Принципът на инсталиране е прост. Тел рамката се върти в равномерно магнитно поле с постоянна скорост. Ръбовете на рамката са фиксирани върху пръстените, въртящи се с него. Пръстените са плътно съседни извори, които извършват ролята на контактите. Променлив магнитен поток непрекъснато преминава през повърхността на рамката. Потокът, създаден от електромагнителя, ще остане постоянен. E.d.s. ще възникнат в рамката индукция.
В един широк смисъл електрически ток се променя с времето. В техниката се разбира променлив ток да бъде периодичен ток. За този ток средните стойности на ток и напрежение през периода са нула. Променливи течения с високо различни честоти, както и импулсни течения се използват за специални цели в промишлеността, медицината и други области на науката и технологиите.
AC може да бъде изправен, например, полупроводникови изправители и след това се превръщат от полупроводникови инвертори в променлив ток Друга управлявана честота. Широстта на AC се използва широко в комуникационните системи, като радио, телевизия и кабелна телефония на дълги разстояния.
За да се определи дали магнитният поток, преминаващ над повърхността на промените в рамката, се сравнява само позицията на рамката в определени периоди от време. За да направите това, внимателно погледнете фиг. 3.3.
Фигура 3.3. Промени в положението на рамката в различни периоди от време
Точката на референция ще бъде позицията на рамката, показана на фиг. 3.3, a. В този момент равнината на рамката е перпендикулярна на магнитните линии, а магнитният поток ще има максималната стойност. Успоредно на магнитните линии, рамката ще се повиши през четвърт от периода. Този магнитен поток става равен на нула, защото през повърхността на рамката не преминава магнитна линия. Да се \u200b\u200bопредели e.d.s. Индукция, трябва да не знаете количеството на потока, а скоростта на нейната промяна. В отправна точка, E.D.S. индукцията е нула, а в третата (фиг. 3.3, в) - максимална стойност. Въз основа на разпоредбите на рамката можете да видите това e.d.s. Индукционни промени и значение и знаци. По този начин, това е променлива (вижте диаграмата на фиг. 3.3).
AC се генерира чрез променливо напрежение. В пространството около проводящия проводник се създава редуващо електромагнитно поле. Тази енергия периодично се съхранява в магнитно или в електрическо поле или се връща към източника на електричество.
Количеството на променлив ток се определя главно чрез сравняване на средния термичен ефект на променлив ток с термичен ефект постоянен ток подходяща величина. По този начин текущата стойност, получена по този начин, се нарича ефективна стойност. Математически, това е стандартната стойност на тока за един период.
По това време в световната индустриална практика е широко разпространена трифазен променлив токкоето има много предимства пред един фазовия ток. Трифазно повикване такава система, която има три електрически вериги с техните променливи EDS. Със същите амплитуди и честота, но изместен по фаза спрямо един друг с 120 ° или за 1/3 период. Всяка такава верига се нарича фаза.
Във веригата без индуктивност или капацитет токът е в фазата на напрежение. В такава схема честотата ω на принудителните колебания, генерирана от източника на променлив ток, може да съвпадне с резонансната честота. В този случай индукционната реактивна резистентност и капацитивното съпротивление са равни и напълно балансирани, стойността на тока достига максималната стойност и се случва явлението на резонанса. При условията на резонанс напрежението на индуктивност и контейнери може значително да надвишава напрежението на верижните терминали и често може да бъде многократно повече.
За да получите трифазна система, трябва да вземете три идентични алтернатора редуващи еднофазен ток, свържете роторите си един към друг, така че да не променят позицията си по време на въртене. Статорните намотки на тези генератори трябва да се завъртат спрямо всеки друг 120 ° към въртенето на ротора. Пример за такава система е показан на фиг. 3.4, б..
