на водном, внутризаводском, рудничном транспорте и др. В соответствии с этим тяговые двигатели постоянного тока выполняют на различные мощности и напряжения. По сравнению с машинами стационарного типа условия работы тяговых электродвигателей значительно тяжелее, так как габариты двигателя ограничены диаметром ведущих колес и шириной колеи. Работа двигателя протекает в условиях частого пуска при значительных ускорениях подвижного состава и сопровождается резкими изменениями напряжения на зажимах двигателя, тока и частоты вращения. Таким образом, работа тягового двигателя носит напряженный характер в коммутационном, механическом и тепловом отношении. Обычный тип тягового двигателя - двигатель последовательного возбуждения.

Тяговые двигатели пульсирующего тока. Особенность таких двигателей - то, что их питают от сети переменного тока через выпрямительный блок из кремниевых диодов. Величину пульсации тока

ОЦеНИВаЮТ коэффициентом пуЛЬСаЦИИ &пул=(/тах-/min)/(/max +

-h/min). Существенный недостаток электродвигателя пульсирующего тока - напряженные потенциальные условия на коллекторе, способствующие возникновению на нем кругового огня. В настоящее время эти двигатели применяют при электрификации железных дорог на однофазном токе промышленной частоты. В СССР напряжение в контактном проводе равно 25 кВ при частоте 50 Гц. Пускают тяговые двигатели за счет постепенного увеличения напряжения на трансформаторе.

Раздел II ТРАНСФОРМАТОРЫ

Глава 10

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВО ТРАНСФОРМАТОРОВ

§ 10.1. Назначение и принцип действия трансформаторов

Трансформатор представляет собой статический электромагнитный преобразователь с двумя или больше обмотками, предназначенный (наиболее часто) для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Преобразование энергии в трансформаторе осуществляется переменным магнитным полем. Трансформаторы широко применяют при передаче электрической энергии на большие расстояния, при распределении ее между приемниками, а также в различных выпрямительных, усилительных, сигнализационных и других устройствах. При передаче электрической энергии от электростанции к потребителям сила тока в линии обусловливает потери энергии в этой линии и расход цветных металлов на ее устройство. Если при одной и той же передаваемой мощности увеличить напряжение, то сила тока в такой же мере уменьшится, а следовательно, можно будет применить провода с меньшим поперечным сечением. Это сократит расход цветных металлов при устройстве линии электропередачи и снизит потери энергии в ней. Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях синхронными генераторами при напряжении 11--20 кВ; в отдельных случаях применяется напряжение 30-35 кВ. Хотя такие напряжения являются слишком высокими для их непосредственного использования в производстве и для бытовых нужд, они недостаточны для экономичной передачи электроэнергии на большие расстояния. Дальнейшее повышение напряжения в линиях электропередачи (до 750 кВ и более) осуществляют повышающими трансформаторами.

Приемники электрической энергии (лампы накаливания, электродвигатели и др.) из соображений безопасности рассчитывают на более низкое напряжение (ПО-380 В). Кроме того, изготовление электрических аппаратов, приборов и машин на высокие напряжения связано со значительными конструктивными сложностями, так как токоведущие части этих устройств при высоком напряжении требуют усиленной изоляции. Поэтому высокое напряжение.

при котором происходит передача энергии, не может быть непосредственно использовано для питания приемников и подводится к ним через понижающие трансформаторы.

Электрическую энергию переменного тока по пути от электростанции, где она вырабатывается, до потребителя приходится трансформировать 3-4 раза. В распределительных сетях понижающие трансформаторы нагружаются неодновременно и не на полную мощность. Поэтому полная мощность трансформаторов, устанавливаемых для передачи и распределения электроэнергии, в 7-8 раз больше мощности генераторов, устанавливаемых на электростанциях.

На рис. 10.1 изображена принципиальная схема включения трансформатора, на которой для ясности первичная 1 и вторичная 3 обмотки помещены иа разных стержнях стального магнитопровода 2. В действж тельности каждая обмотка размещается на обоих стержнях так, что половины двух обмоток находятся на левом, а вторые половины - на правом стержне магнитопровода. При таком расположении обмоток достигается лучшая магнитная связь между ними, благодаря чему снижаются потоки рассеяния, которые не участвуют в процессе трансформирования энергии. Действие трансформатора основано на явлении взаимной индукции. Если первичную обмотку 1 трансформатора включить в сеть источника переменного тока, то по ней будет протекать переменный ток /0, который создает в сердечнике 2 трансформатора переменный магнитный поток. Этот магнитный поток, пронизывая витки вторичной обмотки 3, будет индуктировать в ней э. д. с. Е2. Если вторичную обмотку замкнуть на какой-либо приемник энергии (лампа накаливания 4), то под действием индуктируемой э. д с. Е2 по этой обмотке и через приемник энергии начнет протекать ток /2. Одновременно в первичной обмотке также появится нагрузочный ток / который в сумме с током /о составит ток первичной обмотки li. Таким образом, электрическая энергия, трансформируясь, будет передаваться из первичной сети во вторичную при напряжении, на которое рассчитан приемник энергии, включенный во вторичную сеть.

В целях улучшения магнитной связи между первичной и вторичной обмотками их помещают на стальном магнитопроводе. Обмотки изолируют как друг от друга, так и от магнитопровода. Обмотку более высокого напряжения называют обмоткой высшего напряжения (ВН), а обмотку более низкого напряжения - обмоткой низшего напряжения (НН). Обмотку, включенную в сеть источ-

Рис. 10.1. Принципиальная схема включения трансформатора