Электрические машины Контрольная

Короткое замыкание трансформатора – это такой режим, когда вторичная обмотка замкнута накоротко (Zнг = 0), при этом вторичное напряжение U2 = 0. В условиях эксплуатации, когда к трансформатору подведено номинальное напряжение U1ном, короткое замыкание является аварийным режимом и представляет собой большую опасность для трансформатора.

При опыте короткого замыкания обмотку низшего напряжения однофазного трансформатора замыкают накоротко, а к обмотке высшего напряжения подводят пониженное напряжение, постепенно повышая его регулятором напряжения до некоторого значения Uк.ном, при котором токи короткого замыкания в обмотках трансформатора становятся равными номинальным токам в первичной (I1к = I1ном) и вторичной (I2к = I2ном) обмотках. При этом снимают показания приборов и строят характеристики короткого замыкания, представляющие собой зависимость тока короткого замыкания I1к, 

мощности короткого замыкания Pк и коэффициента мощности cosφк от напряжения короткого замыкания Uк.

Магнитодвижущая сила обмотки статора создает магнитный поток, который замыкается через элементы магнитной системы машины.

Магнитная цепь ной машины состоит из следующих участков: воздушный зазор, зубцовый слой статора, зубцовый слой ротора, спинка ротора, спинка статора. Замыкаясь в магнитной цепи, магнитный поток проходит воздушный зазор и зубцовые слои статора и ротора дважды.

Каждый из перечисленных участков оказывает магнитному потоку некоторое магнитное сопротивление. Поэтому на каждом участке магнитной цепи затрачивается часть МДС обмотки статора, называемая магнитным напряжением ΣF.

В процессе работы генератора якорь вращается и виток занимает разное пространственное положение, поэтому в обмотке якоря наводится переменная ЭДС. Если бы в машине не было коллектора, то ток во внешней цепи был бы переменным, но посредством коллектора и щеток переменный ток обмотки якоря преобразуется в пульсирующий ток во внешней цепи генератора, т. е. ток, неизменный по направлению. При положении витка якоря, ток во внешней цепи (в нагрузке) направлен от щетки к щетке. После поворота якоря на 180° направление тока в витке якоря изменится на обратное, так как проводники поменяются местами. Однако полярность щеток, а следовательно, и направление тока во внешней цепи (в нагрузке) останутся неизменными. Объясняется это тем, что в тот момент, когда ток в витке якоря меняет свое направление, происходит смена коллекторных пластин под щетками. Таким образом, под щеткой A всегда находится пластина, соединенная с проводником, расположенным под северным магнитным полюсом, а под щеткой B – пластина, соединенная с проводником, расположенным под южным полюсом. Благодаря этому полярность щеток генератора остается неизменной независимо от пространственного положения витка якоря. Что же касается пульсаций тока во внешней цепи, то они намного ослабляются при увеличении числа витков в обмотке якоря при их равномерном распределении по поверхности якоря и соответствующем увеличении числа пластин в коллекторе.

При активной нагрузке (cosφ1 = 1) уменьшение тока нагрузки I1 сопровождается ростом напряжения U1, что объясняется уменьшением падения напряжения в обмотке статора и ослаблением размагничивающего действия реакции якоря по поперечной оси

При индуктивной нагрузке (cosφ1 < 1; инд.) увеличение U1 при сбросе нагрузки более интенсивно; так как с уменьшение тока I1 ослабляется размагничивающее действие продольной составляющей реакции якоря.

При емкостной нагрузке генератора (cosφ1< 1; еск.) уменьшение I1 сопровождается понижением напряжения U1, что объясняется ослаблением подмагничивающего действия продольной составляющей реакции якоря.