Номинальные величины источников и приемников. Режимы работы электрических цепей

Каждый приемник электрической энергии характеризуется номи­нальными величинами, которые приводятся в справочной литературе, на щитке, прикрепленном к корпусу и др.

К номинальным величинам приемников относят номинальное на­пряжение U _н мощность Р_н и ток I _н (например, на лампах накаливания имеется штамп, в котором указывается номинальное напряжение и мощ­ность).

В качестве номинальных величин аккумуляторов указываются на­пряжение и емкость (в ампер-часах), которая показывает, какое количество электричества может пройти через аккумулятор, пока его напряжение не снизится до некоторого минимального значения.

Электрические цепи могут работать в различных режимах.

Номинальный режим работы какого-либо элемента электрической цепи (источника, приемника) считается такой режим, в котором данный элемент работает при номинальных величинах.

Согласованным называется режим, при котором мощность, отдавае­мая источником или потребляемая приемником, имеет максимальное зна­чение. Максимальные значения мощностей получаются при определенном соотношении (согласовании) параметров ЭЦ.

Под режимом холостого хода (ХX) понимается такой режим, при котором через источник или приемник не протекает ток. При этом источ­ник не отдает энергию во внешнюю цепь, а приемник не потребляет ее.

Режимом короткого замыкания (КЗ) называется режим, возни­кающий при соединении между собой без какого-либо сопротивления (на­коротко) зажимов источника или иных элементов электрической цепи, ме­жду которыми имеется напряжение.

Режим короткого замыкания может быть следствием нарушения изо­ляции, обрыва проводов, ошибки оператора при сборке электрической це­пи и др. При коротком замыкании могут возникнуть недопустимо большие токи, электрическая дуга, что может привести к тяжелым последствиям, поэтому режим короткого замыкания является аварийным.

Линейные однофазные электрические цепи синусоидального тока

3.1. Основные величины, характеризующие синусоидальные ток, напряжение и ЭДС

Этими основными величинами являются:

- мгновенное значение;

- амплитудное значение;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электрические трансформаторы

Общие сведения

Электрический трансформатор - электромагнитное устройство, пре­образующее напряжение и ток одного уровня в напряжение и ток другого уровня при неизменной частоте и малой потере мощности.

Генераторы электрических станций вырабатывают электрическую энергию при напряжении 6, 10, 15 кВ, так как на более высокие напряже­ния конструировать электрогенераторы сложно в связи с трудностью обес­печить хорошую изоляцию обмоток.

В то же время в линиях электропередачи применяют напряжения до 110, 220, 400, 500 кВ и более, чтобы уменьшить силу тока в линии, а зна­чит и сечение проводов, что позволяет резко снизить мощность потерь и стоимость линий электропередач.

Таким образом, необходимы повышающие трансформаторы, уве­личивающие напряжение генераторов электрических станций до напряже­ния линий электропередач.

В местах же потребления электрической энергии, на производстве, в быту и так далее необходимы понижающие трансформаторы, чтобы иметь напряжения 380, 220, 127 В и менее.

Электрические трансформаторы имеют высокий коэффициент по­лезного действия, доходящий до 99 % и высокую надежность, так как не содержат движущихся частей.

Изобрел электрический трансформатор в 1876 году П.Н. Яблочков, который в своих работах по электрическому освещению встретился с не­обходимостью обеспечить автономную работу нескольких светильников с разным напряжением от одного генератора.

В 1891 году М.О. Доливо-Добровольским была разработана конст­рукция первого трехфазного электрического трансформатора, после че­го применение электротрансформатора стало резко возрастать.

Простейший однофазный электрический трансформатор (рисунок 6.1) состоит из двух обмоток, размещенных на ферромагнитном маг-нитопроводе, который набран из изолированных друг от друга листов электротехнической стали толщиной 0.3-0.5 мм, с целью уменьшения потерь на вихревые токи (потерь в стали) Р_с.

Обмотка, подключаемая к источнику электрической энергии (генератору) или к линии электропередач (электрической сети) называется первичной (входной). Обмотка, к которой подключается приемник электриче­ской энергии — вторичной (выходной).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обе части асинхронного двигателя собираются из листов электро­технической стали толщиной 0,5 мм. Эти листы для уменьшения потерь на вихревые токи изолированы друг от друга слоем лака.

Неподвижная часть машины называется статором, а вращающаяся -ротором (от латинского stare - стоять и rotate - вращаться).

а)                              б)

1 - статор; 2 - ротор; 3 - вал; 4 - витки обмотки статора; 5 - витки обмотки ротора.

Рисунок 7.5 - Схема устройства асинхронного двигателя: попереч­ный разрез (а); обмотка ротора (б).

В пазах с внутренней стороны статора уложена трехфазная обмотка, токи которой возбуждают вращающееся магнитное поле машины. В пазах ротора размещена вторая обмотка, токи в которой индуктируются вра­щающимся магнитным полем.

Магнитопровод статора заключен в массивный корпус, являющийся внешней частью машины, а магнитопровод ротора укреплен на валу.

Роторы асинхронных двигателей изготавливаются двух видов: ко-роткозамкнутые и с контактными кольцами. Первые из них проще по уст­ройству и чаще применяются.

Обмотка короткозамкнутого ротора представляет собой цилиндриче­скую клетку («беличье колесо») из медных шин или алюминиевых стерж­ней, замкнутых накоротко на торцах двумя кольцами (рисунок 7.5,6). Стержни этой обмотки вставляются без изоляции в пазы магнитопровода.

Применяется также способ заливки пазов магнитопровода ротора расплавленным алюминием с одновременной отливкой и замыкающих ко­лец.