с |
другим количеством витков |
(1Р2). Обмогка АХ |
присоединя |
ется к цепи переменного тока |
с напряжением |
1!ъ а другая |
|
ах |
присоединяется к нагрузке. Ток 1г в первичной обмотке транс |
||
форматора возникает под действием первичного синусоидального напряжения £/х. Намагничивающая сила этого тока возбуждает в сердечнике переменный магнитный поток Ф, пронизывающий витки обеих обмоток. Под действием этого потока во вторичной обмотке ах будет индуцироваться э. д. с. взаимоиндукции Е 2, а в первичной обмотке — э. д. с. самоиндукции Ег. Если при этом вторичная обмотка будет замкнута, то по ней будет протекать пере менный электрический ток. Таким образом, переменный ток пер
вичной |
обмотки преобразуется |
(трансформируется) в переменный |
ток во |
вторичной обмотке. |
|
Отношение напряжений на |
зажимах обмоток трансформатора |
|
приближенно равно отношению э. д. с., наводимых в них, т. е. |
||
|
i 'i |
E l |
|
и2 |
|
Это отношение обозначается буквой К и называется коэффи циентом трансформации, который показывает, во сколько раз на пряжение первичной обмотки больше или меньше напряжения вторичной.
Практически коэффициент трансформации можно определять
как отношение ^ при отсутствии нагрузки во вторичной обмотке,
и2
т. е. в режиме холостого хода трансформатора. Если же в цепь вторичной обмотки включена нагрузка, то падением напряжения в обмотках пренебречь нельзя и коэффициент трансформации сле дует определять по формуле
Соотношение между токами в первичной и вторичной обмотках определяется по формуле
E l _ A
U2 /1 W2
т. е. токи в обмотках трансформатора обратно пропорциональны напряжениям, а следовательно, и числам витков обмоток.
Это значит, что в той обмотке, на концах которой напряжение выше, ток меньше, и наоборот. Поэтому обмотки высокого напря жения обычно делают из более тонкой проволоки, чем обмотки низкого напряжения.
В зависимости от того, для каких сетей переменного тока пред назначены трансформаторы, они делятся на однофазные и трех фазные.
По принципу действия трехфазные трансформаторы не отлича ются от однофазных. У трехфазного трансформатора на сердечник
|
|
(рис. |
103), |
состоящий |
из трех соединен |
||||
|
|
ных ярмом стержней, помещены шесть об |
|||||||
|
|
моток. Начала первичных обмоток обозна |
|||||||
|
|
чены |
А, |
В, |
С, |
а их |
концы |
соответствен |
|
|
|
но — Ху |
Y , |
2. |
Зажимы вторичных обмо |
||||
|
|
ток |
обозначаются |
по |
аналогии с первич |
||||
|
|
ными обмотками |
а, |
Ь, с и лг, у, г. Выведен |
|||||
|
|
ные нулевые точки |
первичной и вторичной |
||||||
|
|
обмоток обозначаются буквами О и о. |
|||||||
|
|
Обмотки |
высшего и низшего напряже |
||||||
|
|
ний |
могут |
быть соединены |
как в звезду, |
||||
|
|
так и в треугольник. Соединение обмоток |
|||||||
Рис. 103. |
Схема уст |
трехфазных трансформаторов в звезду обо |
|||||||
значается |
Y, а |
в |
треугольник — А; если |
||||||
ройства |
трехфазного |
обмотки соединены |
в звезду и имеют вы |
||||||
трансформатора |
|||||||||
|
|
веденную |
нулевую |
точку, то такое соеди |
|||||
|
|
нение обозначается |
Y 0. |
|
|||||
На рис. 104 приведены стандартные схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов и условные обозначения этих схем. Знак над чертой показывает схему соединения обмоток высшего напряжения; знак под чертой — схему соединения обмоток низше го напряжения.
