Машины постоянного тока

В теории курса «Машины постоянного тока основными являются следующие вопросы:

1. Наведение ЭДС при холостом ходе;

2. Возникновение и действие реакции якоря;

3. Коммутация и добавочные полюса;

4. Схемы возбуждения и характеристики генераторов;

5. Схемы возбуждения, характеристики и способы регулирования скорости вращения двигателей.

Вопросы для самопроверки

1. В чем разница между петлевыми и волновыми обмотками? В чем отличие между действительным и элементарным пазом? Как найти число витков якоря по числу коллекторных пластин и по числу витков в секции?

2. От каких факторов зависит ЭДС якоря? Какие из них влияют на изменение ЭДС при работе машины?

3. Какова зависимость напряжения на щетках машины постоянного тока от их положения на коллекторе?

4. В чем отличие между продольной и поперечной реакцией якоря? Каким образом поперечная реакция влияет на характер и величину магнитного потока машины и ее ЭДС? Как связано насыщение магнитной цепи машины с размагничивающим действием поперечной реакции якоря?

5. В чем сущность процесса коммутации? Какие ЭДС возникают при этом? В чем причины искрения под щетками? Почему желательно иметь минимальное число витков в секции обмотки якоря?

6. Какова роль добавочных полюсов в процессе коммутации? Как они включаются в цепь якоря? Почему у машин безкомпенсационной обмотки НС добавочных полюсов больше, чем у НС поперечной реакции якоря? Как определить полярность добавочных полюсов для генераторного и двигательного режимов?

7. Каковы условия самовозбуждения генератора параллельного возбуждения? По каким причинам различаются внешние характеристики генераторов при независимом, параллельном и смешанном возбуждении?

8. В чем отличия между скоростными характеристиками двигателей параллельного, последовательного и смешанного возбуждения? По каким причинам?

9. В чем различие уравнений напряжения и моментов в генераторном и в двигательном режимах работы?

10. Почему во время пуска двигателя по мере возрастания скорости вращения двигателя уменьшается его ток?

11. Для чего служит компенсационная обмотка?

12. Каким образом в одноякорном ЭМУ поперечного поля совмещаются две ступени усилия?

Контрольные работы

Перед тем, как приступить к выполнению контрольных заданий, студенты должны изучить соответствующий раздел курса с учетом методических указаний и рекомендуемой литературы.

Вариант задания на контрольную работу должен строго соответствовать шифру студента. В случае, если вариант не соответствует шифру, студент должен выполнить работу повторно, по другому, указанному преподавателем, шифру или по индивидуальному заданию.

Контрольная работа должна быть выполнена в соответствии с требованиями ЕСКД. Все исправления необходимо выполнять в той же работе после замечаний преподавателя. Исправлять и зачеркивать в проверенной работе нельзя. Переписывать работу после рецензии и сдавать ее на повторную рецензию как новую, категорически запрещается.

Перед экзаменом студенты должны сдать все зачтенные контрольные работы и ответить преподавателю на все письменные и устные вопросы.

Задача 1 (Трансформаторы)

1. Определить фазные и линейные значения напряжений и токов в номинальном режиме.

2. Определить параметры схемы замещения, приведенные к первичной обмотке, активную и реактивную составляющие напряжения короткого замыкания. Начертить схему замещения.

3. Определить число вольт на один виток обмотки.

4. Определить долевое значение нагрузки, соответствующее максимальному КПД.

5. Трансформатор включен на параллельную работу с другими такими же трансформаторами. Определить распределение нагрузок и допустимую суммарную нагрузку при Cosφ=0,8, для следующих случаев:

а) один из трансформаторов включен на ответвление +5%, т.е. коэффициент трансформации увеличен на 5%, другой на ответвление, соответствующее номинальному напряжению. Для этого случая построить векторную диаграмму в масштабе.

б) напряжение короткого замыкания одного из трансформаторов равно 1,2 номинального напряжения короткого замыкания другого трансформатора.

Примечание: Первичной обмоткой (присоединенной к питающей сети) считать обмотку высшего напряжения.

Выбор варианта осуществляется по двум последним цифрам шифра.

Данные	Мощность S, кВА	Потери х.х Po, кВт	Потери к.з. Pk, кВт	Ток х.х. io, %	Сечение стержня Пс, см2	Напряжение U1|U2 кВ
						Предпоследняя цифра шифра
Последняя цифра						0,5	1,6	2,7	3,8	4,9
0	25	0,135	0,6	3,2	70	10/0,4	6/0,69	10/0,69	10/0,525	6/0,4
1	40	0,19	0,88	3	88	10/0,69	6/0,4	10/0,4	6/0,69	10/0,525
2	63	0,265	1,28	2,8	112	6/0,4	10/0,69	10/0,525	10/0,4	35/0,69
3	100	0,365	1,97	2,6	140	10/0,525	35/11	10/0,69	6/0,4	10/0,4
4	160	0,7	2,65	2,4	178	10/0,4	6/0,4	6/0,69	10/0,69	35/11
5	400	1,05	5,5	2,1	280	35/0,525	10/0,4	35/11	35/0,69	10/0,69
6	630	1,56	7,6	2	360	10/0,69	35/11	10/0,4	35/0,525	35/0,69
7	1000	2,75	12,2	1,5	435	6/0,69	10/0,69	35/0,69	10/0,4	35/0,525
8	2500	5,1	25	1,1	700	35/11	35/0,69	10/0,69	110/10	10/0,4
9	4000	5,45	33,5	1,0	880	35/0,69	35/11	110/10	10/0,69	110/35

1)При U₂= 0,525; 3,15; 6,3; 11 кВ группа соединений Y/Δ-11

При U₂=0,4; 0,69 кВ группа соединений Y/Y_о-0.

2) Для нечетных предпоследних цифр шифра U_к=5,5%, для четных предпоследних цифр шифра ( в т.ч. и для 0) U_к=6,5%