32. Трансформаторы. Назначения. Устройство и принцип действия. (продолжение)

36) Принцип работы генератора постоянного тока. Внешняя характеристика.

К якорю подключается приемник (потребитель) с сопротивлением и приводится во вращение тепловым двигателем. При этом будет вращаться якорная оболочка, которая будет пересекать магнитный поток возбуждения. По закону электромагнитной индукции в якоре наводится ЭДС и в сопротивлении протекает ток .

Вращения с витками коллекторной пластины и неподвижные щетки обеспечивают электрическое соединение витка, но и являются устройством, выполняющим роль механического усилителя тока. Платины ионизируются друг от друга. У каждой секции якорной обмотки есть выход на коллектор. Провода из внешней сети через коллектор подводят ток к вращающейся обмотке якоря.

Машины постоянного тока обладают свойством обратности.

Генераторы подразделяются:

1. Генераторы с независимым возбуждением

2. Генераторы с последовательным возбуждением (OB- обмотка возбуждения)

3. Генераторы с параллельным возбуждением (OB- обмотка возбуждения)

4. Генераторы со смешанным возбуждением

Внешняя характеристика- зависимость напряжения на зажимах генератора от тока нагрузки ( ) при частоте вращения и токе обмотки возбуждения .

41) Полупроводниковый диод, основные характеристики. Выпрямители переменного тока, параметры. Схемы выпрямителей.

Диод-прибор, который пропускает ток в одном направлении.

Изготавливают из полупроводникового материала с 2 мя типами проводим-ти.

1. электронной(n)

2. дырочной(p)

При соприкосновении образуется перех-й слой кот. Наз-ся p-n переход.

Uак >0

При подаче на А полож. Напряж. То Д будет наход. В открытом состоянии и через него протек. Большой ток при малых прилож. Напряжениях

U0-напряжение отсечки, кот. Харак-т резкое возрастание I

Если приложить отрицат. Напряж. К А, то через Д будет протекать очень малый обратный ток, кот. На много меньше прямого тока. Такое состояние наз-ся запертым.

ВАХ определяет режим работы Д

Угловая характеристика

М(Θ)=Мsin Θ

Если Θ>π/2 тогда ротор выпадает из синхронизма и двигатель останавливается(Мт>Мmax)

Для пуска двигателя необ-мо ротор вращать с част. Близкой к частоте вращения статора.

Схемы выпрямления.

1.Однофазная однополупериодная схема.

1Д включ. Послед. Напр.

Ток проходит в течении «+» полупериодов. Ток получается пульсирующи.

Для сглажив. Пульсаций применяют емкостные или индуктивно-емкостные фильтры.

Если фильтр емкостной, то емкость поключают параллельно нагрузке.

Во время прох. Тока через Д емкость подзаряжается. Когда Д запер. емкость разряжается на нагрузку. пульсац. уменьшается. Наиб. Эффект. Являются индуктивно-емкостные фильтры, кот. Подкл. Между вентильн. Группой и нагрузкой.

2. Однофазная 2х полупериодная

Выпрямитель-статич. Устройство, служ. Для преобразования переменного источника электр. Энергии в постоянный.

1.Трансформатор – изменяет напряжен. Сети от Uвх до U1

2.Вентильная группа – преобразует переем. Ток в пульсирующий.

3. Сглажив. Фильтр – уменбш. Напр. Или ток до допутимого для работы нагрузки

Основные параметры.

1. fп = 1/Tп – частота пульсаций.[Гц]

2. P=Uu/ Uср – коэф. Пульсаций

3. ή=Рвых/Рвх

4. внешняя характеристика Uср= Uср(Iср)

38) Асинхронные двигатели, конструкция, типы двигателей. Принцип работы, КПД, механические характеристики.

Двигатель состоит из неподвижной части - статор, и подвижной – ротор.

1- статор: полый цилиндр из листов электротехнической стали с пазами на внутренней поверхности цилиндра, в которые укладывается статорная обмотка;

2- ротор: цилиндр из листов электротехнической стали с пазами на внешней поверхности цилиндра, в которые укладывается роторная обмотка.

2 вида конструкций:

1. Если обмотка ротора замкнута - двигатель с короткозамкнутым ротором.

2. Если три вывода от каждой обмотки выводятся наружу, где присоединяются к реостату – двигатель с фазным ротором.

При подключении обмотки статора в трехфазную сеть, создается вращающееся магнитное поле. Частота вращения магнитного поля связана с частотой сети :

, где - число пар полюсов.

Вращающееся магнитное поле пересекает витки роторной обмотки и наводит ЭДС индукцию, которая вызывает в замкнутой обмотке ток . В результате силового взаимодействия с вращающимся магнитным полем на роторе создается электромагнитный момент, приводящий ротор в движение в направлении вращения магнитного поля статора.

Частота вращения ротора частоты вращения магнитного поля статора магнитное поле статора будет двигаться относительно движущихся в туже сторону проводников ротора и наводить на них вторичные токи . По этой причине двигатель называется асинхронным.

Для оценки отставания вращения ротора от поля статора параметр называемый скольжением:

(номинально 1-6%)

- скорость вращения поля статора, ; - скорость вращения поля ротора, .

Механическая характеристика:

1. - вращающий момент;

2. - скорость вращения ротора, ( ).

