Файл: Пиотровский Л.М. Электрические машины учебник.pdf

тока / в. В начальной части характеристики имеет место резкий скачок напря­ жения от значения f/B= 1,35 UHпри холостом ходе до значения U„ = 1,17 UH при нагрузке, составляющей примерно 1% от номинальной, т. е. на 18%. Это объясняется тем, что при очень малых токах нагрузки уравнительная катушка не получает необходимого для ее работы намагничивающего тока и этим как бы выключается из схемы. В этих условиях выпрямитель работает как шести­ фазный с повышенным напряжением. Чтобы снять этот пик напряжения к вы­ прямителю, присоединяют балластное сопротивление, которое обеспечило бы нагрузку порядка 1 %, пли же пользуются специальным трансформатором, намагничивающим уравнительную катушку.

Напряжение короткого замыкания трансформатора для ртутного выпрями­ теля по схеме на рис. 17-3 составляет 5—8%. К. п. д. трансформаторов для ртутных выпрямителей несколько меньше, а масса несколько больше, чем транс­ форматоров обычного типа.

17-4. Сварочные трансформаторы

Сварочные трансформаторы имеют различные характеристики и конструк­ тивное оформление в зависимости от вида сварки (дуговая, стыковая, шовная или точечная). Здесь имеются в виду только трансформаторы для дуговой сварки.

Сварочный трансформатор должен иметь достаточное для зажигания дуги напряжение холостого хода порядка 60—70 в и круто падающую внешнюю

Для получения требуемой внешней характеристики сварочные трансформа­ торы выполняются с относительно большим рассеянием или в самом трансфор­ маторе, пли в отдельном дросселе.

Регулирование сварочного тока может производиться: ступенями — путем переключения секций одной пли нескольких обмоток или плавно — посредством изменения магнитного сопротивления самого трансформатора или соединенного с ним дросселя.

На рис. 17-4 показана принципиальная схема сварочного трансформатора. Дроссель вынесен пз трансформатора, т. е. составляет отдельную часть уста­ новки, и имеет зазор, величину которого можно изменять в пределах примерно 6—7 мм, чем и осуществляется регулирование сварочного тока. Данные транс­ форматора СТЭ-35: мощность 30 кв-а; напряжение: первичное 220 в или 380 в; вторичное при холостом ходе — 60 в; пределы регулирования сварочного тока 150—500 а; номинальное напряжение при нагрузке — 30 в.

Кроме трансформатора СТЭ-34, выполняются сварочные трансформаторы на 1000 и 2000 а с дросселями, встроенными в кожух трансформатора.

17-5. Измерительные трансформаторы

При напряжениях больше 250 в и токах, превышающих несколько десятков ампер, все измерительные приборы переменного тока включаются через измери­ тельные трансформаторы. Различают трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.

А. Трансформаторы тока. Первичная обмотка трансформатора тока состоит из одного или нескольких витков относительно большого сечения и включается последовательно в цепь, ток которой измеряется (рис. 17-5). Вторичная обмотка состоит из большого числа витков сравнительно малого сечения и замыкается

243

на приборы с малым сопротивлением — амперметры, последовательные обмотки ваттметров, счетчиков и т. д. Таком образом, рабочий режим трансформатора тока представляет собой практически режим короткого замыкания.

Трапсформаторы тока изготовляются па номинальные первичные токи в пре­

маторы тока конструктивно оформлены весьма различно. В целях безопасности вторичная обмотка должна быть надежно заземлена.

Следует особо подчеркнуть, что вторичную обмотку ни в коем случае нельзя оставлять разомкнутой при включении трансформатора или размыкать ее при работе. В этом случае трансформатор попадает в режим холостого хода. Индук­ ция в сердечнике возрастает во много раз но сравнению с ее нормальным зна­

тока приобретают значительные размеры. Правда, по мере усовершенствования конструкции удается сильно уменьшить размеры такого трансформатора.

Б. Трансформаторы напряжения. Условия работы трансформаторов напря­ жения соответствуют работе трансформаторов в режиме холостого хода. Вторич­ ное напряжение трансформатора U2 НО в. Чтобы допускаемая погрешность трансформатора не выходила за определенные пределы, намагничивающий ток трансформатора должен быть ограничен. Для этого сердечник трансформатора

напряжения делятся на четыре класса точности — 0,2; 0,5; 1 и 3 н выполняются как в виде однофазных трансформаторов на номинальные мощности до 1000 в ■а, так и в виде трехфазных трансформаторов на мощности до нескольких кило­ вольт-ампер.

