3.7. Асинхронні машини (частина перша)

1. Поясніть будову та принцип дiї асинхронного двигуна (АД).

2. Конструкція обмоток статора та ротора.

3. Як визначається частота обертання магнітного поля статора, частота обертання ротора? Що таке ковзання?

4. При яких умовах можна здобути обертове магнітне поле в АД?

5. Що називається ковзанням ?

6. У яких режимах може працювати АМ?

7. У чому схожість і різниця АД та трансформатора ?

8. Визначити частоту обертання магнітного поля статора АД, якщо f₁= 60 Гц; p = 3.

9. Чому струм АД у відносних одиницях для режиму холостого ходу (без навантаження) значно більше струму холостого ходу трансформатора такої ж потужності?

10. Поясніть роботу асинхронної машини при роторi, що обертається. Основні рiвняння. ЕРС та струм у обмотці ротора. Частота струму ротора. Частота обертання магнітного поля ротора.

11. Як за частотою обертання ротора визначити частоту ЕРС, яка наводиться у обмотці ротора обертовим полем статора?

12. Обгрунтувати приведення робітничого процесу асинхронної машини, що обертається, до нерухомої (до робітничого процесу трансформатора).

13. Як показати, що робочий режим АД може бути зведений до режиму трансформатора з активним навантаженням?

14. Пояснити роботу асинхронної машини при загальмованому роторi. Привести основні рівняння, порівняняйте їх з рівняннями трансформатора.

15. Намалювати схему індукційного регулятора напруги і пояснити принцип його дії.

16. Асинхронна машина у режимі індукційного регулятора – схема, принцип дії, гідності і недоліки.

17. Визначити кутову швидкість обертання ротора АД (_якщо частота обертання ротора n₂ = 2980 об/хв.

18. Визначте кутову швидкість обертання ротора  АД згідно таких даних: f₁ = 400 гц, p = 2, s = 0,1.

19. Визначити потужність на валу АД, якщо U₁ = 660 B; I₁ = 120 A; cosm₁ = 3.

20. Визначте момент на валу трифазного асинхронного шестиполюсного двигуна, який працює з ковзанням s = 0,04, споживає із мережі з напругою U₁= 380 В струм I₁ = 12,3 A при cos0,8і ККД 0,85

21. Визначити момент асинхронного двигуна, якщо Р₁ = 33 кВт;  = 0,91; 2p = 4; ковзання s = 0,02.

22. Визначити ЕРС ротора Е₂ АД, який обертається з ковзаннаям s = 0,15, якщо ЕРС обмотки статора Е₁= 210 В, к_е = 1,4.

23. Визначити ЕРС обмотки ротора, який обертається з ковзанням s = 0,05, якщо напруга на статорі U₁=220 B, число витків обмотки статора W₁ = 200, обмотки ротора W₂ = 100, обмоткові коефіцієнти К_об1 = 0,93; К _об2 = 0,92.

24. Визначити ЕРС обмотки ротора АД, який обертається з ковзанням s=0,1, якщо напруга на статорі U₁=660 В, число витків обмотки статора W₁=200, обмотки ротора W₂=125; к_об1=0,95; к_об2=0,93.

25. Визначити ЕРС ротора, який обертається з ковзанням s = 0,09, якщо Е₁ = 630 В, к_е = 3.

26. Визначити ЕРС обмотки ротора, який обертається з ковзанням s = 0,2, якщо напруга на статорі U₁=500 B, число витків обмотки статора W₁ = 300, обмотки ротора W₂ = 150, обмоткові коефіцієнти К_об1 = 0,92; К _об2 = 0,93.

27. Визначити ЕРС ротора АД, якщо його обертають проти напряму обертання поля статора з частотою 1000 об/хв. Частота обертання поля статора n₁ = 1500 об/хв, а ЕРС нерухомого ротора Е_2Н = 115 В.

28. Визначити струм ротора, якщо Е₂ = 100 В, R₂ = 1 Ом, X₂ = 5 Ом, s = 1.

29. Визначити струм ротора асинхронного двигуна, якщо E_2н =100 В; R₂ = 2 Ома; x₂ = 8 Ом; ковзання s = 2.

30. Визначити струм ротора асинхронного двигуна, що обертається, якщо

Е₁ = 200 В; к_е = 2; n=2940 об/хв; R₂ = 0,1 Ома, х₂ = 0, 05 Ома.

