6.2 Обмотки машин постоянного тока

6.2.1 Простая петлевая обмотка машин постоянного тока

1. S=Z=K=12,2p=2 6. S=Z=K=42, 2p=8

2. S=Z=K=18, 2p=4 7. S=Z=K=48, 2р=8

3. S=Z=K=24, 2p=6 8. S=Z=K=48, 2p=6

4. S=Z=K=30, 2p=6 9. S=Z=K=42, 2p=6

5. S=Z=K=36, 2p=8 10. S=Z=K=36, 2p=6

6.2.2 Простая волновая обмотка

11 .S=Z=15, 2р=4 21. S=K=Z=24, 2p=6

12.S=K=Z=19, 2p=4 22. S=K=Z=36, 2p=4

13.S=K=Z=24, 2р=4 23. S=K=Z=40, 2p=4

14.S=K=Z=15, 2p=2 24. S=K=Z=40, 2p=6

15.S=K=16, 2p=2 25. S=K=Z=48, 2p=6

16.S=K=18, 2p=4 26. S=K=Z=48, 2p=4

17.S=K=Z=15, 2p=4 27. S=K=56, 2p=6

18.S=K=30, 2p=4 28. S=K=62, 2p=6

19.S=K=36, 2p=6 29. S=K=68, 2p=8

20.S=K=36, 2p=4 30. S=K=82, 2p=8

6.2.3 Сложно-петлевая обмотка

31.S=K=Z₃=20, tn=2, U=l, 2р=4 36. S=K=48, m=2, 2p=8

32.S=K=Z₃=24, m=2, U=l, 2p=4 37. S=K=52, m=2, 2p=8

33.S=K=Z₃=28, m=2, U=l, 2p=4 38. S=K=62, m=2, 2p=8

34.S=K=Z₃=32, m=2, U=l, 2p=6 39. S=K=68, m=2, 2p=8

35.S=K=42, m=2,2p=4

6.2.4 Сложно-волновая обмотка

40.S=K=Z₃=2O, U=l, Z=20, m=2, 2p=4 45. S=K>36, 2p=6, m=2

41.S=K=Z₃=24,U=1, Z=24, m=2, 2pF=4 46. S=K=42, 2p=8, m=2

42.S=K=Z₃=28, U=l, Z=28, m=2, 2p=4 47. S=K=48, 2p=8, m=2

43.S=K=32, Z=28, 2p=4, m=2 48. S=K=56, 2p=8, m=2

44.S=K=36, 2p=4, m=2 49. S=K=64, 2p=10, m=2

6.3 Обмотки электрических машин переменного тока

6.3.1 З^х-фазная 2^х-слойная петлевая обмотка с y₁= и y₁<

1. Z=36, 2p=4, q=3 6. Z=36, 2p=4, q=3 11. Z=30, 2p=8

2. Z=24, 2p=4, q=2 7. Z=24, 2p=4, q=2 12. Z=30,2p=4

3. Z=36, 2p=4, q=3 8. Z=36, 2p=4, q=3 13.Z=26, 2p=4

4. Z=48, 2p=4, q=4 9. Z=18, 2p=2, q=3 14. Z=30, 2p=2

5. Z=24, 2p=4, q=2 10. Z=12, 2p=2, q=2 15. Z=33, 2p=10

16.Z=36, 2p=4

17. Z=30,2p=2

18. Z=36, 2p=2

6.3.2 З^х-фазная 2^х-слойная волновая обмотка с целым q и дробным q

19. Z=36,2p=6, q=2 23.Z=42,2p=4 27. Z=18,2p=4

20. Z=36, 2p=4, q=4 24. Z=48, 2p=4 28. Z=36, 2p=6, q=2

21.Z=24,.2p=4,q=2 25. Z=48, 2p=8, q=2 29. Z=36, 2p=4, q=3

22.Z-36, 2p=8 26. Z=24, 2p=4, q=2 30. Z=32, 2p=4

6.4 Задачи по асинхронным машинам

1) Напряжение статора асинхронной машины =220 В. Параметры Т-образной схемы замещения: =0,52+jl,49 Ом, =2,7+j38 Ом. Определить ток машины в режиме идеального холостого хода и его составляющие.

2) Найти в относительных единицах ток идеального холостого хода при номинальном напряжении =1, если параметры асинхронной машины: =0,09+j3,2; =0,05+j0,135.

3) По упрощенной Г-образной схеме замещения найти составляющие тока ветви ротора шестиполюсного асинхронного двигателя, подключенного к сети переменного тока с номинальным напряжением и частотой 50 Гц. Частота вращения ротора n=976 об/мин. Параметры схемы замещения =0,056, =0,026, =0,11, Х'.₂=0,13.

4) Пользуясь упрощенной Г-образной схемой замещения, вычислить коэффициент мощности cosφ четырехполюсного асинхронного двигателя, подключенного к сети переменного тока с напряжением = l и частотой 50 Гц при номинальной угловой скорости вращения ротора ω_H =154,2 рад/с. Двигатель имеет следующие параметры в относительных единицах: =0,04, =0,018, =0,09, =0,14, =0,15, =4,4.