Обмотки высшего напряжения, как правило, соединяются |
|
в звезду, так как |
при таком соединении фазное напряжение меньше |
линейного в V S |
раз и проще изоляция обмоток, чем при соедине |
нии в треугольник. Обмотки низшего напряжения чаще соединя ются в треугольник, так как при таком соединении трансформатор
менее |
чувствителен |
к |
неравномерности |
нагрузки |
на |
фазах. |
|||||||||
|
Мощность, подводимая к пер |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
вичной |
обмотке |
трансформато |
Схема соединения . |
|
|
||||||||||
ра, |
называется первичной мощ |
|
одмоток |
|
|
|
Условные |
||||||||
ностью |
и определяется |
по фор |
Высокое |
Низкое |
обозначения |
||||||||||
муле |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
напряжение |
напряжение |
|
|
|||||||
|
|
Р1 = i / 1/ 1coscp1. |
|
|
|
|
а а |
|
в |
с |
Y/ x |
||||
Мощность, получаемая на за |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
жимах вторичной обмотки транс |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
форматора, |
называется |
|
вторич |
X |
У |
Z |
^ |
|
У |
Z |
|||||
ной |
мощностью и определяется |
|
|
|
|
|
|
|
У |
/ |
|||||
ж г формуле |
|
|
|
|
|
|
|
ш |
|
|
|||||
|
|
Р 2 = |
^ 2f 2 cos ф2. |
|
Х У |
Z |
|
|
/ |
Л |
|||||
Мощность Рх всегда несколь |
а |
Л |
|
с |
Уд |
||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ко |
больше |
мощности |
Р 2. Раз |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ность между |
этими мощностями |
|
|
|
ух ^ у |
L-°z |
|||||||||
составляет |
потери мощности в |
X |
У |
Z |
|||||||||||
трансформаторе. |
Эти |
|
потери |
рис. ю 4. Схемы |
соединений |
обмоток |
|||||||||
СКЛаДЫВаюТСЯ ИЗ потерь обмоток |
|
трехфазных |
трансформаторов |
||||||||||||
на нагревание и потерь в железе сердеч ника на гистерезис и вихревые токи. По тери в меди зависят от нагрузки транс форматора и увеличиваются с ее ростом. Потери в железе не зависят от нагрузки и поэтому называются постоянными.
Отношение вторичной, или полезной, мощности трансформатора к первичной, или потребляемой, мощности называется коэффициентом полезного действия транс форматора, т. е.
Л = -£*-• Ю0%.
\ Л Л /
- r v w
■ ® — ±
Рис. 105. Схема транс форматора тока
Потери в трансформаторах относительно малы, поэтому их к. п.д. достаточно высок. Так, например, к. п. д. трансформаторов малой мощности составляет 92—93 %, а трансформаторов большой мощности — 98—99 %.
Измерительные трансформаторы делятся на трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Они применяются в цепях переменного тока для расширения пределов измерения измери тельных приборов и для изоляции этих приборов от токоведущих частей, находящихся под высоким напряжением.
Трансформаторы тока служат для преобразования переменного тока большой величины в ток малой величины. Их изготовляют таким образом, чтобы при нормальном токе в первичной цепи во вторичной обмотке ток был равен 5 А.
Первичная обмотка трансформатора тока (рис. 105) включается в разрез линейного провода (последовательно с нагрузкой), ток в котором измеряется; вторичная обмотка замыкается на ампер метр или на последовательную обмотку ваттметра, счетчика и
т.п., т. е. на измерительный прибор с малым сопротивлением. Выпрямителями называются приборы и аппараты, пропускаю
щие электрический ток только в одном направлении. Выпрямители называют иногда электрическими вентилями.
Существует несколько схем для выпрямления однофазного и трехфазного переменного тока. Рассмотрим основные из них. Начнем с однофазных схем (рис. 106). На приведенных ниже схемах вентили изображены условным обозначением для полупроводни кового диода; проводящее направление полупроводникового диода в схемах указывается вершиной треугольника в его обозначении. На схемах показано соединение вентилей и соответствующая ему
форма кривой выпрямленного тока.
Самой простой является однополупериодная схема (рис. 106, а). При этой схеме выпрямленный ток протекает через сопротивление RH за каждый период Переменного тока только в течение одного полупериода, откуда и происходит название схемы. Вполне по нятно, что такая схема выпрямления мало рациональна: выпрям-
а
Щ
*н
Г\А Г\_
t
Рис. 106. Схемы выпрямления однофазного тока:
а — однополупериодная; 6 — двухполупериодная; в»-мостовая одно фазная
а
п г |
г |
\ |
i \ |
А |
\ |
! |
\ 1 \ |
\ |
t
Рис. 107. Схемы выпрямления |
трехфазного тока: |
а — трехфаэная с нулевым выводом; |
б — трехфазная мостовая |
ленные напряжения и ток резко пульсируют, переменный (выпрям ляемый) ток слабо используется (только наполовину).