31. Зведення параметрів ротора до параметрів статора. Основні рiвняння напруг та струмів АМ, векторна дiаграма АД.

32. У чому різниця заступних схем АД від заступних схем трансформатора ?

33. Яким чином у заступній схемі АД ураховувається механічне навантаження на валу машини?

34. Заступні схеми асинхронної машини: Т-подiбна, Г-подiбна, спрощена.

35. Намалюйте енергетичну діаграму активної потужності асинхронної машини в режимі двигуна.

36. Які втрати потужності у АД залежать від навантаження ?

37. Як пояснити фізично, що під час підвищення навантаження на валу АД його частота обертання зменшується ?

38. Намалюйте енергетичну діаграму активної потужності асинхронного двигуна в режимі пуску.

39. Намалюйте енергетичну діаграму активної потужності асинхронної машини в режимі генераторного гальмування.

40. Намалюйте енергетичну діаграму активної потужності асинхронного двигуна в режимі противмикання.

41. Визначити електромагнітну потужність асинронного двигуна, якщо втрати у роторі при номінальному навантаженні складають 1 кВт, а ротор обертається з частотою n=2940 об/хв.

42. Електромагнітна потужність. Електромагнітний обертовий момент АД. Формула механiчної характеристики АД.

43. Привести формулу для визначення електромагнітного обертового моменту асинхронного двигуна.

44. Визначити обертовий момент АД , якщо частота обертання ротора 727,5 об/хв; U_1H = 380 B ; 2p = 8 ; R₁ = 1,12 Оми; R₂^/ = 1,5 Оми; Х_К = 6 Ом; схема з’єднання обмотки статора – Y.

45. Асинхронний двигун розвиває на валу потужність P₂ = 20 кВт. Яку похибку (%) ми допустимо, визначаючи момент на валу М₂ через синхронну частоту обертання; n₁ =1500 об/хв, якщо відомі електромагнітна потужність Р_ем = 21.36 кВт і втрати потужністі у роторі Р_ел = 576 Вт?

46. Аналiз механiчних характеристик АД.

47. Написати формулу для визначення максимального моменту асинхронного двигуна.

48. Чим визначається перевантажувальна здатність АД?

49. В чому полягає умова стійкої роботи двигуна ?

50. Стійкість роботи АД з механізмом.

51. Рiвняння електромагнiтного обертового момента АД у вiдносних одиницях, формула Клосса. Побудова механічної характеристики по каталожним даним.

52. Привести формулу Клосса для визначення електромагнітного моменту АД по каталожним даним.

53. Як побудувати механічну характеристику АД по каталожним даним ?

54. За формулою Клосса визначити значення М_max асинхронного двигуна з Р_н=27 кВТ; n_н = 2940 об/хв та s_кр = 0,12.

55. АД потужністью 18,5 кВт при U_1Ф = 220 В має 2885 об/хв. Визначити перевантажувальну здібність двигуна, якщо R₁= 0.285 Ома; R₂^/ = 0,18 Ома; X₁ = 0,54 Ома; X₂^/ = 0,7 Ома; c₁ = 1,025.

56. Покажить на графіку механічної характеристики області, які відповідають режимам двигуна, генератора та гальма АМ.

57. Втрати та ККД асинхронного двигуна. Робочі характеристики АД.

58. Визначити величину додаткового активного опору, який треба увімкнути у коло фазного ротора для одержування максимального пускового момента в двигуні з такими параметрами: U_1ф=380 В, Е_2н =220 В, критичне ковзання s_кр=0,27; індуктивний опір короткого замикання х_к= 7 Ом.

59. АД з фазним ротором потужністю 22 кВт має такі параметри:

s_Н = 2,5%; cos_R_2*^/ = 0,026 o.e.; U_1Ф = 380 В; n₁ = 1500 oб/хв. Визначити – який опір треба увімкнути у коло ротора, щоб при тому ж навантаженні частоту обертання ротора знизити до 1000 об/хв?

60. Визначити величину додаткового активного опору, який треба увімкнути у коло фазного ротора для одержання максимального пускового момента в асинхронному двигуні з такими параметрами: U_1ф=660 В, Е_2н =165 В, критичне ковзання s_кр=0,3; індуктивний опір короткого замикання х_к= 5 Ом.