5) Определить с помощью упрощенной Г-образной схемы, как изменится ток в обмотке ротора при переходе от пуска до номинальной частоты вращения n=1480 об/мин четырехполюсного асинхронного двигателя, если параметры схемы замещения двигателя: =0,12+j5; =0,024+j0,093, =0,014+j0,121.

Частота питающей сети 50 Гц.

6) Асинхронный двигатель, работающий при номинальном напряжении, имеет следующие параметры схемы замещения: =0,04, =0,021, =0,08, =0,12, =0,12, =4. Как изменится величина коэффициента мощности cosφ при переходе от режима пуска до режима номинального скольжения S_H =0,021.

7) Напряжение первичной сети шестиполюсной асинхронной машины U_1C=660 В, частота f, =50 Гц. Обмотка статора соединена в звезду. Построить механическую характеристику машины при изменении скольжения в пределах -0,5<s<l,5 следующих постоянных значений параметров машины: R₁=0,04Oм, R₂=0,05 Ом, Х₁=0,28 Ом, Х₂=0,35 Ом. Определить величину электромагнитного момента при частоте вращения ротора n=970 об/мин.

8) Для номинального напряжения при следующих значениях параметров: =0,017, =0,022, =0,13, =0,16, построить механические характеристики в диапазоне изменения скольжения асинхронной машины S_m<s<S_m. Определить диапазон s, при котором допустима линейная аппроксимация механической характеристики с точностью М < 0,1.

9) Обмотка статора четырехполюсного асинхронного двигателя при соединении в треугольник включена в первичную сеть с напряжением U_lC=380 В и частотой f, =50 Гц. Приведенное активное сопротивление обмотки ротора R₂=0,05 Ом. Принимая кривую зависимости электромагнитного момента от скольжения в начальной части линейной, построить механическую характеристику двигателя для диапазона скольжения 0<s<0.03 при переключении обмотки статора в звезду.

10) Ротор шестиполюсной асинхронной машины с параметрами: =0,035, =0,042, = =0,125 вращается с частотой n=300 об/мин против направления вращения поля. Определить величину электромагнитного момента в этом режиме, если напряжение первичной сети = l, а частота f₁ =50 Гц.

11) Найти критическое скольжение и максимальные моменты асинхронной машины, имеющей следующие параметры: = =0,03, = =0,13. Напряжение питающей сети =l. Как изменятся искомые величины при новом уменьшенном значении = =0,1?

12) Асинхронная машина имеет следующие параметры: =0,02, =0,025, =0,14, =0,16. Определить значение активного сопротивления цепи ротора, при котором критическое скольжение равно 0,4. Определить в этих условиях изменение начального пускового момента и номинального скольжения.

13) Определить индуктивное сопротивление короткого замыкания Х_K = X₁ +Х₂ четырехполюсного трехфазного асинхронного двигателя, имеющего номинальную мощность Р₂=10 кВт, частоту вращения n=1450 об/мин, номинальное фазное напряжение U_Ф=220 В, кратность максимального момента М_m/М_Н=2, активное сопротивление обмотки статора R₁=0,4 Ом, частота сети f₁=50 Гц.

14) Четырехполюсный асинхронный двигатель при номинальном напряжении сети U_lС=380 В, f =50 Гц и коэффициенте мощности cosφ=0,86 потребляет из сети ток I_1С=15,2 А. Номинальная частота вращения ротора n=1460 об/мин, КПД =0,884, кратность максимального момента М_mМн=2, активное сопротивление фазы обмотки статора R₁ =0,524 Ом. Вычислить индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора, если приведенное индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора Х₂=1,67 Ом. Схема соединений обмоток статора - звезда.

15) Двухполюсный трехфазный асинхронный двигатель в номинальном режиме потребляет мощность Р₁=10 кВт при частоте вращения n=2930 об/мин. Частота сети 50 Гц. Построить механическую характеристику двигателя по следующим данным: кратность максимального момента М_m/Мн=2,2, КПД =88 %.

16) При какой частоте вращения ротора двухполюсной асинхронной машины при скольжении s = - 0,1 в статоре будет генерироваться ЭДС, изменяющаяся с частотой f= 50 Гц.

17) Асинхронный двигатель с числом полюсов 2р = 4 имеет номинальную частоту вращения п = 1450 об/мин. Определить номинальное скольжение двигателя, частоту ЭДС взаимной индукции в фазах статора и ротора, если синхронная частота вращения η₁ =1500 об/мим.

18) ЭДС, индуцируемая в фазе ротора асинхронной машины при скольжении s = 0,03, равна 6 В. Найти ток в обмотке неподвижного ротора, если активное сопротивление фазы об мот км ротора К₂ = 0,01 Ом, а индуктивность рассеяния Ь_2о = 2,2-10⁴ Гц. Частота сети f= 50 Гц.

19) Трехфазный асинхронный двигатель с числом полюсов 2р = 6 подключен к сети частотой f₁ = 50 Гц. Ротор двигателя вращается с угловой скоростью ω = 100 рад/с. Какова частота вращения МДС ротора по отношению к ротору? Определить угловую скорость и частоту вращения МДС обмотки статора и ротора относительно статора.

