Горюнов В.Н., Ощепков В.А. и др. История электроэнергетики: Конспект лекций - файл n1.doc

Горюнов В.Н., Ощепков В.А. и др. История электроэнергетики: Конспект лекций
скачать (6343.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc6344kb.06.11.2012 21:30скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6




Назначение пускового сопротивления в схеме двигателе постоянного тока независимого возбуждения



Схема двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ) изображена на рис. 17.4.



Рис. 17.4 – Схема двигателя постоянного тока независимого возбуждения:

Wв – число витков обмотки возбуждения.
По второму закону Кирхгофа для цепи якоря можем записать:

Uс Eя = RД·Iя + Rя·IД + Rп·Iя. (17.12)

Предположим, что , тогда

, (17.13)

В момент пуска ? = 0, т.е. Ея = 0;

– пусковой ток. (17.14)

Пусть ; ;

А) , ;

В) , – приемлемый для эксплуатации ток.

Вывод. Если не принять специальных мер (введение пускового сопротивления в момент пуска), обмотка якоря сгорит, то есть RП используется для ограничения тока в момент пуска.

При увеличении скорости якоря от ? = 0 до ? = ?ном ЭДС якоря Ея увеличивается от 0 до Ея=Uс и необходимость в Rп пропадает, поэтому Rп рассчитано на кратковременный режим работы – на период пуска. При достижении
? = ?ном Rп выводится из работы.

Лекция 18. Основные уравнения ДПТ независимого возбуждения

Регулирование скорости двигателя постоянного тока

  1. Уравнение баланса напряжений в цепи якоря (см. (17.10) имеет вид

Ея = Uс – Iя(Rд + Rп + Rя), (18.1)

При работе (Rп= 0) уравнение баланса напряжений в цепи якоря будет иметь вид

Ея = Uс– Iя(Rд+ Rя). (18.2)

  1. Уравнение электромагнитного момента имеет вид Мя= сФIя. (18.3)

  2. Уравнение ЭДС в обмотке якоря имеет вид Е=сФ?. (18.4)

  3. Закон Ома для магнитной цепи выражается формулой , (18.5)

где Fн= WвIв (намагничивающая сила обмотки возбуждения); Rм – магнитное сопротивление участка магнитной цепи, по которому замыкается магнитный поток Ф.

. (18.6)

Из выражения (18.4) получим

. (18.7)

Обозначим ; ; (18.8–18.9)

; (18.10)

, (18.11)

где и Iя – являются переменными; А и В – коэффициенты.

Следовательно, уравнение , то есть зависимость является прямой линией (рис. 18.1).



Рис.18.1. График функции
В точке В скорость = 0, .

В точке А ток Iя= 0, .

Зависимость (18.11) и рис. (18.1) представляют собой электромеханическую характеристику двигателя постоянного тока независимого возбуждения, т.к. – механическая величина, а IЯ – электрическая величина.

Из уравнения (18.10) видно, что скорость ДПТ можно изменять:

1) путем изменения UС, такое регулирование скорости называется якорным регулированием.

2) путем изменения магнитного потока Ф, такое регулирование скорости называется полюсное регулирование.

3) путем изменения добавочного сопротивления RД – реостатное регулирование.

Рассмотрим подробнее эти способы.
Якорный способ
Пусть UС меняется следующим образом: (уменьшаем напряжение), так как при изменении UС коэффициент В не меняется, то при изменении напряжения UС получаем следующие характеристики (рис. 18.2).

Рис. 18.2. График электромеханической характеристики
при якорном регулировании
Вывод. При изменении UС ?ном > ?1 > ?2, то есть при якорном регулировании скорость меняется вниз от номинальной (см. рис. 18.2).
Полюсное регулирование
Пусть Ф изменяется согласно неравенству ФНОМ > Ф1 > Ф2. из уравнения следует, что при уменьшении Ф, коэффициенты А и В увеличиваются, а IП=const. Таким образом ?НОМ< ?1 < ?2.



Рис. 18.3. График электромеханической характеристики
при полюсном регулировании
Вывод. При полюсном регулировании скорость двигателя изменяется вверх от номинальной, то есть может только возрастать (см. рис. 18.3).
Реостатное регулирование
Пусть RД изменяется следующим образом: RД НАЧД1Д2 , RД НАЧ = 0. Из уравнения (18.10) следует, что при изменении RД коэффициент А = const, а ток IП уменьшается. Электромеханическая характеристика при RД=0 называется естественной характеристикой ?НОМ> ?1 > ?2.


Рис. 18.4. График электромеханической характеристики
при реостатном регулировании
Вывод. При реостатном регулировании скорость изменяется вниз от номинальной. Данный способ является неэкономичным, так как большие токи, протекающие в цепи якоря, вызывают большие потери энергии, поэтому наиболее часто используются способы 1 и 2.
Лекция 19. Измерительные трансформаторы тока и напряжения
Измерительные трансформаторы тока и напряжения используются для преобразования и передачи электрических сигналов из первичной (силовой) цепи во вторичную (слаботочную) цепь. В результате цепи первичной коммутации (главного тока) изолируются от слаботочных цепей измерительных приборов, а измеряемые величины принимают стандартные значения, удобные для измерений и безопасные для обслуживающего персонала. Так как слаботочная цепь используется для управления оборудованием силовой цепи, то выходные сигналы измерительных аппаратов подаются обычно на обмотки реле и измерительных приборов. Применяются трансформаторы тока и трансформаторы напряжения при высоких напряжениях и высоких токах, когда непосредственное включение в первичные цепи контрольно-измерительных приборов, реле и приборов автоматики невозможно технически или недоступно по условиям безопасности обслуживающего персонала.

