Файл: Иванько, В. Ф. Пультовщик сталеплавильной электропечи учеб. пособие.pdf

б) трехфазные асинхронные двигатели находят мас­ совое применение из-за своей экономичности и просто­ ты; для их питания необходим трехфазный ток;

в) мгновенная мощность трехфазного тока при рав­ номерной нагрузке не зависит от времени, тогда как однофазныйk>ток имеет пульсирующуюо мощность.

о "Л

— у ѵ _XX

к, ГТ7 W

Трехфазной симметричной называется система трех э.д.с. одинаковой частоты и амплитуды и сдвинутых между собой по фазе на угол 120° или 2я/3. Если э.д.с. одной фазы трехфазной системы принять за исходную и считать ее начальную фазу равной нулю, то выраже­ ния мгновенных значений трех э.д.с. следующие:

Ет sin wt;

ев = Е т ;-sin(ûtf— 120°); ес = £m sin(ûrf — 240°).

Выражение для ес можно записать и иначе: ес = Ет sin (at + 120°).

На рис. 27 представлены график изменения э. д. с. трехфазной системы и векторная диаграмма.

82

Фазным называют ток, который протекает по фазе (обмотке) источника или приемника, обозначают Іф. Линейным называют ток, протекающий в линии, обоз­ начают /. Тогда при соединении звездой независимо от нагрузки фазный ток всегда равен линейному. При сое­ динении треугольником и симметричной нагрузке со­ отношение между линейным и фазным током будет сле­ дующее:

Применяя же первый закон Кирхгофа для трехпроводной цепи трехфазного тока при соединении звездой и треугольником независимо от нагрузки, можно запи­ сать следующую закономерность для токов всех трех фаз:

Векторная сумма трех линейных токов равна нулю. Если же имеется четырехпроводная система при сое­ динении звездой, то зависимость между токами на ос­

новании первого закона Кирхгофа следующая:

Но если нагрузка будет симметричная, то по четвер­ тому проводу ток протекать не будет, в этом случае векторная сумма трех фазных токов дает нуль.

Мощность и энергия трехфазного тока. При симмет­ ричной нагрузке трехфазной цепи мощность трехфаз­ ного тока можно определить как утроенную мощность в одной фазе:

Если же напряжение и ток выражать через линей­ ные значения, то при соединении звездой иф = U/y 3; а /ф = /, тогда

84

Значения реактивной и полной мощностей получают­ ся аналогично:

ются умножением мощности на время і (если мощность не изменяется) :

При несимметричной нагрузке мощность и энергию нужно рассчитывать для каждой фазы отдельно, а затем суммировать (фазы обознача-ем индексами А, В, С):

§ 6. ТРАНСФОРМАТОРЫ

Трансформатором называется электромагнитный ап­ парат, служащий для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в элект­ рическую энергию другого напряжения при неизменной частоте. Такое преобразование необходимо для умень­ шения электрических потерь при передаче электриче­ ской энергии на большие расстояния. Имеются и другие задачи, когда производится преобразование электриче­ ской энергии одного напряжения в другое (сварочные трансформаторы, электропечные, измерительные и т. п.).

экономически целесообразно передавать по линии пере­ дач электрическую энергию. Так, от Волжской ГЭС им. В, И. Ленина электроэнергия в Москву передается напряжением 500000 е. При меньших расстояниях меж­ ду потребителем и станцией используются напряжения: 35000, 110000, 220000, 330000 е.

85

С ростом мощностей электростанций и увеличением

ющие. Такие трансформаторы, применяемые в электри­ ческих сетях при передаче электроэнергии от станции к потребителю, называют силовыми. Но трансформаторы различных назначений имеют в принципе действия об­ щие закономерности, работают на принципе взаимной индукции.

Устройство простейшего трансформатора небольшой мощности приведено на рис. 28. Трансформатор имеет замкнутый стальной сердечник / для увеличения вели­ чины магнитного потока. Сердечник набран из отдель­ ных изолированных лаком листов трансформаторной стали толщиной 0,50—0,35 мм. Потери на вихревые то­ ки в стали пропорциональны квадрату толщины листа, поэтому сердечник трансформатора набирается из тон­ кой листовой стали.

Две обмотки плотно закреплены на сердечнике и изолированы между собой и от сердечника изоляцией

86

(обычно для изоляции небольших трансформаторов применяют Прессшпан). К первичной обмотке подводит­ ся электрическая энергия от источника питания, а ко второй обмотке подключается нагрузка или линия пере­ дачи. Вторая обмотка называется вторичной.

Рассмотрим явления, происходящие в трансформа­ торе при режиме холостого хода, т. е. когда разомкнута вторичная обмотка, а первичная включена в источник.

Если первичная обмотка с числом витков W\ вклю­ чена в сеть с напряжением U\, то по ней проходит пер­ вичный ток, который в режиме холостого хода называ­ ют током холостого хода / 0 и он составляет 3—10% от тока соответствующего номинальной нагрузке. Ток, про­ ходящий по первичной обмотке, вызывает переменный магнитный поток Ф, замыкающийся по сердечнику. Пе­

Индуктированные э.д.с. пропорциональны магнитному

где коэффициент 4,44 определяется формой синусоиды магнитного потока, а Фт— амплитудное значение маг­ нитного потока.

Если взять отношение индуктированных первичной и вторичной э.д.с, то после сокращения одинаковых чле­

Такое отношение называется коэффициентом транс­ формации трансформатора. При опыте холостого хода вторичный ток равен нулю, падения напряжения во вторичной обмотке трансформатора не происходит и поэтому вторичное напряжение U20 равно э. д. с. Е2. Так как в первичной обмотке ток холостого хода очень мал, то падение напряжения в ней незначительно и можно считать, что U\o~E\.

На основании изложенного, если неизвестно отноше­ ние витков обмоток, коэффициент трансформации оп­ ределяют как отношение первичного напряжения к вто-

87