор тока при разомкнутой вторичной цепи представляет опасность для обслуживающего персонала, а увеличение магнитных потерь в стали и э. д. с. £2. вместе взятые, могут привести к пробою изоляции и, как следствие, к короткому замыканию на землю со стороны высокого напряжения.

Глава 12

АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

§ 12.1. Общие сведения об электрических машинах

Электрические машины - это электромеханические устройства, которые преобразуют механическую энергию в электрическую или электрическую в механическую. Электрические машины, преобразующие механическую энергию в электрическую, называются электромашинными генераторами. Электромашинные генераторы, в частности- трехфазные синхронные генераторы, устанавливают на всех электростанциях, входящих в энергетические системы. Они являются, таким образом, основными источниками электрической энергии.

Электрические машины, преобразующие электрическую энергию в механическую, называются электрическими двигателями. Электрические двигатели по установленной мощности являются основными потребителями электрической энергии.

Электрические машины обладают свойством обратимости, т. е. одна и та же электрическая машина может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Электрические машины могут быть также электромагнитным тормозом или выполнять некоторые специальные функции, например в системах автоматического управления служить исполнительными двигателями, тахогенераторами, индукционными машинами синхронной связи (сельсинами).

Наибольшее распространение в промьш1ленности получили дешевые, простые в изготовлении и обслуживании, долговечные трехфазные асинхронные двигатели. Применяются также трехфазные синхронные двигатели. Следует отметить, что асинхронные машины применяют, как правило, только в качестве двигателей. Синхронные машины применяются как в качестве двигателей, так и в качестве генераторов. Синхронные генераторы, применяемые на электростанциях, достигают мощности до 1 млн. кВт.

Основным недостатком простых в изготовлении и эксплуатации асинхронных трехфазных двигателей является трудность регулирования их частоты вращения. В тех случаях, когда необходимо по условиям работы двигателя регулировать частоту его вращения в широких пределах, применяют более сложные в изготовлении, но легко регулируемые электрические двигатели постоянного тока.

Для расширения возможностей регулирования частоты вращения электрических двигателей переменного тока их снабжают коллектором



(коллекторные машины переменного тока). Универсальные коллекторные двигатели, которые могут работать как на постоянном, так и однофазном переменном токе, широко используют в устройствах автоматики и различных электрических бытовых приборах.

Для изменения числа фаз, частоты переменного тока, для преобразования постоянного напряжения в переменное или, наоборот, переменного в постоянное применяют различные электромашинные преобразователи частоты. К таким преобразователям относятся синхронные преобразователи частоты, у которых вал синхронного двигателя механически соединен с валом синхронного генератора.

§ 12.2. Вращающееся магнитное поле

Любая электрическая машина состоит из двух основных частей: статора (неподвижная часть) и ротора (вращающаяся часть). Трехфазные асинхронные и синхронные двигатели имеют на статоре три фазные обмотки, по которым проходят токи, поступающие из трехфазной сети. Эти токи, проходя по обмоткам статора, возбуждают в двигателе вращающееся магнитное поле.

На любое электропроводящее тело или магнит, помещенный в такое поле, действует вращающий момент. Это и положено в основу принципа действия электрических двигателей переменного тока, многих измерительных приборов и аппаратов регулирования и управления.

Вращающееся магнитное, поле можно получить с помощью двух одинаковых катушек, питаемых переменным током, если их оси сдвинуты в пространстве относительно друг друга на угол к/2, а также с помощью трех одинаковых катушек, оси которых сдвинуты в пространстве на угол 2п/3, если питать эти катушки от симметричной трехфазной системы токов. Вектор магнитной индукции каждой катушки (фазы) всегда направлен по ее оси (рис. 12.1, а). Если через катушку пропустить переменный синусоидальный ток, то вдоль оси создается переменное магнитное поле, изменяющееся во времени по синусоидальному закону (рис. 12.1, б). В самом деле, если принять для некоторого момента времени t направление тока таким, как показано на рис. 12.1, а, то согласно правилу правоходового винта магнитный поток и магнитная индукция В


Рис. 12:1



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 [69] 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148


0.0237