20) Асинхронная машина имеет следующие параметры: К·1 = 0,02, К·2 = 0,025, Х·1 = 0,14, Х·2 = 0,16. Определить значение активного сопротивления цепи ротора, при котором критическое скольжение равно 0,4. Определить в этих условиях изменение начального пускового момента и номинального скольжения.

21) Четырехполюсный асинхронный двигатель при номинальном напряжении сети U_1с = 380 В, f₁ = 50 Гц и коэффициенте мощности соз& = 0,86 потребляет из сети ток I_1c = 15,2 А. Номинальная частота вращения ротора п = 1460 об/мин, КПД η = 0,884, кратность максимального момента М_т/М_н = 3, активное сопротивление фазы обмотки статора R₁= 0,524 Ом. Вычислить индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора, если приведенное индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора Х₂ = 1,67 Ом. Схема соединений обмоток статора - звезда.

22) Двухполюсный трехфазный асинхронный двигатель в номинальном режиме потребляет мощность Р = 12,5 кВт при частоте вращения п = 2930 об/мин. Частота сети 50 Гц. Построить механическую характеристику двигателя по следующим данным: кратность максимального момента М_m/М_н = 2,2, КПД η = 88 %.

23) Отношение максимального момента асинхронного двигателя к номинальному М_т/М_н = 2,0. Определить величину критического скольжения если номинальное скольжение s_н =2,3 %.

24) Четырехполюсный асинхронный двигатель при номинальной нагрузке потребляет из сети активную мощность Р₁ = 16,9 кВт. Номинальная частота вращения п = 1470 об/мин, суммарные потери в двигателе ЕР = 1,9 кВт. Отношение пускового момента к номинальному М_т/М_н =1,1. Определить приведенное активное сопротивление обмотки ротора, если активное сопротивление обмотки статора Я₁ =1,1, Ом, индуктивные сопротивления рассеяния обмотки статора X1 + Х’₂ = 5,2 Ом. Частота сети f₁ = 50Гц.

25) Проверьте, согласуются ли между собой следующие данные двигателя: полезная мощность Р₂ = 4 кВт, напряжение U₁ = 220/380 В, ток I₁ = 14/8 А, коэффициент полезного действия п = 85,5, коэффициент мощности cosφ₁ = 0,93, схема соединения Y/Δ.

26) В протоколе испытания четырехполюсного асинхронного двигателя приведены следующие результаты: частота питающей сети - 50 Гц, частота вращения ротора п = 1410 об/мин, коэффициент полезного действия п = 0,95. Совокупность этих данных позволяет утверждать, что при испытаниях допущена ошибка. Почему?

27) Полезный вращающий момент на валу четырехполюсного асинхронного двигателя М₂ = 88,5 Н·м. Частота вращения ротора n = 1450 об/мин. Измеренное между линейными зажимами активное сопротивление обмотки статора R' = 0,268 Ом. Ток в сети I_С = 43,5 А. Частота сети 50 Гц. Определить электрические потери в обмотке ротора, потребляемую мощность и коэффициент полезного действия в рассматриваемом режиме, предполагая, что магнитные потери в сердечнике статора составляют 1/3 от электрических потерь в обмотке статора, а механические и добавочные потери пренебрежимо малы.

28) Электрические потери в обмотке статора асинхронного двигателя Р_э1 = 500 Вт. Мощность, подводимая к двигателю, 13,8 кВт. Определить электромагнитную мощность, мощность на валу двигателя, электрические потери в обмотке ротора, механические и добавочные потери, если четырехполюсный двигатель вращается с частотой п = 1450 об/мин, КПД машины п = 87 %. Частота сети 50 Гц. Магнитные потери в магнитопроводе статора принять равными 2/3 от электрических потерь в обмотке статора.

29) Асинхронный двигатель при напряжении сети 380 В в режиме холостого хода потребляет из сети ток 30 А с коэффициентом мощности 0,09. Активное сопротивление фазы шестиполюсной обмотки статора, соединенной в звезду, равно 0,07 Ом. Под номинальной нагрузкой двигатель потребляет из сети активную мощность 145 кВт при коэффициенте мощности 0,88 и вращается с частотой п = 965 об/мин. Пренебрегая механическими и добавочными потерями, определить полезный вращающий момент на валу двигателя. Частота питающей сети f = 50 Гц.

30) Четырехполюсный асинхронный двигатель с фазным ротором при напряжении сети 380 В в режиме холостого хода вращается с частотой 1500 об/мин и при коэффициенте мощности 0,08 потребляет из сети ток 25 А. Активное сопротивление фазы обмотки статора, соединенной в звезду, равно 0,02 Ом. Обмотка ротора включена в треугольник. Сопротивление обмотки ротора измеренное на кольцах, равно 0,008 Ом. Под номинальной нагрузкой двигатель потребляет из сети 110,5 кВт при коэффициенте мощности 0,85, линейный ток в роторной цепи 278,2 А. Предполагая, что механические потери равны магнитным потерям в сердечнике статора, определить скорость вращения ротора в номинальном режиме.