Двухполупериодная схема со средней точкой трансформатора (рис. 106, б) дает лучшие результаты: через каждый из двух вен тилей ток проходит в течение половины периода, а выпрямленный
ток через |
сопротивление |
RH течет на протяжении |
всего |
периода. |
|||
Пульсация |
напряжения |
и тока, соответственно, меньше, чем в пер |
|||||
вой схеме. |
|
|
|
|
|
|
|
Широко |
применяется |
при выпрямлении |
однофазного |
тока мо |
|||
стовая |
схема с четырьмя |
вентилями (рис. |
106, в). |
В ней |
вентили |
||
работают по два за каждую половину периода, а ток по сопротив |
|||||||
лению RH так же, как |
и в двухполупериодном выпрямителе, про |
||||||
текает |
весь период. |
трехфазного тока применяют две схемы: |
|||||
Для |
выпрямления |
||||||
с нулевым выводом и |
трехфазную мостовую (рис. |
107). Трехфаз |
|||||
ный ток при его выпрямлении имеет по сравнению с однофазным существенное преимущество: пульсация выпрямленного напряже ния (а следовательно, и тока) получается значительно меньшей, что видно при сравнении кривых напряжений, изображенных на рис. 106 и 107; особенно благоприятные результаты в отношении малой величины пульсации дает мостовая схема (рис. 107, б).
Г л а в а IX. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРИВОДА
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Электрическая часть электрического привода кранов состоит из генератора, электродвигателей, трансформаторов, аппаратуры управления, аппаратуры защиты, контрольно-измерительных при боров, вспомогательных приборов и электрических проводов.
Генератор преобразует механическую энергию в электриче скую. Электрический ток, вырабатываемый генератором, посту пает по кабелю в силовой шкаф, расположенный на неповоротной раме крана, затем через токоприемное устройство на поворотную платформу и далее через пульт управления и пусковые устройства направляется к электродвигателям исполнительных механизмов.
Электродвигатель преобразует электрическую энергию в ме
ханическую.
Трансформаторы на кранах служат для понижения напряже ния, а трансформаторы тока — для включения в силовую цепь амперметра и стабилизирующего устройства генератора.
Аппаратура управления предназначается для включения и от ключения электрических цепей, пуска, остановки, торможения и изменения направления вращения электродвигателей. К аппара туре управления относятся пакетные переключатели, кнопки управ-
ления, универсальные переключатели, магнитные пускатели и КОНТ-
роллеры. |
и от |
Аппаратура защиты осуществляет защиту приборов и uetf |
|
отких |
|
чрезмерного теплового действия тока, возникающего при к0Р^вкие |
|
замыканиях и перегрузках. К аппаратуре защиты относятся пЛ |
|
предохранители, автоматические выключатели (установочнь* |
У |
томаты). Кроме того, функции защиты выполняют магнитные |
|
катели. |
|
Контрольно-измерительными приборами в электрических ** |
|
крана являются амперметр, вольтметр и частотомер.
К вспомогательным приборам относятся кольцевой ток0пР
емник, штепсельные разъемы и т. п. |
, |
Электрическая часть электропривода изучаемых |
автомоби ‘ |
ных кранов рассчитана на питание переменным током. Такой ПР " вод в отличие от привода, рассчитанного на питание постоя**нь
током, имеет более простую и надежную конструкцию. |
|
|||
На изучаемых кранах генератор вырабатывает переменный ток |
||||
напряжением 380 В. При этом силовые цепи |
и цепи управляй |
’ |
||
у кранов К -162 и |
К-162М питаются током |
напряжением |
||
а у |
кранов К-67 |
и 8Т-210 силовые цепи — напряжением 3#и |
* |
|
цепи |
управления — напряжением 220 В. |
|
|
|
2. ГЕНЕРАТОРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Работа генератора основана на явлении электромагнитной иН' дукции.
Обмотка ротора генератора создает основной магнитный п0тОК возбуждения. При вращении ротора вращается и магнитный по'гоК» пересекающий обмотки неподвижного статора, в которых индУцйв’ руется э. д. с. Под действием этой э. д. с. при замыкании сил0вои цепи в ней проходит ток, питающий электродвигатели испоЛнИ* тельных механизмов.
На изучаемых кранах применяют синхронные генерат0Ры переменного тока. Такой генератор представляет собой электрИче" скую машину, скорость вращения ротора которой находится в с'ГР0гом и постоянном отношении к частоте вырабатываемого переМей~ ного тока.
Частота / колебаний э. д. с. и тока синхронного генерат°Ра равна произведению числа пар полюсов ротора р на скорость еГ° вращения п (об/мин), деленному на 60:
' = ^ ’ ГцИз этой формулы следует, что при промышленной частоте 50
п3000 об/мин.
р
С увеличением силы тока возбуждения напряжение, развиваем06 генератором, увеличивается, Поэтому напряжение, развиваем06