Обикновено показват вектора на синусоидалните токове и напреженията с точка, разположена над писмото. След това алгебричното добавяне на мигновени стойности на всяка синусоидална стойност съответства на геометричното добавяне на тези стойности. При изграждането на диаграма се приема векторният вектор за поддържащия вектор, тъй като текущата тока верига е еднаква във всички секции на веригата. Векторните диаграми визуално илюстрират инсулта на изчисленията и служат като контрол върху резултатите от изчисленията.
Изчисленията за разклонителни схеми с квази-стационарни променливи течения се основават на законите на Кирххоф. При тези изчисления обикновено се използва методът на всеобхватни стойности. В системите за електрозахранване, не-велокосоидната операция обикновено е нежелана и се предприемат специални мерки, за да се избегне такъв начин на работа. Въпреки това, несъответствията са присъщи на работата електрически вериги Комуникация, полупроводникови и електронни устройства. Ако средната текуща стойност на цикъла не е нула, токът трябва да съдържа постоянен компонент.
Според горните условия се оказва, че ЕД, който възниква във втория генератор, няма да има време да се промени, в сравнение с E.D.S. първи генератор, т.е. Ще е късно за 120 °. E.D.S. Третият генератор също ще закъснее във връзка с второто с 120 °.
Този метод за получаване на променлив трифазен ток обаче е много тромав и икономически нерентабилен. За да опростите задачата, имате нужда от всички намотки за генератор на статора, за да комбинирате в един случай. Такъв генератор се нарича трифазен токов генератор (фиг. 3.4, но). Когато роторът започне да се върти, се случва промени във всяка намотка. индукция. Поради факта, че навивът на намотката се появява в пространството, фазите на трептенията в тях също се изместват спрямо един друг до 120 °.
За да се улесни анализът на схемите, работещи с ненусоидални токове, токът е представен като сума от прости хармонични компоненти. Изчисленията, използвани за ненусоидални токове в линейните вериги, се основават на принципа на суперпозиция. Алгебричното добавяне на резултати от такива изчисления дава моментно ток или напрежение за нетвърден ток. Електрически ток, който периодично променя посоката, обикновено много пъти в секунда.
Електрическата енергия обикновено се генерира от публична или частна комунална организация и се предоставя на клиента, независимо дали е промишлен или вътрешен, като променлив ток. Един пълен период, с настоящ поток, първо в една посока, а след това в другата, се нарича цикъл и 60 цикъла в секунда - обичайната честота на редуване в САЩ и във всички) Северна Америка. В Европа и в много други части на света, 50 Hz е стандартна честота. На самолети, по-висока честота, често 400 Hz, използвани за създаване на по-леки електрически машини.
|
За да свържете трифазен алтернатор на AC към веригата, трябва да имате шест кабела. За да се намали количеството на проводниците, намотката и приемниците на генератора трябва да се комбинират помежду си чрез формиране на трифазна система. Тези връзки са две: звезда и триъгълник. Когато използвате и другия начин, можете да спестите окабеляване
Акционно напрежение може да бъде променено от трансформатор. Това е просто, евтино статично устройство, което ви позволява да генерирате електричество с умерено напрежение, ефективно предаване за много мили при високо напрежение, както и разпределение и консумация с относително ниско напрежение. С постоянен ток е невъзможно да се използва трансформатор за промяна на напрежението. На множество електропроводи електрическа енергия предавани на дълги разстояния под формата на постоянен ток, но електрическата енергия се генерира като променлив ток, превърнат в високо напрежение, след това се изправя в DC и се предава, след което се връща към променливия текущ инвертор, който трябва да се превърне в по-нисък напрежение за разпространение и употреба.
Звездна връзка.
Обикновено трифазен ток генератор е изобразен под формата на 3 статорни намотки, които са разположени един на друг под ъгъл от 120 °. Намотките започнаха да обозначават писма A, B, с и завършва - X, y, z . В случая, когато краищата на намотките на статора са свързани към една обща точка (нулевата точка на генератора), методът на свързване се нарича "звезда". В този случай отворите са свързани с жици, наречени линейни (фиг. 3.5 вляво).