Основные требования к измерительным трансформаторам тока и трансформаторам напряжения: передача информации с минимально возможными искажениями.

Наиболее распространенными являются электромагнитные трансформаторы тока и трансформаторы напряжения, содержащие магнитопровод, первичную обмотку, включаемую непосредственно в цепь высокого напряжения последовательно (трансформатор тока) либо параллельно (трансформатор напряжения) и одну или несколько вторичных обмоток. Номинальный ток вторичной обмотки трансформатора тока обычно 5А или 1А. Номинальное напряжение трансформатора напряжения обычно 100 В.

Наиболее существенное отличие измерительных трансформаторов от силовых заключается в том, что главным требованием для силовых трансформаторов является достижение высокого КПД, а для измерительных трансформаторов наиболее важным – высокая точность измерений тока и напряжения и передачи информации об этих величинах.
Основные конструктивные узлы и схема включения

трансформатора тока
Трансформатор тока (рис. 19.1) состоит из сердечника, выполненного из высококачественной листовой электротехнической стали, первичной обмотки с числом витков W1, вторичной обмотки с числом витков W2.


Рис. 19.1. Трансформатор тока:
Л1Л2 – выводы первичной обмотки, которая непосредственно включена в сеть;

И1И2 – выводы вторичной обмотки, которая подключается к амперметру или реле.
Выводы вторичной обмотки трансформатора тока обязательно заземляются в целях защиты обслуживающего персонала и приборов в случае пробоя изоляции между первичной и вторичной обмотками.

Номинальный коэффициент трансформации трансформатора тока:

; (19.1)

где I1ном и I2ном – соответственно номинальные токи в первичной и вторичной обмотках трансформатора тока.

Ток I2ном – принят равным 5А или 1А, независимо от той цепи, в которой проводятся измерения, это позволяет упростить конструкцию измерительных приборов и реле.

Особенности эксплуатации трансформаторов тока
Известно, что у силовых трансформаторов существует свойство саморегулирования магнитного потока сердечника Фс (рис. 19.2), иначе можно записать

Фс = Ф1 – Ф2 = const, (19.2)

где Ф1 – магнитный поток в сердечнике, создаваемый первичной обмоткой;

Ф2 – магнитный поток в сердечнике, создаваемый вторичной обмоткой;



Рис. 19.2. Трансформатор тока
При изменении сопротивления нагрузки zН меняется ток I2, но

I1 = кттI2, (19.3)

то есть токи прямо пропорциональны, кроме того

Ф1=cI1, (19.4)

Ф2=cI2, (19.5)

т.е. потоки прямопропорциональны токам, таким образом, при изменении I1 и I2, Ф1 и Ф2 – меняются, но ФС остается постоянным.

У трансформаторов тока свойство саморегулирования отсутствует. Так как первичная обмотка включена непосредственно в силовую линию, обычно очень мощную, то изменения тока I2 не могут оказать влияния на ток I1, поэтому трансформатор тока эксплуатируется в режиме короткого замыкания, то есть значения I2 и Ф2 не равны нулю при работе трансформатора. Результирующий поток в сердечнике

Фс = Ф1 – Ф2. (19.6)

Режим холостого хода не допустим.

Рассмотрим, что будет если разомкнуть вторичную обмотку: I2 = 0, Ф2 = 0, таким образом, ФС = Ф1, но Ф1 = сI1, так как (обычно), то Ф1 = Фс достигает очень больших значений, это в свою очередь приводит к увеличению ∆РС (потери в стали), поскольку ∆РС пропорционально , вследствие чего сердечник за короткое время разогревается настолько, что нарушается изоляция между пластинами электротехнической стали. Нарушение изоляции приводит к еще большему увеличению потерь в стали ∆РС. Этот процесс развивается лавинообразно, и через некоторое время трансформатор тока выходит из строя. Само явление получило название «пожар железа».

Другой негативный факт при разомкнутой вторичной обмотке трансформатора тока – при увеличении ФС (рис. 19.3) резко возрастает ЭДС индукции во вторичной обмотке:

; (19.7)



Рис. 19.3. График магнитного потока сердечника трансформатора
Значение U2 достигает 1000 В и более, возникает пробой изоляции и напряжение, опасное для обслуживающего персонала, поэтому эксплуатация трансформатора тока в режиме холостого хода недопустима. При отсоединении (замене) амперметра, необходимо закорачивать выводы специальным замыкателем.

Измерительные трансформаторы напряжения



Трансформаторы напряжения применяются для питания обмотки вольтметра и реле в устройствах переменного тока при напряжении U ? 380В. Трансформатор напряжения состоит из сердечника, первичной и вторичной обмоток, вторичная обмотка заземляется (рис. 19.4).


Рис. 19.4. Трансформатор напряжения
Номинальный коэффициент трансформации трансформатора напряжения:

, (19.8)

где U1ном и U2ном – соответственно номинальные напряжения первичной и вторичной обмоток трансформатора напряжения. Принято U2ном=100 В или U2ном= В.

В связи с тем, что сопротивления параллельных обмоток измерительных приборов обладают высокими сопротивлениями, трансформатор напряжения работает в режиме холостого хода.
1   2   3   4   5   6


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации