- •Тема 1. Общая теория электрических машин;
- •Тема 2. Принцип действия и устройство электрических машин постоянного тока
- •Тема 8. Синхронные машины
- •Тема 9. Конструктивные формы исполнения электрических машин
- •Лекции.
- •Тема 1. Общая теория электрических машин; Занятие 1 Общие сведения об электрических машинах и трансформаторах.
- •1.1. Общие определения и принципы работы электромашин.
- •1.2. Общая классификация электромашин.
- •1.3. Общие сведения о синхронных машинах
- •1.4. Общие сведения об асинхронных машинах
- •1.5. Общие сведения о коллекторных машинах
- •1.6. Общие сведения о трансформаторах.
- •Занятие 2 Материалы, применяемые для электрических машин и трансформаторов
- •2.1 Активные материалы, применяемые для электрических машин
- •2.2 Изоляционные материалы, применяемые для электрических машин
- •2.3 Конструкционные материалы, применяемые для электрических машин
- •Занятие 3 Нагревание и охлаждение электрических машин и трансформаторов.
- •3.1. Режимы работы и потери энергии при работе электрических машин
- •3.2. Способы охлаждения электрических машин.
- •3.3. Методы охлаждения трансформаторов
- •3.4. Способы защиты электромашин от влияния внешней среды.
- •Тема 2. Принцип действия и устройство электрических машин постоянного тока Занятие 4 Принцип действия машин постоянного тока
- •4.1. Создание переменной эдс в генераторе постоянного тока.
- •4.2. Принцип работы коллектора в генераторе постоянного тока.
- •Занятие 5 Устройство и основные элементы конструкции машины постоянного тока
- •5.1. Общее устройство машины постоянного тока.
- •5.2. Устройство статора
- •5.3. Устройство главных и добавочных полюсов
- •5.4. Конструкция щеточного устройства
- •5.5. Конструкция якоря.
- •5.6. Конструкция коллектора.
- •Занятие 6 Системы вентиляции электрических машин
- •6.1. Машины с естественным охлаждением
- •6.2. Машины с самовентиляцией.
- •6.3. Машины с независимым охлаждением
- •Занятие 7 Якорные обмотки машин постоянного тока
- •7.1. Требования, предъявляемые к якорным обмоткам машин постоянного тока
- •7.2.Размещение обмоток в пазах якоря.
- •Занятие 8 Устройство обмоток
- •8.1. Конструкция обмоток якоря
- •8.2. Общие принципы расчета обмоток якоря.
- •Занятие 9 Электрические схемы обмоток машин постоянного тока.
- •9.1. Простая петлевая обмотка
- •9.2. Простая волновая обмотка.
- •9.3. Обмотка смешанного типа
- •Занятие 10. Магнитная цепь машины постоянного тока
- •10.1.Распределение магнитного потока в электрической машине постоянного тока.
- •10.2. Расчет намагничивающей силы машины постоянного тока.
- •Занятие 11. Коммутация в машинах постоянного тока.
- •11.1. Реакция якоря
- •11.2. Сущность процесса коммутации
- •11.3. Причины искрения щеток
- •11.4. Средства улучшения коммутации.
- •Занятие 12 Контрольная работа эм. У12
- •Тема 3. Генераторы постоянного тока Занятие 13. Общие сведения о генераторах постоянного тока
- •13.1. Область применения генераторов постоянного тока.
- •13.2. Системы возбуждения генераторов постоянного тока.
- •13.3.Характеристики генератора постоянного тока.
- •13.4. Энергетический процесс и уравнение э.Д.С генератора постоянного тока.
- •Занятие 14 . Свойства генератора параллельного возбуждения
- •14.1.Схема генератора параллельного возбуждения
- •14.2. Условия самовозбуждения генератора
- •14.3. Внешняя характеристика генератора с параллельным возбуждением.
- •Занятие 15 . Свойства генератора последовательного возбуждения
- •15.1.Схема генератора последовательного возбуждения
- •15.2. Внешняя характеристика генератора с последовательным возбуждением.
- •Занятие 16 . Свойства генератора смешанного возбуждения
- •16.1.Схема генератора смешанного возбуждения
- •16.2. Внешняя характеристика генератора со смешанным возбуждением.
- •Тема 4. Двигатели постоянного тока Занятие 17. Общие сведения о двигателях постоянного тока
- •17.1. Уравнение электродвижущей силы двигателя
- •17.2.Уравнение моментов двигателя.
- •17.3. Энергетическая диаграмма двигателя.
- •Занятие 18 . Свойства двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.
- •18.1. Классификация и характеристики двигателей постоянного тока
- •18.2. Схема двигателя параллельного возбуждения.
- •18.3. Работа двигателя параллельного возбуждения
- •18.4. Рабочие характеристики двигателя параллельного возбуждения
- •18.4. Регулирование скорости вращения двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.
- •Занятие 19. Свойства двигателя постоянного тока последовательного и смешанного возбуждения.
- •19.1. Схема двигателя последовательного возбуждения.
- •19.2. Работа двигателя последовательного возбуждения
- •19.3. Рабочие характеристики двигателя последовательного возбуждения
- •19.4. Регулирование скорости вращения двигателя последовательного возбуждения.
- •19.5. Схема двигателя смешанного возбуждения.
- •Занятие 20. Коэффициент полезного действия машины постоянного тока
- •20.1. Виды потерь в машинах постоянного тока.
- •20.2. Электрические потери.
- •20.3. Магнитные потери.
- •20.4. Механические потери.
- •20.5. Потери холостого хода (х.Х.)
- •20.6.Добавочные потери.
- •20.7. Коэффициент полезного действия
- •Занятие 21. Контрольная работа эм.У21
- •Тема 5. Трансформаторы Занятие 22. Принцип действия трансформаторов
- •22.1. Общие определения
- •22.2. Использование трансформатора при передаче электроэнергии.