В допълнение към решаването на ефективното пренос на енергия, променлив ток осигурява предимства в проектирането на генератори и двигатели и за някои цели, тя дава най-добрите оперативни характеристики. Някои устройства с задушаване и трансформатори могат да работят само с трудности, ако изобщо, от DC. В допълнение, работата на големи превключватели се улеснява, тъй като мигновената стойност на променливотока автоматично става нула, удвоявана във всеки цикъл, а прекъсвачът прекъсвачът не бива да прекъсва тока и само предотвратява тока на тока след момента на нула стойност.
По същия начин, приемниците могат да бъдат свързани (фиг. 3.5, вдясно). В този случай, проводникът, който свързва нулевата точка на генератора и приемниците, се нарича нула. Тази трифазен текуща система има две различни напрежения: между линейни и нулеви проводници или, което е същото, между началото и края на всяка намотка на статора. Такава стойност се нарича фазово напрежение ( U f. ). Тъй като веригата е трифазна, тогава линейното напрежение ще бъде в v3. пъти по-фаза, т.е.: U l \u003d v3u f.
AC е схематично показан на фигурата. Синусоидалната форма на ток или напрежение обикновено се приближава към практическите енергийни системи, тъй като синусоидалната форма води до по-евтин дизайн и по-голяма ефективност на електрическите генератори, трансформатори, двигатели и други машини.
Полезната мярка на АС се открива в качеството на текущата работа, а стойността на тока се определя съответно като квадратен корен от средния квадрат на моментния ток и средната стойност се приема като цяло число на циклите, тази стойност е известна като стандартен или ефективен ток. Това е полезна мярка за ток на всяка честота. Стойността на RMS на DC е идентична с клапана на DC.
Делта връзка.
Когато използвате този метод за свързване на края Х. Първото намотка на генератора е свързано с началото В втората намотка, краят Y. втора намотка - до върха От Трета намотка, край Z. Трета намотка - до върха НО първа намотка. Пример за съединение е показано на фиг. 3.6. С този метод, свързвайки фазовите намотки и свържете трифазния генератор към три жичната линия, линейното напрежение в стойността му се сравнява с фазата: U f \u003d u l.Контролни въпроси
Синусоидална диаграма. Фазовият ъгъл и коефициентът на напрежението и тока във веригата, който осигурява натоварването, се определят от товара. По този начин, натоварването на чисто съпротивление, като например електрически нагревател, има единичен фактор на мощността. Индуктивен товар, като асинхронен двигател, има коефициент на захранване по-малък от 1 и токът изостава зад приложеното напрежение.
Трифазните системи обикновено се използват за генериране, предаване и разпространение на електричество. Клиентът може да бъде снабден с трифазна мощност, особено ако се използва висока мощност или се изисква използването на трифазни натоварвания. Малките домашни потребители обикновено се доставят с еднофазна диета. В някои системи Земята се използва като общ или неутрален проводник. Напрежение на балансирана трифазна система.
1. Избройте основните параметри, характеризиращи променлив ток.
2. Дайте дефиницията на честотата и наименованието на единиците на нейното измерване.
3. Дайте определянето на амплитудата и наименованието на единиците на нейното измерване.
4. Дайте дефиницията на периода и наименование на единиците за неговото измерване.
5. Разликите на най-простия трифазен токов генератор от еднофазен токов генератор.
Yerutkin Евгений Сергеевич
Връзки на проста трифазна система. Всяка фаза на трифазната система носи текущата и предава енергия и енергия. Ако трите товара на трите фази на трифазната система са равни, и напреженията са балансирани, теченията също са балансирани. Сумата от три течения е нула във всеки момент от времето. Това означава, че токът в цялостния проводник винаги е нула и че проводникът теоретично може да бъде напълно изключен. На практика три течения обикновено не са прецизно балансирани и се получава една от двете ситуации.
