Тема 9 Электрические машины

Трансформатор Устройство. Опыт холостого хода и короткого замыкания. Рабочий режим. Векторная диаграмма.

Трансформаторы. Назначение и область применения. Векторная диаграмма и схемы замещения трансформатора. Трехфазные трансформаторы. Группы соединений обмоток трансформаторов. Параллельная работа трансформаторов.

Однофазные и трехфазные автотрансформаторы. Измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Виды электромагнитных устройств. Назначение магнитопровода. Свойства ферромагнитных материалов. Магнитные цепи с постоянной магнитодвижущей силой (МДС). Реальная и идеализированная магнитные цепи. Закон полного тока и его применение для анализа магнитной цепи.

Вебер-амперные характеристики. Неразветвленные и разветвленные магнитные цепи. Графоаналитические методы расчета магнитных цепей.

Магнитные цепи с переменной МДС. Реальная и идеализированная катушки с магнитопроводом. Уравнения электрического состояния, векторная диаграмма и схема замещения реальной катушки с магнитопроводом.

Электрические машины

Классификация электрических машин. Двигатели и генераторы. Обратимость электрических машин. Структура электропривода (синхронный и асинхронный электропривод).

Электрические машины постоянного тока

Устройство и принцип действия машины постоянного тока (МПТ). Электродвижущая сила и электромагнитный момент МПТ. Реакция якоря.

Генераторы с независимым возбуждением и самовозбуждением. Генераторы с последовательным, параллельным и смешанным возбуждением.

Режим двигателя. Двигатели с последовательным, параллельным и смешанным возбуждением. Регулирование скорости вращения якоря двигателя. Пуск двигателя постоянного тока. Пусковой момент на валу якоря двигателя, универсальные коллекторные машины.

Асинхронные и синхронные машины

Устройство трехфазной асинхронной машины. Вращающееся магнитное поле. Режимы работы трехфазной асинхронной машины. Скольжение. Электродвижущие силы, индуктируемые в обмотках статора и ротора. Токи в обмотке ротора.

Электромагнитный момент. Частота вращения ротора. Векторная диаграмма фазы асинхронного двигателя (АД). Схема замещения. Энергетический баланс АД. Вращающий момент АД. Механическая характеристика АД.

Пуск АД. Асинхронные двигатели с фазным и короткозамкнутым роторами. Рабочие характеристики АД. Способы регулирования скорости вращения ротора. Устройство трехфазных синхронных машин. Режимы работы синхронной машины.

Получение синусоидальной ЭДС в синхронном генераторе. Уравнение электрического состояния, схема замещения и упрощенная векторная диаграмма фазы синхронного генератора (СГ).

Электромагнитный момент и угловая характеристика СГ, V-образная характеристика СГ. Регулирование активной и реактивной мощности СГ. Включение СГ на параллельную работу с системой бесконечной мощности.

Уравнение электрического состояния, схема замещения и упрощенная векторная диаграмма фазы синхронного двигателя (СД).

Электромагнитный момент и угловая характеристика СД. V-образная характеристика СД. Регулирование активной и реактивной мощности СД. Пуск СД.

Основная литература: [1, 3];

Дополнительная литература: [9, 11].