Ответы к экзамену по сэМу

1. В синхронных генераторах получил распространение принцип самовозбуждения, когда энергия переменного тока, необходимая для возбуждения, отбирается от обмотки статора синхронного генератора и через понижающий трансформатор и выпрямительный полупроводниковый преобразователь преобразуется в энергию постоянного тока. Принцип самовозбуждения основан на том, что первоначальное возбуждение генератора происходит за счет остаточного магнетизма магнитопровода машины.

Принцип самовозбуждения синхронных генераторов.

Системы самовозбуждения синхронного генератора с выпрямительным трансформатором и тиристорным преобразователем, через которые электроэнергия переменного тока из цепи статора после преобразования в постоянный ток подается в обмотку возбуждения. Управление тиристорным преобразователем осуществляется посредством автоматического регулятора побуждения, на вход которого поступают сигналы напряжения на выходе (через трансформатор напряжения) и тока нагрузки (от трансформатора тока).

В современных синхронных двигателях для возбуждения применяют тиристорные

возбудительные устройства, включаемые в сеть переменного тока и осуществляющие

автоматическое управление током возбуждения во всевозможных режимах работы двигателя, в

том числе и переходных. Такой способ возбуждения является наиболее надежным и

экономичным, так как КПД тиристорных возбудительных устройств выше, чем у генераторов постоянного тока

2. Механической характеристикой двигателя называется зависимость частоты вращения ротора от момента на валуn = f (M2). Так как при нагрузке момент холостого хода мал, то M2 ≈ M и механическая характеристика представляется зависимостью n = f (M). Если учесть взаимосвязь s = (n1 - n) / n1, то механическую характеристику можно получить, представив ее графическую зависимость в координатах n и М

3. Обмотки трехфазного трансформатора расположены на стержнях так же, как и в однофазном трансформаторе, т.е. обмотки низшего напряжения НН размещаются ближе к стержню, а обмотки высшего напряжения ВН—на обмотках низшего напряжения.

В трехфазных трансформаторах, кроме гальванической связи фаз, есть и магнитная, так как магнитопроводы отдельных фаз объединены в общую магнитную систему Такое объединение возможно благодаря тому, что магнитные потоки в отдельных фазах сдвинуты по  фазе  относительно друг друга на угол 120°. Если объединить стержни трех фаз (рис. 2.19, а) в один  общий стержень (рис. 2.19,б), то сумма трех  потоков в нем в любой момент времени равна нулю   и, следовательно, стержень не нужен. Таким образом, магнитная система трехфазного трансформатора из шестистержневой модифицируется в трехстержневую.

Группа соединений обмоток.

Угол сдвига фаз между линейными одноименными напряжениями определяет так называемую группу соединения обмоток. Этот угол записывается в соответствии с расположением стрелок часов. Если минутную стрелку направить к цифре 12 (0), а часовую к одной из цифр 1, 2, 3, … …, 11, 12 (0), то получим соответствующий угол или группу соединений. На рис. 2.20, в часовая стрелка, как и минутная, показывает цифру 12(0) и группа (рис. 2.20, а) записывается так: Y/Y — 0, а на рис. 2.21, вчасовая стрелка направлена к цифре 6 и группа (рис. 2.21, а) записывается так: Y/Y — 6.

Если обмотки трансформатора соединены по схеме, показанной на рис. 2.22,а, т.е. по схеме  (вторичные обмотки соединены треугольником), то, как это видно из рис. 2.22,б и в, угол сдвига фаз между напряжениями   и   составляет 330°, поэтому группа соединений обмоток записывается так:  .

4. Реверсирование двигателей последовательного возбуждения можно производить переключением или обмотки возбуждения, или обмотки якоря, так как запасы энергии в обмотках возбуждения и якоря невелики и их постоянные времени относительно малы.

При реверсировании двигателя с параллельным возбуждением якорь сперва отключается от источника питания и двигатель механически тормозится или переключается для торможения. После окончания торможения якорь переключается, если он не был переключен в процессе торможения, и выполняется пуск при другом направлении вращения.

В такой же последовательности производится и реверсирование двигателя последовательного возбуждения: отключение — торможение — переключение — пуск в другом направлении. У двигателей со смешанным возбуждением при реверсировании следует переключить якорь либо последовательную обмотку вместе с параллельной.

Электрическое торможение обеспечивает достаточно точное получение требуемого тормозящего момента, но не может обеспечить фиксацию механизма в заданном месте. Поэтому электрическое торможение при необходимости дополняется механическим, которое входит в действие после окончания электрического.

Электрическое торможение происходит, когда ток протекает согласно с ЭДС двигателя. Возможны три способа торможения.

Торможение двигателей постоянного тока с возвратом энергии в сеть. При этом ЭДС Е должна быть больше напряжения источника питания UС и ток будет протекать в направлении ЭДС, являясь током генераторного режима. Запасенная кинетическая энергия будет преобразовываться в электрическую и частично возвращаться в сеть

Торможение двигателя постоянного тока может быть выполнено, когда уменьшается напряжение источника питания так, что Uc< Е, а также при спуске грузов в подъемнике и в других случаях.

Торможение при противовключении выполняется путем переключения вращающегося двигателя на обратное направление вращения. При этом ЭДС Е и напряжение Uc в якоре складываются, и для ограничения тока I следует включать резистор с начальным сопротивлением

Торможение связано с большими потерями энергии.

Динамическое торможение двигателей постоянного тока выполняется при включении на зажимы вращающегося возбужденного двигателя резистора rт (рис. 2, в). Запасенная кинетическая энергия преобразуется в электрическую и рассеивается в цепи якоря как тепловая. Это наиболее распространенный способ торможения.