Transformator ima izgube v navitju in izgube v prostem teku . Njegova toplotna časovna konstanta znaša . Pri nespremenjeni napajalni napetosti transformator obremenimo z dvakratnim nazivnim tokom.
Po kolikšnem času mora izklopiti termična zaščita, da ne pride do pregrevanja preko dopustne (nazivne) temperature stroja?
Rešitev
Obremenitev transformatorja je:
Ker so izgube v navitju odvisne od kvadrata toka, se povečajo za faktor . Skupne izgube transformatorja pri novi obremenitvi so:
Temperatura transformatorja v času narašča po eksponentni funkciji:
Zanima nas čas , pri katerem nova temperatura doseže nazivno dopustno temperaturo, torej:
Pri tem pa velja:
Zato:
Vstavimo v enačbo za naraščanje temperature:
Tako je:
Naloga 2
Sinhronski turbogenerator ima naslednje nazivno podane podatke: , , , , (sinhronska reaktanca), . Generator deluje na togo omrežje z napetostjo , vzbujanje in dotok mehanske moči sta nastavljena tako, da je generator obremenjen z nazivnim tokom , vendar z faktorjem moči .
Kazalčni diagram
a) Električna moč oddana v omrežje
Pri velja:
Torej je oddana moč generatorja v omrežje .
b) Kolesni kot
Za sinhronski generator, ki napaja togo omrežje in ima , uporabimo razmerje iz kazalčnega diagrama:
Kazalec je vodilni (leži na realni osi), tok je v fazi z napetostjo (ker ), reaktiven padec napetosti pa zavije navzgor (90° zamik), kar povzroči, da je napetost nad z navidezno rotacijo za kot .
Formula za kolesni kot:
Pri in postane:
Torej:
c) Potreben vzbujalni tok
Najprej izračunamo inducirano napetost generatorja iz kazalčnega diagrama:
Ker je , :
Še za nazivno inducirano napetost:
Iz razmerja:
Naloga 3
Trifazni asinhronski motor s kratkostično kletko ima podane naslednje nazivne podatke: , , , , , , , , , Vezava:
a) Določite: izkoristek, slip, nazivni navor, ter vsoto izgub v statorju (Cu + Fe)
1. Sinhronska hitrost
Za motor z in frekvenco domnevamo, da je , kar ustreza polparom:
2. Slip (zdrs)
3. Mehanska moč in nazivni navor
Mehanska moč na gredi:
Nazivni navor:
4. Vhodna moč
5. Izkoristek
Izkoristek je razmerje med močjo na gredi in električno dovodeno močjo:
6. Skupne izgube v statorju
b) Kolikšna sta zagonski tok in navor, če motor zaganjamo v vezavi pri 25 % nazivni napetosti?
Naloga 4
Enosmerni motor s tujim vzbujanjem ima naslednje nazivne podatke: , , , , , Padec napetosti na ščetkah: . Motor naj deluje kot generator, pri čemer je obremenjen s tokom: . Želimo določiti vrtilno hitrost , pri kateri mora delovati, da je napetost na sponkah enaka nazivni ().
Rešitev
1. Določimo nazivni tok
Pri nazivni moči in izkoristku , je električna vhodna moč motorja:
Nazivni tok motorja:
2. Tok generatorja
Generator je obremenjen s četrtino nazivnega toka:
3. Napetostna enačba generatorja
Za enosmerni generator velja (vključno s ščetkami):