Как да получите променлив ток
Пълна мигновена мощност от генератора до товара на постоянно в балансирана синусоидална трифазна система. Това води до по-гладка работа и намаляване на вибрациите на двигатели и други AC устройства. В допълнение, трифазни двигатели и генератори са по-икономични от еднофазни машини.
6. Каква е фазата?
7. Какво е трифазен текущ генератор ротор?
8. Защо трифазната текуща генераторна фаза се измества?
9. Принципът на свързване на фазовите намотки на трифазни генератори и трансформатори съгласно схемата "звезда".
10. Принципът на свързване на фазови намотки на трифазни генератори и трансформатори съгласно схемата "триъгълник".
Информационната схема, като телефон, радио или контрол, използва различни напрежения, ток, форма на вълната, честота и фаза. Ефективността често е ниска, основното изискване е прехвърлянето на точна информация, дори ако малко предадената енергия достига до хоста. Радио, телефон. Идеалната мощна верига трябва да осигурява потребител с електрическа енергия, винаги на разположение с постоянно напрежение на постоянната форма на вълната и честотата, а текущата стойност се определя от натоварването на клиента.
Тема: Електромагнитно поле
Високата ефективност е много желана. Електрически ток, който периодично варира в магнитуд и посока, първо тече в една посока във веригата и след това тече в обратна посока; Всяко пълно повторение се нарича цикъл, а броят на повторенията се нарича честота в секунда; Обикновено се изразява в Hertz.
Помислете отново за получаване индукционен ток В бобината с помощта на постоянен магнит спрямо него (виж фиг. 119, а). Но сега ние периодично ще преместваме магнита нагоре и надолу в рамките на няколко секунди. Ще видим, че стрелката на галванометъра се отклонява от нулева дивизия в едно, след това в другата посока. Това предполага, че индукционният токов модул в бобината и посоката на този ток се променя периодично.
AC генератори
Непрекъснат електрически ток, който периодично променя посоката, обикновено синусоидно. Понастоящем използването на генератори и двигатели с такива цели се превърна в обичайното явление в повечето устройства, използвани в научни, промишлени и вътрешни скали.
Електрически моторни и контра-избори
Електрическата енергия може да се използва като източник и дестинация за множество приложения. За своето производство и употреба се използват два общи класови устройства. Двигатели, които извършват обратна трансформация и използват тази електрическа енергия за генериране на движение. Генератори, които превръщат някакъв вид енергия в електрически. . Действието на текущите генератори се определя от посочената стойност електромотивичесто обозначени от символа. F. Дефинира като електрическа енергия, която генераторът предава на всяка единица такса, която тече през нея.
- Електрически ток, периодично се променя с времето модуло и посока, се нарича променлив ток
В мрежата за осветление на нашите домове и в много индустрии се използва именно променлив ток.
В момента се използва главно електромеханични индукционни генератори за получаване на AC, т.е. устройства, в които механичната енергия се превръща в електричество. Те се наричат \u200b\u200bиндукция, защото ефектът им се основава на феномена на електромагнитната индукция.
В двигатели електрическите такси, които преминават през тях, губят електрическа енергия, която става механична. Неговата основна характеристика е брояч електромоторна сила или електрическа енергия, предавана от двигателя в електрически заряд.
Генериране на енергия
AC генераторите са най-често срещаните индустриални поколения на електроенергия. Тези устройства се основават на използването на електромагнитни индукционни явления. Според закона Фарадей, индуцираната електромоторна сила в цикъла ще бъде.
Алтернатор: A - Външен вид; Б - общ изглед на електроцентралите, заедно с парна турбина, водеща ротор на генератора
В § 39, пример за получаване на индукционен ток в плоска верига се разглежда, когато магнитът се завърта вътре в него (виж Фиг. 121, Ь). В този принцип електромеханичният алтернатор работи. Фиксираната част на генератора, подобна на контура, се нарича статор и въртящ се, т.е. магнит, - мотор. В мощни индустриални генератори се използва електромагнит вместо постоянен магнит.
