2.3 Задачи для самоподготовки

1 Генератор постоянного тока параллельного возбуждения с номинальным напряжением В дает ток во внешнюю цепь А, ток, в обмотке возбуждения А. Определить ток якоря , мощность , отдаваемую генератором, сопротивление в цепи возбуждения и коэффициент полезного действия при =0,5 Ом.

2 Генератор постоянного тока параллельного возбуждения питает осветительную сеть из двухсот параллельно включенных ламп накаливания по 480 Ом каждая. Определить ЭДС , индуктируемую в якоре, ток в якоре, мощность , отдаваемую генератором, если напряжение на зажимах генератора В, сопротивление якоря Ом и сопротивление цепи возбуждения Ом.

3 В генераторе постоянного тока с независимым возбуждением с рабочим напряжением 110 В установился ток 163 А при 1560 мин^-1. Определить каким станет ток в генераторе при этой же нагрузке, если скорость его возрастет до 2100 мин^-1., а сопротивление цепи якоря Ом.

4 Двигатель постоянного тока работает при напряжении 220 В и токе 80 А с коэффициентом полезного действия 82 %, развивая частоту вращения якоря 850 мин^-1. Определить величину вращающего момента на валу этого двигателя.

5 В двигателе постоянного тока с рабочим напряжением 440 В пусковой ток якоря без пускового реостата составляет 500 А. Определить ток в якоре работающего двигателя, если наведенная в якоре противо-ЭДС 400 В.

6 Определить пусковой ток, потребляемый двигателем постоянного тока параллельного возбуждения из сети, если он работает при напряжении 110 В, имеет сопротивление якоря Ом и ток в обмотке возбуждения 4,7 А.

7 Определить сопротивление обмотки якоря двигателя постоянного тока и сопротивление пускового реостата , который надо включить в цепь якоря, чтобы ток якоря при пуске был . Дополнительно известно, что кВт, В, А, а сопротивление якоря двигателя .

3 Машины переменного тока

3.1. Общие положения

Машины переменного тока подразделяются на синхронные и асинхронные. В синхронных машинах частота вращения ротора жестко связана с частотой сети и полностью не зависит от величины нагрузки. Частота вращения асинхронных машин зависит от величины нагрузки и не является величиной постоянной.

Машины переменного тока также как и машины постоянного тока являются обратимыми, то есть могут работать как в двигательном, так и в генераторном режиме.

Частота вращения магнитного поля больше частоты вращения ротора асинхронной машины. Относительная разность этих частот называется скольжением. При номинальной нагрузке .

Ток одной фазы трехфазного асинхронного двигателя определяется по формуле

,

а вращающий момент

,

где , – активное и реактивное сопротивления одной фазы обмотки статора;

, – приведенные активное и реактивное сопротивления одной фазы ротора;

– фазное напряжение обмотки статора;

– число пар полюсов вращающегося магнитного поля;

– скольжение;

– угловая частота напряжения сети.

Вращающий момент может быть также определен по упрощенной формуле

,

где – критический или максимальный момент;

– критическое скольжение.

,

– коэффициент перегрузки по моменту;

;

.

.

Частота вращения ротора определяется формулой

,

из которой следует, что величину можно регулировать изменением частоты сети, числа пар полюсов и изменением скольжения за счет изменения сопротивления ротора.

Синхронными называются электрические машины переменного тока, у которых частота вращения ротора находится в строгом соответствии с частотой электрической сети и определяется формулой . Принцип работы синхронной машины основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля статора и тока обмотки возбуждения, создаваемого независимым источником. Режим работы синхронной машины определяется ее угловой характеристикой .