Механическая характеристика позволяет определить величину вращающего момента при заданной скорости двигателя.

Если двигатель выполняет полезную работу, то на него подается механическая нагрузка.

1. короткозамкнутый ротор ( ), называется естественной характеристикой;

2. двигатель с фазным ротором ( ), используется для облегчения запуска двигателя;

3. нагрузочная характеристика.

- тормозной момент.

1. устойчивая рабочая точка;

2. точка неустойчивой работы.

КПД:

- электрическая мощность, поступающая из сети в двигатель;

- мощность на валу двигателя (полезная).

Потери КПД:

-мощность потерь в обмотке статора;

-мощность потерь в обмотке ротора;

-мощность потерь в стали статора;

-мощности механических потерь на трение.

40) Синхронные машины. Особенности конструкций роторов. Механическая характеристика двигателей. Угловая характеристика.

Особенности:

1. Частота вращения ротора связана с частотой переменного тока;

2. Синхронные машины обладают свойством обратности (могут работать как генератор и как двигатель).

Статоры синхронных машин переменного тока не отличаются от статоров асинхронных машин.

Роторы синхронных машин бывают двух видов:

1. С явно выраженными полюсами - на ротор наматывают обмотку возбуждения, на которую через скользящие контакты подводится ток возбуждения , который создает магнитный поток возбуждения .

Используются когда

Ротор синхронных машин - электромагнитная постоянная тока образует магнитное поле, которое вращается вместе с ротором.

2. С неявно выраженными полюсами – обладают высокой динамической прочностью.

Используются когда

Механическая характеристика абсолютно жесткая: не зависит от .

42. Транзистор. Два типа. Три схемы включения транзистора. Коэф-ты усиления тока.

Транзистор – полупроводниковый прибор с 2мя взаимодейств. Рn переходами и с 3мя выводами.

Типы: Pnp

Npn

2pn перехода, кот. Соед. Общей областью базой. Наружный слой, кот. Включ. В прямом направления наз-ся эммитер.(поставщик носителей тока). Другой наружный слой, кот. Включается в обратном направлении, наз-ся коллетор(собирает носители тока)

Носители тока, поставл. Эмиттером проходят через тонкий базовый слой и собир-ся коллектором.

Три способа включения:

1. Схема с общей базой(ОБ)

2. Схема с общими эмиттером(ОЭ)

Основные параметры транзистора

• коэф-т усиления тока в схеме с ОБ

• коэф-т усиления тока в схеме с ОЭ

Статический коэф-т усиления тока в схеме с ОБ

Использует подключение к нагрузке 2х фаз напрядения

+Полупериод ток проходит через Д1 и Д2. После смены напряжения ток пойдёт Д3 и Д4.

Лучше т.к с увеличением число фаз форма кривой нап. На нагрузке получается сглаженной.

Трёхфазная с выводом нейтрали.

Ток на нагрузку проходит через Д потенциал на А выше, чем потенциал других.

Трёхфазная мостовая схема

Нагрузка подключ. К тем обмотка между кот. Наивысшее напряжение. Максимальное Uвых соот-т макс. Линейному напряжению на входе на 2 обмотке трансформатора.

43) Усилители, основные характеристики. Схемы усилителей напряжения. Задание режима работы усилителя. Нелинейные искажения, стабилизация рабочей точки.

Усилитель – устройство увеличивающее мощность, напряжение, силы тока за счет энергии внешних источников.

1. Коэффициент усиления по мощности ;

2. Коэффициент усиления по напряжению ;

3. Диапазон частот усилителя (изменение коэффициента усиления не превосходит допустимого)

4. Номинальная выходная мощность(Вт) – наибольшая мощность, развиваемая в нагрузке, при которой искажения сигнала не превосходят допустимых значений

5. КПД , где - суммарная мощность питания всех цепей усилителя.

- нагрузка транзистора; - сопротивление нагрузки.

Для переменного тока и соединены параллельно нагрузка усилителя

и – разделительные емкости, которые разделяют цепи постоянного тока и переменного тока (чтобы источник не влиял на источник входного сигнала, потребителя и на работу сети). При этом и должны быть такими, чтобы их емкостные сопротивления в диапазоне частот усилителя были бы малы (во избежание их влияния на качество усиления).

39) Пуск асинхронного двигателя.

Начинается с состояния отсутствия вращения ротора ( ). Этому режиму соответствует пусковой ток .

При наличии нагрузки для запуска асинхронного двигателя необходимо:

(пусковой момент больше тормозного)

Для запуска двигателя переходят в режим с фазным ротором, при котором пусковой момент увеличивается при помощи подключения .

37) Принцип работы двигателя постоянного тока. Механические характеристики.

На обмотку якоря подается постоянное напряжение от внешнего источника, ток потечет в обратную сторону (по сравнению с генераторным режимом). Ток якоря взаимодействует магнитным потоком возбуждения, создавая вращающий момент на валу якоря, который приводит к вращению якорь. В соответствии с законом электромагнитной индукции во вращающейся обмотке якоря будет создаваться ЭДС индукции (направление встречно току и она называется противо-ЭДС).

Механическая характеристика- зависимость частоты вращения двигателя от механической нагрузки на его валу или при и .

К характеристике двигателя относятся: частота вращения - момент- , ток якоря- , КПД- .