61. Обгрунтування кругової діаграми АД.

62. Визначення параметрів заступної схеми АД та побудова кругової діаграми за даними дослідів холостого ходу та короткого замикання АД.

63. Визначте опори R₁ та X₁ АД з короткозамкненим нерухомим ротором, якщо: I_K = 21,1 A; U_K = 380 B; cos_0,86; R₂^/ = 5,02 Ома; X₂^/ = 2,88 Ома.

64. Побудова робочих характеристик АД за допомогою кругової дiаграми.

65. Які основні проблеми пуску асинхронних двигунів?

66. Основні проблеми пуска АД. Рівняння руху під час розгону. Пусковi характеристики. Втрати під час пуску.

67. Які основні залежності характеризують пускові властивості АД ?

68. Проаналізуйте пуск у хід АД з фазним ротором.

69. Для чого під час пуску в коло фазного ротора уводять активний опір, а не індуктивний?

70. Які умови здобуття пускового моменту, який дорівнює максимальному?

71. Пуск у хід АД з короткозамкненим ротором.

72. Якими способами можна зменшити пусковий струм АД з короткозамкненим ротором? Як це відбивається на пусковому моменті?

73. Полiпшення пускових характеристик АД з короткозамкненим ротором (двигуни з глибокими пазами на роторi, двигуни з двоклітковим ротором).

74. Вплив вищих гармонiчних складових на криву механічної характеристики АД.

75. Визначити пусковий обертовий момент АД, якщо R_K = 5 Ом; R₁ = 2 Ома; I₂^/ = 12 A; m₂ = 3; 2p = 6; f₁ = 60 Гц.

76. Регулювання частоти обертання АД: зміненням частоти мережі; зміненням числа пар полюсiв; зміненням ковзання: за рахунок введення у коло ротора додаткового опору, за рахунок змінення напруги на статорi, за рахунок введення додаткової ЕРС у коло ротора.

77. В чому полягають гідності та недоліки регулювання частоти обертання уведенням активного опору в коло ротора?

78. Чому під час регулювання частоти обертання АД зміненням частоти мережі f необхідно одночасно зміняти напругу U ?

79. Звісно, що під час частотного регулювання АД разом зі зміною частоти f₁ змінюють напругу U₁. Для чого це виконуюють?

80. Де застосовуваються багатошвидкісні АД з переключенням числа пар полюсів?

81. Які гідності та недоліки регулювання частоти обертання АД за рахунок введення у коло ротора додаткової ЕРС?

82. Засоби електричного гальмування АД.

83. Як перевести АД у режим генераторного гальмування?

84. У чому суть динамічного гальмування ?

85. Намалюйте схему і графіки механічних характеристик при динамічному гальмуванні асинхронного двигуна.

86. Яким чином під час гальмування протиувімкненням можна знизити струм в обмотках двигуна?

87. Робота асинхронних машин у неномінальних, несиметричних та особливих режимах.

88. Робота АД у неномінальних режимах: при вiдхиленні частоти живлення вiд номiнального значення; при вiдхиленні напруги живлення вiд номiнального значення; при несинусоїдальній напрузі.

89. Обгрунтуйте за допомогою рівняннь та векторних діаграм – як змінюються струми статора та ротора асинхронного двигуна при зменшенні напруги мережі?

90. Під час роботи АД напруга на затискачах статора зменшилась на 10%. Визначити – як змінилась його перевантажувальна здатність?

91. Робота АД у несиметричних режимах: обрив лінійного проводу; обрив фази статора, обмотка якого з'єднана у "трикутник" (робота у відкритий трикутник); обрив фази ротора.

92. Як змінюється режим пуску АД при обриві лінійного дроту?

93. Як змінюється режим роботи АД при обриві лінійного дроту, якщо до цього він робив при номінальному навантаженні?

94. Як змінюється режим роботи АД при обриві лінійного дроту, якщо до цього він робив при 30% навантаження?

95. Робота асинхронної машини у режимі генератору. Автономний генератор із самозбудженням.

96. Намалювати схему автономного асинхронного генератора з самозбудженням і пояснити принцип його дії.

97. Обгрунтуйте роботу асинхронного перетворювача частоти.

98. Асинхронна машина подвійного живлення, асинхронні каскади.

99. Будова та принцип дії однофазних АД.

100. Способи пуска однофазних АД.

101. Конденсаторнi АД.

102. Однофазнi АД з розщепленими полюсами.

103. Робота трифазного АД від однофазної мережі.

104. Лінійні асинхронні двигуни. Конструкція, принцип дії, гідності і недоліки.

105. Керовані (виконавчі) АД. Самохiд асинхронного двигуна та його усунення.

106. Як усунути самохід керованого асинхронного двигуна?

107. Механiчнi характеристики. АВД при рiзних способах керування.

108. Асинхронні тахогенератори. Конструкцiя, принцип дії, вихідні характеристики, похибки.

109. Який принцип роботи асинхронного тахогенератора?

110. Які похибки у асинхронного тахогенератора і від чого вони залежать?

111. Чим визначається амплітудна похибка асинхронного тахогенератора?

112. Які причини фазової похибки асинхронного тахогенератора?

113. Зможе робити асинхронний тахогенератор, якщо його обмотку збудження живити постійним струмом? Відповідь обгрунтуйте!

114. Визначити перевантажувальну здатність асинхронного двигуна по даним приведеного графіку.

115. Покажить області, які відповідні генераторному режиму і режиму противмикання асинхронної машини.

116. Яке співвідношення струмів ротора при регулюванні АД і роботі машини у точках А, Б, В ?

117. Яке співвідношення струмів ротора при регулюванні АД зміненням напруги U₁ і роботі машини у точках А, Б, В ?

118. Яка з механічних характеристик відповідає найбільшій перевантажувальній здібності АД?

119. Показати на круговій діаграмі АД ділянку рушійного режиму і границі ковзання в цьому режимі.

120. На круговій діаграмі АМ покажить ділянку, відповідну генераторному режиму роботи, і точку на колі струмів, від якої починається віддача активної потужності у мережу.

121. Асинхронний двигун працює з навантаженням, яке відповідає струму I₁ на круговій діаграммі. Визначити ККД двигуна.

122. Визначити пусковий момент М_пуск восьмиполюсного асинхронного двигуна, якщо параметри заступної схеми: U₁=220 B; R_КП =1,0 Ом; Х_КП =1,7 Ома; R₁ = 0,3 Oма.

123. Визначити пусковий момент М_пуск восьмиполюсного асинхронного двигуна, якщо параметри заступної схеми: U₁=380 B; R_КП =1,0 Ом; Х_КП =1,7 Ома; R₁ = 0,3 Oма.

124. Визначити пусковий момент М_пуск восьмиполюсного асинхронного двигуна, якщо параметри заступної схеми: U₁=660 B; R_КП =1,0 Ом; Х_КП =1,7 Ома; R₁ = 0,4 Oма.

125. Асинхронний двигун з короткозамкненим ротором переводять у режим динамічного гальмування. Покажить на механічній характеристиці початкову точку динамічного гальмування.

126. Асинхронний двигун з короткозамкненим ротором переводять у режим динамічного гальмування. Покажить на механічній характеристиці початкову точку динамічного гальмування.

127. Асинхронний двигун працює з постійним навантаженням на валу. Напруга на затискачах статора зменшилась. Показати змінення на векторній діаграмі струмів.

128. Яка з механічних характеристик однофазного асинхронного двигуна відноситься до двигуна із збільшенним опіром пускової обмотки, а яка – до конденсаторного двигуна?

129. Покажить на графіках механічних характеристик криву підсумкового обертаючого моменту, який діє на ротор асинхронного двигуна при пульсуючому магнітному полі.

130. Яка з механічних характеристик асинхронного двигуна відповідає обриву лінійного провода у колі статора?

131. Показати вихідну (зовнішню) характеристику асинхронного тахогенератора.

132. Який момент розвиває асинхронний виконавчий двигун при ковзанні s = 0,25, якщо коефіцієнт сигналу ?

133. Асинхронний виконавчий двигун працює с постійним навантаженням на валу, що відповідає точці 1 на графіку. В якій точці буде робити двигун після зменшення коефіцієнту сигналу?

134. Асинхронний виконавчий двигун працює з постійним навантаженням у точці 5. В якій точці представленних характеристик буде робити машина після зменшення коефіцієнта сигналу?

135. Показати регулювальну характеристику асинхронного виконавчого двигуна, якщо на валу мінімальний момент.