Стачът на индустриалния генератор е стоманена цилиндрична форма (кутията е основната част от машината, върху която са монтирани различни работни компоненти, механизми и др.). Във вътрешната част на него се пресичат жлебовете, в които дебелата медна жица е подредена от завои. Променлив електрически ток е индуциран и индуцира редуващ електрически ток при промяна на техния магнитния поток.
Магнитното поле се създава от ротора (фиг. 131, а). Това е електромагнит: върху стоманена сърцевина на сложна форма, намотката, която тече постоянен електрически ток. Токът към тази намотка се доставя чрез четки и пръстени от външен DC източник.
Фиг. 131. Схема на генератора на AC
Фигура 131, B показва схемата на променлива текуща генератор. Инсулти, показващи приблизително местоположение на индукционните линии магнитно поле Ротор. При завъртане на ротора на всяка външна механична сила, създаденото от тях магнитното поле се върти. В този случай магнитният поток, който пробива намотката на намотката на статора периодично променя, в резултат на което се предизвиква променлив ток.
На топлоелектрически централи, роторът на генератора се върти с помощта на парна турбина, върху водноелектрическите електроцентрали - използвайки водна турбина.
На фигура 132 и показва появата на мощен хидрогенератор, и на фигура 132, b схематично е показано устройство, където е показан статорът, числото 1 е роторът и цифрата 3 е водна турбина.
Фиг. 132. Външен вид и мощен хидрогенератор
Роторът на хидрогенератора няма такъв, но няколко чифта магнитни полюси. Колкото повече двойки поляци, толкова по-голяма е честотата на променливата електрически токгенериран от генератора при тази скорост на въртене на ротора. Тъй като скоростта на въртене на водните турбини обикновено е малка, се използват мултиполни ротори, за да се създаде стандартна честота.
Стандартната честота на променлив ток, използван в промишлеността и осветителната мрежа в Русия и много други страни е 50 Hz. Това означава, че за 1 с ток 50 пъти тече един или 50 пъти до друг. В някои страни (например Съединените щати), стандартната честота на променливост е 60 Hz.
Силата на тока, произведена чрез променливост на текущите промени, варира в зависимост от времето за хармоничното законодателство (т.е. в съответствие със закона на синуса или косинуса). Фигура 133 показва графика за промяна на силата на тока I с времето t.
Фиг. 133. График на променлива зависимост от текущата стойност навреме
За да прехвърлите електричество от електроцентрали до местата за потребление, се сервират електропроводи (LEP). Колкото по-далеч от електроцентралата е настоящият потребител, толкова повече енергия q се изразходва за отопление на кабелите и по-малко идва на потребителя:
E консумирани \u003d E генерирани - Q
Намаляването на загубата на електроенергия, когато се предава от електроцентрали на потребителите, е важна задача на икономиката.
От закона Joule-Lenza (Q \u003d I 2 RT) следва, че е възможно да се намалят загубите чрез намаляване на съпротивлението R на проводниците и текущата сила I в тях (която е по-ефективна, тъй като с намаляването на I n пъти q намалява в n 2 пъти).
Съпротивата на проводниците ще бъде по-малка от площта на тяхното напречно сечение и по-малко специфичната устойчивост на р на метала, от която са направени (като R \u003d ρl / s). Проводниците са направени от мед или алуминий, както сред относително евтини метали, те имат най-малката съпротива. Увеличаването на дебелината на проводниците е икономически нерентабилна (поради увеличаването на консумацията на метали) и неудобно (поради трудности с окачването).
