OPRACOWANIE MASZYNY.pdf

TRANSFORMATORY

1. Siła elektromotoryczna indukowana w uzwojeniu

Siła elektromotoryczna indukowana w cewce wyrażają wzory:

e 



(dla cewek bez rdzenia ferromagnetycznego L = const)

e 





Jeżeli = m sinωt, to











(



sin



)







cos





sin









gdzie

E E 

  4



2. Straty mocy w rdzeniu ferromagnetycznym – podział, od czego zależą, stratność

magnetyczna materiałów

Straty histerezowe – związane są ze zjawiskiem histerezy magnetycznej. Wprawdzie

rdzenie transformatorów wykonane są z materiałów oo dość wąskiej pętli histerezy, ale z

punktu widzenia strat zjawiska histerezy pominąć nie można. Jeśli prąd płynący w uzwojeniu

ma częstotliwość f , to pętla histerezy jest obiegana f razy na sekundę. Moc strat na histerezie

jest proporcjonalna do częstotliwości i do powierzchni pętli.

P 

C m – współczynnik charakteryzujący materiał ferromagnetyczny,

f – częstotliwość,

B m – maksymalna wartość indukcji magnetycznej.

Straty wiroprądowe powstają w środowisku przewodzącym w wyniku przepływu

prądów wirowych. Ograniczenie prądów wirowych uzyskuje się w wyniku budowy rdzenia

wykonanych z blach izolowanych jednostronnie. Straty wiroprądowe są proporcjonalne do

kwadratu indukcji magnetycznej w rdzeniu i do kwadratu częstotliwości.

n fB



CP 

 

m B

(

) (

)

Stratność blach , z których wykonuje się rdzenie transformatorów, zależne jest od

technologii stosowanej przy produkcji blach.

Straty w stali można wyznaczyć droga pomiarową. Są one równe mocy pobranej przez

transformator w stanie jałowym przy napięciu znamionowym. Straty te zależą od kwadratu

indukcji magnetycznej w rdzeniu, która z kolei zależy od wartości przyłożonego napięcia.

Straty w rdzeniu wynikają ze zjawiska histerezy oraz związane są z występowaniem

prądów wirowych w rdzeniu.

Stratność P h = F(f,B) – straty w watach przypadające na ilość masy przewodnika.

P h – straty histerezowe [W/kg]

P w – straty wiroprądowe [W/kg]

ta powierzchnia jest proporcjonalna do straty

histerezowej

P h = c h * f * B 2

P w = c w * f * B 2 * g 2 (g – grubość blach)

Straty wiroprądowe wytworzone są przez prądy wirowe w ferromagnetykach. By

ograniczyć te straty stosuje się rdzenie ferrytowe. Charakteryzują się one dużą

rezystywnością.

Stratność blach elektrotechnicznych dla 50Hz i B=1,5 [T] wynosi ok. 3,6[W/kg]. Dla

najlepszych materiałów 0,22[W/kg]

3. Siła elektromotoryczna indukowana uzwojeniu transformatora

W uzwojeniu pierwotnym i wtórnym indukuje się SEM:

Pierwotne:









ze m









sin









Wtórne:









ze m









sin









Amplitudy SEM

zE 

m f



 2



zE 

m f



 2



Wartości skuteczne SEM

fE 1

1 44



,4

Stosunek napięć indukowanych transformatorów nazywamy przekładnią

transformatora.

fE 2

2 44

U 













4. Typowa wartość indukcji magnetycznej i przenikalności magnetycznej

względnej w rdzeniu transformatora.

W przypadku ferromagnetyków przenikalność względna nie może zostać opisana

jedną liczbą. Dla jednoosiowego przemagnesowania przenikalność względna

ferromagnetyków określana jest nieliniową funkcją:

W celu zaprojektowania danego obwodów magnetycznych stosuje się uproszczenie

przenikalności do jednej wartości w danym punkcie pracy urządzenia. W takim przypadku

konkretną wartość przenikalności oblicza się jako:

gdzie: B m - szczytowa wartość przebiegu indukcji magnetycznej, H m - szczytowa

wartość przebiegu natężenia pola magnetycznego.