При повышенных напряжениях трансформаторы напряжения представляют собой сложные электромагнитные аппараты, которые должны обеспечить необ­

представляет собой каскад пз 12 элементов, собранных в три отдельных блока, зашунтпрованных емкостями для более равномерного распределения напря­ жения между элементами. Сердечники с обмотками каждого блока помещены в отдельные фарфоровые кожухи, заполненные маслом. В такие же кожухи помещены емкости.

17-6. Трансформаторы с регулированием напряжения под нагрузкой

Одна из ответственных задач при работе мощной электроэнергетической системы состоит в наиболее экономичном распределении активной и реактивной мощности между отдельными звеньями системы путем регулирования ее нанря-

244

жешш в соответствующих точках. Это достигается с помощью трансформаторов со ступенчатым регулированием напряжения под нагрузкой путем переключения имеющихся для этой цели ответвлений от обмоток. Обычное число регулировоч­ ных ступеней 8—10, но может быть доведено до 16—20. Переход под нагрузкой с одной ступени напряжения на другую должен происходить без разрыва рабо­ чей цепи. Пріт этом регулировочная ступень обмотки на время переключения замыкается накоротко. Для ограничения возникающего в этой ступени тока короткого замыкания применяются реакторы или активиые сопротивления.

Втрансформаторах большой мощности и высокого напряжения регулиро­ вание напряжения под нагрузкой осуществляется с помощью трансформаторов добавочного напряжения с переменным коэффициентом трансформации. Однако ио сравнению с первым этот способ менее экономичен.

ВСССР трансформаторы с регулируемым под нагрузкой напряжением линий и сетей изготовляются мощностью до сотен тысяч киловольт-ампер.

Плавное регулирование напряжения под нагрузкой осуществляется с отно­

сительно большим трудом, чем ступенчатое. Для этой цели на подстанциях и в лабораторных установках применяются поворотные автотрансформаторы, пред­

обрели регулировочные трансформаторы, работающие по автотрансформаторной схеме. В таких трансформаторах обмотка располагается на сердечнике в один слой и выполняется из неизолированного провода. По обмотке скользят щетки специальной конструкции, причем ширина щетки должна быть такой, чтобы переход с витка на виток происходил без разрыва рабочей цегш. Для ограниче­ ния тока короткого замыкания, возникающего в этом случае в перекрываемых щеткой витках обмотки, щетка может быть выполнена из ряда контактов, соеди­ ненных между собой активными сопротивлениями, пли из угля с таким расчетом, чтобы ее поперечное сопротивление было достаточно для ограничения тока короткого замыкания, а продольное не вызывало чрезмерно большего падения напряжения при протекании нагрузочного тока. Число витков обмотки выби­ рается так, чтобы на виток приходилось 0,5—1 в и чтобы, следовательно, регу­ лирование напряжения происходило плавно. Регулировочные трансформаторы выполняются на мощности до 100 кв-а с числом щеток от 10 до 30 при нагрузке на щетку до 40 а.

17-7. Пиковые трансформаторы

Для управляемых ионных приборов и в схемах некоторых радиоустройств требуется напряжение с крутым фронтом волны в виде пика. Такое напряжение может быть получено от специального — пикового трансформатора. В § 12-3 было показано, что при уплощении линии изменения магнитного потока в сер­ дечнике форма э. д. с. заостряется. Уплощение потока может быть выполнено во всем насыщенном сердечнике за счет ограничения намагничивающего тока или только в части сердечника за счет местного насыщения и устройства маг­

нитных шунтов для значительного _увеличения потока рассеяния первичной обмотки.

В первом случае последовательно с первичной обмоткой трансформатора включается дроссель с неизменной индуктивностью L, который ограничивает намагничивающий ток (рис. 17-6, а).

На рис. 17-6, б представлены магнитные характеристики (т. е. зави­ симости потока ер от намагничивающей силы iw) сердечника трапсформатора (линия 1) и дросселя (линия 2). Для упрощения не учитываются активные сопро­ тивления обмоток. Если предположить, что числа витков дросселя и первичной обмотки трансформатора одинаковы, то при синусоидальном приложенном напряжении иг сумма потоков дросселя и трансформатора должна быть также синусоидальна.

Зависимость суммы потоков от намагничивающей силы представлена ли­ нией 3, а изменение этой суммы во времени — линией 4 на рис. 17-6, б. Измене­ ние потока в сердечнике трансформатора показано линией 5, которая имеет

245