1. Opisz budowę energetycznego transformatora olejowego. W transformatorach energetycznych uzwojenie umieszczone jest na kolumnach rdzenia których przekrój zbliżony jest do koła. Uzwojenia mogą być walcowe, cylindryczne lub krążkowe. W uzwojeniach cylindrycznych bliżej rdzenia umieszcza się uzwojenie dolnego napięcia. W uzwojeniach krążkowych, krążki cewek będące częściami uzwojeń dolnego i górnego napięcia ułożone są naprzemiennie i podzielone przegrodami z materiału elektroizolacyjnego.
Transformator zawieszony jest w kadzi z olejem, na uchwytach przymocowanych do pokrywy.
W pokrywie zamontowane są izolatory przepustowe górnego i dolnego napięcia. Nad kadzią znajduje się zbiornik wyrównawczy oleju połączony rurką z pokrywą kadzi zwanym konserwatorem oleju. Jego zadaniem jest kompensacja zmian w objętości oleju. Ścianki kadzi transformatora wykonane są z blachy falistej lub mają zamontowane radiatory rurowe umożliwiające grawitacyjny lub wymuszony przez pompę cyrkulację oleju.
2. Autotransformatory mają tylko 1 uzwojenie, wspólne dla pierwotnego i wtórnego. W części wspólnej w transformatorze płynie napięcie I1=I2. Wykonanie autotransformatora jest tańsze niż transformatora tej samej mocy. Wynika to z wykorzystania tylko 1 uzwojenia zamiast 2, ponadto w części uzwojenia płynie tylko różnica prądów. W związku z tym może być ono wykonane przewodem o mniejszym przekroju. Wymiary rdzenia autotransformatora są mniejsze niż transformatora tej samej mocy. W laboratoriach używane są autotransformatory umożliwiające płyną regulację napięcia przy napięciu zasilającym 230V. Rdzeń takiego autotransformatora ma kształt pierścienia na który jednowarstwowo nawinięto uzwojenie. Autotransformator obniżający napięcieZależność na wyznaczenie wartości napięcia po stronie wtórnej U2=U1Z2Z1+Z2.
3. Przekładnik – rodzaj transformatora umożliwiającego obniżenie napięcia (przekładnik napięciowy) lub zmniejszenie prądu elektrycznego (przekładnik prądowy) do wartości odpowiedniej do zasilania przyrządów pomiarowo-kontrolnych, np. woltomierzy, amperomierzy, przekaźników. Przekładnik umożliwia też oddalenie przyrządów od obwodu badanego. Zależnie od rodzaju prądu elektrycznego rozróżnia się przekładnik prądu przemiennego i stałego.
Przekładnik prądowy jest to urządzenie elektryczne pozwalające na pomiar dużych natężeń prądu miernikami o mniejszych zakresach pomiarowych. Przekładnik napięciowy – specjalny transformator jednofazowy, służący do rozszerzania zakresu pomiarowego woltomierzy. Stosowany przy pomiarach napięć przemiennych. Ze względu na dużą impedancję uzwojenia przekładniki pracują w stanie zbliżonym do jałowego.
4. Do rozszerzenia wielkości pomiarowych amperomierza, przy pomiarze prądu przemiennego stosuje się przekładniki prądowe, natomiast przy pomiarze prądów stałych rozszerzenia zakresu pomiarowego realizuje się za pomocą bocznika.
Do rozszerzenia zakresu pomiarowego watomierza, przy pomiarze w obwodzie prądu przemiennego stosuje się przekładniki napięciowe, natomiast przy pomiarze napięć w obwodach prądu stałego do rozszerzenia zakresu pomiarowego stosuje się włączenie szeregowo z woltomierzem rezystora szeregowego (posobnika).
Ponieważ rezystancja R bocznika jest stała, spadek napięcia jest wprost proporcjonalny do przepływającego przez bocznik prądu I.
Przekładnia posobnika:
5. Układ z poprawnie mierzonym prądem
Układ z poprawnie mierzonym napięciem
Pomiar rezystancji metodą techniczną polega na zmierzeniu napięcia na oporniku oraz natężenia prądu płynącego przez opornik, a następnie wyliczeniu rezystancji ze wzoru R=U/I. Rozróżnia się dwa układy pomiarowe: układ poprawnie mierzonego prądu układ poprawnie mierzonego napięcia. W obydwu układach pomiarowych występuje błąd metody. Aby ten błąd był możliwie mały należy –układ a) stosować do pomiaru rezystancji dużych –układ b) stosować do pomiaru rezystancji małych.
6. Energię elektryczną w układach trójfazowych mierzy się praktycznie licznikami 3-sytemowymi w których każda z faz wytwarza we wspólnej tarczy jeden moment napędowy. Takie tarcza obejmuje działanie sumy momentów pochodzących od poszczególnych faz.
7. Silniki szeregowe prądu stałego znalazły szerokie zastosowanie w trakcji elektrycznej. W elektrowozach stosowane są zazwyczaj 2 silniki szeregowe które podczas rozruchu łączone są ze sobą szeregowo i włączane do sieci trakcyjnej a po rozruchu przełączane są równolegle.
Zależność momentu M w funkcji prądu twornika It: It=MkΦ. Charakterystyka mechaniczna:
8. Silnik szeregowo-bocznikowy prądu stałego stosowany jest zazwyczaj jako silniki dużych mocy, tam gdzie występuje ciężki rozruch: do napędu walcarek, pras, dźwigów oraz w napędach okrętowych mechanizmów pokładowych.
9. Silnik indukcyjny jednofazowy. Sposoby uzyskania mementu rozruchowego: W celu uzyskania momentu rozruchowego w stojanie umieszczone jest dodatkowe uzwojenie zwane pomocniczym które jest przesunięte w przestrzeni do uzwojenia głównego o kąt elektryczny 90°. Oby dwa są zasilane tym samym napięciem jednofazowym. W celu uzyskania momentu rozruchowego niezbędne jest przesunięcie fazowe między przyrządami w obydwu uzwojeniach. Uzwojenie pomocnicze wykonuje się z cienkiego drutu co zwiększa jego rezystancję. Skuteczniejsze jest jednak włączenie do obwodu pomocniczego kondensatora. W wyniku przepływu prądu przez obydwa uzwojenia powstaje pole magnetyczne wirujące eliptycznie. Wówczas charakterystyki momentów M1 i M2 funkcji prędkości obrotowej nie są względem siebie symetryczne i silnik ma moment rozruchowy.
10. Zasilając odpowiednio silinik 3-fazowy można go użyć w sieci 1 fazowej. Przy pracy 1 fazowej dopuszczalne jest znacznie mniejsze obciążenie (ok. 60%), niż przy pracy 3 fazowej. Możliwe jest to po podłączeniu do obwodu 1 z faz stojana dodatkowej impedancji – zwykle kondensatora. Uzwojenie stojana łączy się w gwiazdę lub trójkąt. Istotne jest by napięcie znamionowe sieci nie było mniejsze niż napięcie znamionowe uzwojeń silnika. Schemat włączenia silnika indukcyjnego trójfazowego do sieci jednofazowej.
11. Rodzaje hamowań elektrycznych silników indukcyjnych: prądnicowe, przeciwwłączeniem (przeciw prądem), hamowanie prądem stałym (dynamiczne). Prądnicowe – występuje gdy silnik ma prędkość obrotową większą od prędkości synchronicznej. Wówczas poślizg <0. Hamowanie przeciwwłączeniem – polega na tym że silnik indukcyjny szybko wyłącza się z sieci i przełącza szybko na przeciwny kierunek (zamiana ze sobą 2ch dowolnych przewodów fazowych zasilających stojan). Wówczas wirnik obraca się przeciwnie do kierunku wirowania pola magnetycznego. W chwili zatrzymania należy wyłączyć zasilanie gdyż może nastąpić ponowny rozruch w przeciwnym kierunku. Hamowanie prądem stałym – polega na odłączeniu stojana od sieci i zasileniu prądem stałym jednym z układów połączeń. Energia hamowania wydziela się w postaci strat zamienianych na ciepło. O wartości prądu stałego decyduje rezystancja uzwojenia stojana.
12. Napięcie zwarcia: jest to takie napięcie, które należy przyłączyć do uzwojenia pierwotnego transformatora, aby przy zwartym uzwojeniu wtórnym płynęły w transformatorze prądy znamionowe.
13. Dane dotyczące wielkości elektrycznych zawarte na tabliczce znamionowej transformatora:
- moc znamionowa pozorna wyrażona w VA, kVA lub MVA dla prądu przemiennego lub w kW dla prądu stałego.
- straty w miedzi (∆PCu)
- napięcie zwarcia (U2)
- straty jałowe (∆Po=∆PFe)
- prąd stanu jałowego (I0 A,%)
14. Rodzaje strat:
- straty w rdzeniu ∆PFe=∆Pn+∆Pw ∆Pn=kn*Bm2*f (straty histerezowe), ∆Pw=kw*Bm2*f2*d2ς (straty wiroprądowe) ς- rezystywność blach
- straty na uzwojeniach (straty w miedzi) ∆PCu=I12R1+I22R2 (R1, R2 – rez. w uzwojeniu, I1, I2 – prądy w uzwojeniu)
anmaria53