
- •Часть I
- •Часть I
- •Введение
- •Достоинства и роль электрической энергии
- •Источники электрической энергии
- •Годовая выработка электроэнергии стремительно росла в основном за счет ввода новых и расширения старых тепловых и гидравлических электростанций.
- •Становление и начальное развитие электротехники
- •2. Электрическое поле
- •Основные свойства и характеристики электрического поля
- •Проводники и диэлектрики в электрическом поле.
- •Электрическая емкость. Конденсаторы
- •Примеры решения задач
- •3. Электрические цепи
- •Понятие об электрической цепи и ее элементах. Условные обозначения на схемах
- •3.2 Основы расчета электрических цепей постоянного тока
- •3.3 Режимы работы электрических цепей
- •Характерные особенности последовательного соединения резисторов и источников
- •Характерные особенности параллельного соединения резисторов и источников
- •Метод свертывания схем. Смешанное соединение источников электрической энергии
- •Первый закон Кирхгофа
- •Второй закон Кирхгофа
- •Плавкие предохранители
- •Выбор сечения проводов по условиям нагрева и потери напряжения
- •Примеры решения задач
- •4. Электромагнетизм
- •Основные свойства и характеристики магнитного поля.
- •Индуктивность
- •Магнитные свойства веществ
- •Магнитные цепи
- •Электромагнитные силы. Энергия магнитного поля
- •При других значениях угла α электромагнитную силу определяют по формуле
- •Электромагнитная индукция.
- •Примеры решения задач
- •5. Однофазные электрические цепи переменного тока
- •Векторные диаграммы, их обоснование. Активное, индуктивное и емкостное сопротивления в цепи переменного тока. Сдвиг фаз между током и напряжением.
- •Последовательное соединение (неразветвленная цепь)
- •Треугольники сопротивлений, мощностей
- •Разветвленная цепь с активными и реактивными элементами
- •Резонанс токов и напряжений в цепях переменного тока
- •Признаки резонансов токов:
- •Коэффициент мощности, его значение и способы повышения
- •6. Трехфазные электрические цепи
- •Цель создания и сущность трехфазной системы
- •Понятие об устройстве, принципе работы трехфазного генератора, способах соединения его обмоток, линейном и фазном напряжении
- •Способы соединения обмоток генератора Соединение звездой
- •Расчет трехфазных симметричных цепей при соединении обмоток генератора звездой и треугольником. Фазные и линейные токи
- •Несимметричные трехфазные цепи. Четырехпроводная система, роль нулевого провода
- •Понятие об аварийных режимах
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •7. Электрические измерения и приборы
- •Понятие о погрешности измерений, классах точности, классификации электроизмерительных приборов
- •Общее устройство механизмов и узлов электроизмерительных приборов
- •Условные обозначения на шкалах
- •Измерительные преобразователи
- •Измерение тока и напряжения. Расширение пределов измерений
- •7.6 Измерение мощности и энергии. Схемы включения приборов
- •7.7 Измерение сопротивлений различными методами
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •8. Трансформаторы
- •8.1 Назначение, принцип действия и устройство трансформатора
- •Режимы работы трансформатора
- •Величина δ u % зависит не только от величины тока нагрузки, но и от характера нагрузки, т.Е. От cos φ2.
- •Номинальные параметры трансформатора
- •Номинальное вторичное напряжение – напряжение на зажимах вторичной обмотки при холостом ходе трансформатора и при номинальном напряжении на зажимах первичной обмотки.
- •Потери энергии и кпд трансформатора
- •Типы трансформаторов и их применение
- •Применяют в линиях электропередачи.
- •Примеры решения задач
- •Определить: активную мощность, потребляемую трансформатором из сети р1, суммарные потери р, первичный i1 и вторичный i2 токи.
- •9. Электрические машины переменного тока
- •Получение вращающегося магнитного поля, частота его вращения
- •Асинхронный двигатель и его устройство
- •Устройство фазной обмотки ротора аналогично устройству обмотки статора, соединена обычно звездой, начала выведены и соединены с контактными кольцами (рис. 9.4).
- •Рабочие характеристики асинхронного двигателя
- •Пуск в ход
- •Регулирование частоты вращения ротора. Реверсирование
- •Потери и кпд
- •Понятие о синхронном двигателе
- •Примеры решения задач
- •10. Электрические машины постоянного тока
- •Назначение машин постоянного тока, их типы
- •Устройство машин постоянного тока
- •Эдс в обмотке якоря, момент на валу
- •Реакция якоря. Принцип обратимости. Коммутация
- •Потери и кпд электродвигателей постоянного тока
- •Типы электродвигателей постоянного тока, их характеристики
- •Пуск в ход двигателей постоянного тока
- •Регулирование скорости вращения
- •Электрогенераторы постоянного тока, их характеристики
- •Генератор независимого возбуждения.