Funkcja ta ma pewną początkową wartość, zazwyczaj dużo większą od 1, zwaną

przenikalnością początkową, następnie osiąga maksimum, po czym dla bardzo wysokich

wartości pola magnetycznego, w miarę zbliżania się do nasycenia magnetycznego, wartość ta

zbliża się do jedności (przenikalność względna materiału zbliża się do wartości przenikalności

próżni).

Często w zadaniach typowa indukcja magnetyczna waha się B=1-1,5 [T]

Znając strumień główny z zależności



,4 fz

Korzystając z przekroju S Fex wyznacza się wartość maksymalną indukcji

magnetycznej w poszczególnych odcinkach strumienia rdzenia.

S B 



Fex

Anizotropowa blacha elektrotechniczna Fe 97 Si 3 ) mi=* 100 000

5. Co to jest grupa połączeń, w jakim celu wprowadza się to pojęcie?

Grupa połączeń – określa sposób połączeń uzwojenia strony pierwotnej i wtórnej

(transformatorów 3-fazowych), oraz przesunięcie godzinowe odpowiadających sobie napięć

po stronie wtórnej i pierwotnej (1h=30˚). Układy te mogą być następujące;

Symbol grupy połączeń transformatora znajdujący się na tabliczce znamionowej

obejmuje symbole układów połączeń obu stron transformatora oraz liczbę określającą

przesunięcie godzinowe. I tak np. symbol grupy połączeń Y z 5 oznacza transformator

trójfazowy, dwuuzwojeniowym, którego uzwojenie GN połączone jest w gwiazdę, uzwojenie

DN w zygzak i przesunięcie fazowe określone liczbą godzinową 5 tj. 150 0 licząc od wektora

górnego napięcia do dolnego napięcia zgodnie z ruchem wskazówek zegara.

Przy różnych sposobach połączenia uzwojeń górnego i dolnego otrzymuje się różne

obrócenie wektorów napięć dolnych w stosunku do wektorów napięć górnych. Wyznacza się

kąt (w godzinach) o jaki trzeba obrócić w prawo wektor napięcia fazowego górnego, aby

pokrył się z odpowiednim wektorem napięcia fazowego dolnego. Liczbę określającą wartość

tego kąta w godzinach pisze się przy literach oznaczających sposób połączenia uzwojeń i w

ten sposób otrzymuje się całe oznaczenie grupy połączeń transformatora.

Yy X

Symbole połączeń kąt przesunięcia

strony napięcia fazowego:

X = 1 = 30

X = 2 = 60

X = 3 = 90

itd...

6.Warunki pracy równoległej transformatorów

▪ przy pracy równoległej w stanie jałowym między współpracującymi

transformator nie powinien płynąć prąd wyrównawczy, żeby to było spełnione to:

▫ przekładnie napięciowe muszą być takie same, norma odchyłka 0,5%,

▫ musi być to same przesunięcie godzinowe, ta sama grupa połączeń,

▫ należy odpowiednio zaciski strony wtórnej odpowiednio połączyć,

▪ transformatory mają obciążać się proporcjonalne do swojej mocy

▪ chcemy, aby moce transformatorów sumowały się algebraicznie.

Praca równoległa polega na zasileniu stron pierwotnych dwu lub kilku

transformatorów ze wspólnych szyn i zasilaniu przez ich strony wtórne odbiorników, również

przez wspólne szyny

Potrzeba pracy równoległej wynika z potrzeb eksploatacyjnych

- w razie awarii

-w razie planowanego remontu

-w razie zwiększonego zapotrzebowania na energię elektryczną

Aby mogły pracować równolegle musza być spełnione 3 warunki

1) chcemy by bez obciążenia stron wtórnych, po stronie wtórnej przy zamkniętym

wyłączniku W nie płynęły prądy wyrównawcze między transformatorami. Napięcia chwilowe

na odpowiadających sobie zaciskach strony wtórnej były równe co do wartości i fazy. By to

uzyskać należy;

Napięcia strony wtórnej i pierwotnej powinny być jednakowe (dopuszcza się różnicę

przekładni transformatorów do 0,5%)

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: