Motoare și transformatoare

Co la transformator?

Transformatorul este un dispozitiv electric a cărui funcționare se bazează pe principiul inducției electromagnetice reciproce. Acest dispozitiv transformă un sistem de tensiuni și curenți alternativi într-un sistem de tensiuni și curenți alternativi cu valori diferite, menținând în același timp frecvența.

Ce tipuri de transformatoare există?

Datorită structurii lor, transformatoarele pot fi împărțite în trei grupuri:

1. Transformatoare de energie – utilizate în industria energetică pentru transportul și distribuția energiei electrice;
2. Transformatoare de putere redusă – utilizate în dispozitive electrice și electronice, automatizări, comunicații și telemecanică;
3. Transformatoare speciale – construite pentru aplicații speciale, inclusiv: transformatoare utilizate în măsurători, transformatoare de sudare, transformatoare de testare, transformatoare redresoare și transformatoare de siguranță.

Constructia unui transformator

Fiecare transformator este compus din următoarele elemente:

a)miezul ferromagnetic - constituiecircuitul magnetic al transformatorului;

b)două circuite electrice - înfășurările primare și secundare care constituiecircuitul electric al transformatorului.

Circuit magnetic - este un miez format din foi de transformator cu o grosime de la 0,3 la
0,5 mm, care sunt izolate unele de altele cu un strat de lac, sticlă de apă, hârtie sausiliciu. Izolația este utilizată pentru a limita curenții turbionari pentru a preveni supraîncălzirea miezului. Părțile miezului pe care sunt așezate înfășurările se numesc coloane sau stâlpi, iar părțile care leagă coloanele de sus și de jos se numesc juguri. Decalajul dintre coloane și posturi se numește fereastră.

Circuit electric – este compus din înfășurări care sunt realizate într-un aranjament concentric (cilindric) sau circular. Înfășurările sunt realizate din fire de cupru și sunt împărțite în jumătăți și așezate pe coloanele de miez. Înfășurarea superioară este împărțită în mai multe bobine, separate prin fante - aceasta pentru a asigura o răcire mai bună. Înfășurarea părții inferioare este complet izolată de înfășurarea părții superioare.

Funcțiile transformatorului

Un transformator, în afară de modificarea tensiunii și a curentului la o frecvență constantă, poate îndeplini următoarele funcții:

- poate acționa ca izolație galvanică a circuitelor electrice;
- potriviți parametrii a două părți ale unui circuit electric;
- pentru a obtine conditii optime de cooperare;
- poate fi folosit ca patru piese cu impedanta corespunzatoare;
- care este conectat între sursă și receptor, de exemplu, pentru a limita curenții de scurtcircuit;
- servește ca un filtru care elimină componentele de curent continuu și tensiune.

Parametrii de bază ale transformatorului

Mărimile de bază care descriu un transformator sunt:

- tensiuni nominale U₁ ,U₂;
- raport nominal n_z – acesta este raportul valorilor efective ale tensiunilor nominale fază la fază; - tensiune mai mare U₁și tensiune mai mică U₂;
- curenți nominali I _n1,I_n2;
- puterea nominală a transformatoruluiS_n; < br /> - tensiune procentuală de scurtcircuitΔU_z% - aceasta este tensiunea care, atunci când este aplicată pe partea primară, cu partea secundară scurtcircuitată, va determina valoarea nominală curent de curgere;
- pierderi de putere în înfășurările transformatorului (sarcină) ΔP_CU;
- pierderi de putere în miezul transformatorului ΔP _FE ;
- curent fără sarcină I_0%- acesta este curentul care circulă atunci când înfășurarea primară este conectat la sursa de alimentare – în timp ce înfășurarea secundară este deschisă.

Răcirea transformatorului

Dacă clasificam transformatoarele în funcție de lichidul de răcire utilizat, putem distinge trei grupuri de bază:

1. transformatoare uscate – miezul cu înfășurări este în aer sau în izolație cu rășină. Puterile lor ajung până la 4 MVA.
2. transformatoare de aer – mijlocul de răcire folosit este aerul. Transformatorul este răcit într-un circuit deschis. Aceasta înseamnă că aerul folosit pentru răcire este preluat din împrejurimile transformatorului. Se folosesc în locuri cu risc de incendiu.
3. transformatoare de ulei – lichidul de răcire folosit este uleiul. Miezul transformatorului și înfășurările sale sunt scufundate într-o cuvă umplută cu ulei de transformator. Cuva este din tablă, dar trebuie subliniat că fundul cuvei este mult mai gros decât pereții. Principiul de funcționare este că uleiul încălzit în timpul funcționării crește datorită convecției pentru a curge de-a lungul pereților cuvei sau în interiorul țevilor de răcire care ies în exterior și cade în jos când temperatura scade. Uleiul degajă căldură mediului prin pereții rezervorului, dar în același timp umple canalele de răcire dintre înfășurări și în miez, ceea ce îl face nu doar un factor de răcire, ci și un factor de izolare.

Ce este un motor electric?

Un motor electric este o mașină care transformă energia electrică în energie mecanică. Acest lucru se face folosind un câmp magnetic.

Ce tipuri de motoare electrice există?

Există multe varietăți de motoare, acestea pot diferi în funcție de carcasă, formă sau utilizare. Cu toate acestea, principiul rămâne același: un câmp magnetic este folosit pentru a roti arborele. Cu toate acestea, motoarele sunt clasificate în trei grupuri de bază:

- motoare cu curent continuu (DC) – acest grup include motoarele cu comutator

- magnet permanent (PMDC);
- serie;
- șunt;
- serie-shunt;
- < puternic >motoare cu curent alternativ (AC)– acestea sunt motoare alimentate direct de la rețea. Împărțirea acestui grup este complicată din cauza numărului de criterii:

- motoare asincrone – rotorul unui astfel de motor se rotește mai lent decât câmpul magnetic. În această grupă, motoarele cu inducție cu veveriță sunt cele mai des folosite:

- condensator monofazat;
- Monofazat cu o fază de pornire scurtcircuitată;
- Monofazată cu o înfășurare de pornire deconectată;
- Trifazat.

- Motoare sincrone – rotorul unui astfel de motor se rotește cu o viteză egală cu viteza de rotație a câmpului magnetic. Sunt monofazate sau trifazate;
- Motoare cu comutator universal – acestea sunt motoare cu comutator în serie adaptate pentru a fi alimentate dintr-o rețea de curent alternativ monofazat.

- Motoare cu control impuls (motoare cu comutație electronică) – această grupă include motoarele a căror funcționare nu este posibilă fără sisteme electronice de control. În mod tradițional, aceste motoare au fost considerate motoare cu curent continuu, dar în timp au apărut ca o categorie separată. Distingem următoarele tipuri de motoare:

- Motoare pas cu pas – datorită structurii lor, putem distinge motoare cu reluctanță variabilă, cu magnet permanent, și hibride. Datorită controlului înfășurărilor: motoare unipolare și bipolare
- Motoare fără perii cu magnet rotativ (BLDC) - în engleză, acestea sunt motoare DC (BrushLess DC).
- Motoare liniare – efectul unui astfel de motor nu este de rotație, ci de mișcare liniară. Designul motorului constă, vorbind colocvial, în „desfacerea” rotorului și statorului pe un plan.
- Motoare liniare VCM - din engleză Voice Coil Motor , acest nume reflectă funcționarea principală a acestei structuri. Este similar cu mișcarea unei bobine de difuzor într-un magnet strâns. Deplasarea liniară a acestor motoare nu depășește 50 m, motiv pentru care se numesc Actuator cu bobină vocală (VCA).

Care sunt parametrii motoarelor electrice?

- Tensiunea de alimentare – valoarea tensiunii la care sunt determinați alți parametri ai motorului;
- Puterea nominală – este puterea electrică dată în wați, adică puterea consumată atunci când funcționează la viteza normală de rotație. Puterea mecanică este mai mică și depinde de randamentul motorului;
- Cuplul de pornire – esteun parametru important care informează dacă motorul poate porni sub sarcină. Acest parametru determină utilizarea unui anumit motor într-o anumită aplicație. Cuplul de pornire poate fi mic (până la 150%), mediu (150 ... 250%) și mare (peste 250%);
- Viteza nominală;
- Curentul nominal de curent – curent consumat în timpul funcționării normale;
- Curentul de pornire – curentul care apare la accelerarea motorului, este de la 2 la 8 ori mai mare decât valoarea nominală curent;
- Direcția de rotație – parametru pentru motoarele cu comutator în serie și motoarele cu inducție monofazate selectate;
- Structură mecanică – dimensiuni, greutate, tip de rulmenți, montaj, diametrul arborelui, structura carcasei și răcire.