- •Генератор с самовозбуждением:
- •Примеры решения задач
- •11. Основы электропривода
- •Понятие об электроприводе
- •Механические характеристики нагрузочных устройств
- •Выбор электродвигателя по механическим характеристикам Необходимо проверить соответствие друг другу их механических характеристик, обеспечивающих устойчивую работу электропривода.
- •Конструктивные типы электродвигателей. Нагревание и охлаждение электрожвигателей
- •Н агревание и охлаждение электродвигателей зависит от свойств изоляционных материалов, которые разделяются по нагревостойкости на классы а, e, в, г, н, с.
- •Режимы работы электродвигателей. Выбор мощности
- •Аппаратура управления электродвигателями
- •Примеры решения задач
- •12. Электрические и магнитные элементы системы автоматики
- •Общие сведения об элементах и системах автоматики
- •Общие сведения об измерительных параметрических преобразователях
- •Генераторные преобразователи
- •Общие сведения об исполнительных устройствах
- •Общие сведения об электромеханических промежуточных элементах автоматики
- •Общие сведения о ферромагнитных элементах автоматики
- •Общие сведения об импульсных ферромагнитных элементах
- •13. Передача и распределение электрической энергии
- •Схемы электроснабжения
- •Элементы устройства электрических сетей
- •Выбор проводов и кабелей
- •Некоторые вопросы эксплуатации электрических установок
- •Примеры решения задач
Типы электродвигателей постоянного тока, их характеристики
Двигатель параллельного возбуждения
Его особенность в том, что обмотка возбуждения включена параллельно с обмоткой якоря (рис. 10.3, а). Для оценки эксплутационных свойств двигателя большое значение имеют рабочие характеристики: зависимость частоты вращения, вращающего момента от мощности на валу двигателя: n = f (Р2) и М = f (Р2) при U = cоnst и В = соnst.
n = f (Р2) – скоростная характеристика – частота вращения с ростом нагрузки уменьшается. (рис. 10.3, б).
а) б)
Рис. 10.3
Механические характеристики
Рис.
10.4 1,
2 – для двигателей параллельного
возбуждения (1
– естественная характеристика, 2
– искусственная характеристика); 3
– 4
– механические характеристики двигателя
с последовательным возбуждением.
С ростом момента частота вращения уменьшается. Наклон механической характеристики к оси абсцисс зависит от величины сопротивления цепи якоря(рис. 10.4).
Двигатель последовательного возбуждения
В двигателе последовательного возбуждения обмотка возбуждения последовательно соединена с обмоткой якоря(рис. 10.5, а).
а) Рис. 10.5 б)
Рабочие характеристики: М = f (Iя) и n = f (Iz)
Особенности: частота вращения ротора сильно зависит от нагрузки, особенно в области малых нагрузок при уменьшении тока частота вращения резко растет. При больших нагрузках рабочие и механические характеристики почти прямолинейны. При увеличении нагрузки мощность на входе двигателя растет медленнее, чем его вращающий момент, т.к. одновременно с ростом момента значительно уменьшается частота вращения (рис. 10.5, б).
Двигатель смешанного возбуждения
М
агнитный
поток электродвигателя смешанного
возбуждения создают две обмотки: одна
ОВ1 соединена параллельно с
обмоткой якоря, а другая ОВ2 –
последовательно (рис. 10.6).
Рабочие свойства электродвигателя при смешанном возбуждении в сравнении с двигателями параллельного и последовательного возбуждения занимают промежуточное положение.
Механические характеристики более мягкие, чем у двигателя параллельного возбуждения, и более жесткие, чем у двигателя последовательного возбуждения.
Рис. 10.6
Пуск в ход двигателей постоянного тока
Наибольшее значение ток в якоре достигает при n = 0, т.е. при неподвижном роторе, в частности в начальный момент пуска двигателя в ход.
При непосредственном включении двигателя в сеть на номинальное напряжение его пусковой ток n = U/Rя оказывается в 10 –15 раз больше номинального, т.к. величина сопротивления очень мала.
Такой большой пусковой ток может вызвать опасные последствия: 1) резкий (ударного типа) толчок в приводе в начале пуска, при котором не исключены механические повреждения и разрушения движущихся частей в самом двигателе, в рабочей машине и связывающей их механической передаче; 2) резкое снижение напряжение в сети, что нарушает нормальную работу других электроприемников, включенного в эту сеть; 3) круговой огонь на коллекторе двигателя при пуске его в ход. По этим причинам допускают прямое включение в сеть только для двигателей малой мощности (до 0,5 кВт), а для пуска двигателей большей мощности применяют пусковые реостаты, которые включают последовательно в цепь якоря, чем ограничивают величину пускового тока в допустимых пределах.