Следователно значителното намаляване на загубите q може да бъде постигнато само чрез намаляване на ток I. но е необходимо да се увеличи напрежението, получено от генератора от генератора, за да не се намали мощността на текущия p (тъй като p \u003d ui 1 ). Без такова превръщане на ток и напрежение, предаването на електроенергия на дълги разстояния става нерентабилно поради значителни загуби.
Решението на този най-важен технически проблем е станал възможно само след изобретяването на трансформатора - устройство, предназначено да увеличи или намали променливото напрежение и ток.
Павел Николаевич ябълка (1847-1894)
Руска електротехника и изобретател. Изобретен дъга лампа ("свещ от ябълка"), изградена първия алтернатор на AC, трансформатор, изработени изобретения в областта на електрическите машини и химически източници на ток
Трансформаторът е изобретен през 1876 г. от руския учен Павлом Николайевич ябълка. Основата на нейната работа е феноменът на електромагнитната индукция. На фигура 134 и показва появата на трансформатора и на фигура 134, схематично изобразява основните му части. Имайте предвид, че броят на завоите в намотките е различен: в този случай, N2\u003e N1. Променлив ток, който тече в основната намотка, създава (главно в сърцевината) променливото магнитно поле, което от своя страна генерира променлива електрическо поле. В резултат на действието на това поле в края на вторичната намотка aC напрежение U 2.
Фиг. 134. Външен вид и диаграма на устройство с повишаване на трансформатора
Стойността на U2 се определя от съотношението:
Така че, при N2\u003e N1, трансформаторът ще се увеличи (тъй като U2\u003e U 1) и при N2< N 1 - понижающим (в данном случае U 2 < U 1).
Сега нека се върнем към въпроса за предаването на електроенергия от електроцентралата до мястото на потребление. Напрежението, генериращо се от генератора, обикновено не надвишава 25 квадратни метра. И за оптимално предаване на електричество на дълги разстояния се изисква напрежение от стотици киловал. Следователно, токът от електроцентралата първо се доставя на нарастващата трансформаторна подстанция, разположена наблизо, където напрежението се увеличава до няколкостотин киловал (в повечето случаи не надвишава 750 kV) и при такова напрежение се доставя в скута. Тъй като такова високо напрежение не може да бъде предложено на потребителя, тогава в края на линията се доставя последователно на няколко трансформаторни подстанции, понижаващи напрежението до 380 или 220 V, а след това върху предприятия или в жилищни сгради.
Трансформаторите бяха широко използвани в ежедневието. Например, когато зареждате мобилен телефон, трансформаторът е наличен в зарядното устройство намалява напрежението, получено от осветителната мрежа и равно на 220 V, до 5.5 V, подходящ за телефона. Има няколко трансформатори в телевизора (по-ниски и тласък), тъй като напрежението от 1.5 V до 25 квадратни метра е необходимо за захранване на различните възли.
Въпроси
- Какво електрически ток се нарича променливи? С какъв вид прост опит може да се получи?
- Къде се използва променлив електрически шок?
- Разкажете ни за устройството и принципа на индустриалния генератор.
- Това, което се задвижва от ротора на генератора на термичната електроцентрала; върху водноелектрически централи?
- Защо в хидрогенераторите използват многополетови ротори?
- В какъв физически закон можете да определите загубата на електричество в ламата и поради което те могат да бъдат намалени?
- Защо да увеличите силата на тока в същото време, тя увеличава напрежението си преди сервиране в лама?
- Разкажете ни за устройството, принципа на работа и прилагането на трансформатора.
Упражнение 39.
- Електроцентралите на Русия произвеждат променлив ток с честота от 50 Hz. Определя периода на този ток.
- Според графика (виж фиг. 133), определете периода, честотата и амплитудата на трептенията на текущата сила i.
1 V, I - така наречените активни стойности на напрежението и силата на променлята. Те са равни според напрежението и силата на директния ток, излъчващи същата топлина в изследователя, като променлив ток. Съществуващи стойности Променливо напрежение и якост на √2 пъти по-малко амплитуди.