- •22.3. Конструктивная схема трансформатора.
- •22.4. Коэффициент трансформации
- •Занятие 23 . Устройство трансформаторов
- •23.2. Устройство магнитопроводов однофазных трансформаторов
- •23.3. Сборка магнитопроводов
- •23.4. Устройство обмоток трансформаторов
- •Занятие 24. Режимы работы трансформатора
- •24.1. Опыт холостого хода трансформатора
- •24.2. Коэффициент трансформации
- •24.3. Рабочий режим трансформатора
- •24.4. Режим короткого замыкания
- •24.5. Напряжение короткого замыкания.
- •Занятие 25. Коэффициент полезного действия трансформатора
- •25.1. Потери в трансформаторе
- •25.2. Коэффициент полезного действия трансформатора.
- •Занятие 26. Трехфазные трансформаторы
- •26.1. Общее устройство трехфазных трансформаторов
- •26.2. Магнитопроводы трехфазных трансформаторов
- •26.3. Обмотки трехфазных трансформаторов
- •Занятие 27 . Соединение обмоток трехфазных трансформаторов
- •27.1. Общие определения
- •27.2.Группы трехфазных трансформаторов
- •Занятие 28. Автотрансформаторы
- •28.1. Общие определения
- •Занятие 29. Сварочные трансформаторы.
- •29.1. Общие определения.
- •Занятие 30. Контрольная работа эм.У30
- •Тема 6. Общие вопросы теории машин переменного тока Занятие 31. Основные типы машин переменного тока
- •31.1. Общие определения
- •31.2. Двигатель Арго – прототип современного асинхронного двигателя.
- •Занятие 32 . Создание вращающегося магнитного поля
- •32.1. Принцип трехфазной цепи
- •32.2. Создание вращающегося магнитного поля в статоре двигателя.
- •Занятие 34. Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя
- •35.1. Принцип действия синхронной машины.
- •Тема 7 Асинхронные машины
- •36.1. Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя.
- •36.2. Анализ рабочих характеристик асинхронного двигателя
- •36.3. Повышение коэффициента мощности асинхронных двигателей.
- •Занятие 37. Вращающий электромагнитный момент двигателя.
- •Занятие 38. Пусковые характеристики асинхронного двигателя
- •Занятие 39. Пусковой и максимальный момент двигателя
- •39.1. Моменты двигателя и потребляемый двигателем ток
- •39.2. Перегрузочная способность, кратности моментов и токов двигателя.
- •Занятие 40. Пуск в ход асинхронных двигателей
- •40.1. Общие определения.
- •40.2. Пуск в ход асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
- •40.3. Пуск в ход асинхронного двигателя с фазным ротором
- •Занятие 41. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей
- •41.1. Общие положения.
- •41.2. Методы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей
- •41.3. Регулирование частоты вращения изменением частоты питающей сети
- •41.4.Регулирование частоты вращения изменением числа полюсов
- •41.5. Регулирование частоты вращения изменением скольжения
- •42.1. Общие определения
- •42.2. Пуск однофазных асинхронных двигателей
- •Занятие 43. Контрольная работа эм.У43
- •Тема 8. Синхронные машины Занятие 44. Основные элементы конструкции синхронных машин
- •44.1. Принцип действия синхронной машины
- •44.2. Основные элементы конструкции синхронных машин
- •Занятие 45 . Характеристики и параметры трехфазного синхронного генератора
- •45.1. Характеристики холостого хода
- •45.2. Внешняя характеристика.
- •46.1. Классификация потерь в синхронных машинах
- •47.1. Общие положения.
- •47.2. Включение на параллельную работу
- •47.2.1.Способ точной синхронизации.
- •47.2.2. Способ самосинхронизации.
- •48.1.Основные сведения
- •48.2. Генераторы с независимым возбуждением
- •Занятие 49. Защита от соприкосновения с токоведущими и вращающимися частями и от попадания внутрь машины твердых тел и воды
- •49.1. Общие положения
- •49.2. Степень защиты персонала от соприкосновения с токоведущими и вращающимися частями и от попадания внутрь машины твердых тел.
- •49.3. Степень защиты от попадания внутрь машины воды.
- •Занятие 50. Конструктивные формы исполнения по высоте оси вращения вала машины
- •Занятие 51. Разновидности конструктивного исполнения машин по способу монтажа
- •Занятие 52. Климатическое исполнение двигателей
- •Занятие 53. Исполнение электрических машин в зависимости от места размещения их при эксплуатации
- •54.1. Серия трехфазных асинхронных двигателей 4а
- •54.2 Серия трехфазных асинхронных двигателей аи.
- •54.3. Высоковольтные асинхронные двигатели.
54.1. Серия трехфазных асинхронных двигателей 4а
Охватывает диапазон мощностей от 0,06 до 400 кВт. В основу разделения двигателей на типоразмеры положен конструктивный параметр - высота оси вращения h (см. рис. 54.1).
Двигатели серии 4А изготовляются с высотой оси вращения 50,56,63, 71,80,90, 100, 112, 132, 160, 180,200,225,250,280,315 и 355 мм. Двигатели каждой высоты оси вращения выполняются двух типоразмеров с разной длиной пакетов сердечников, но одинаковым штампом их пластин. Двигатели изготовляются на синхронные частоты вращения 3000, 1500, 1000, 750, 600 и 500 об/мин.
Двигатели серии 4А изготовляются в двух исполнениях: закрытое обдуваемое (рис. 18.7, а) и защищенное с внутренней самовентиляцией (рис. 18.7, б). Двигатели закрытого исполнения всего диапазона осей вращения изготовляются с короткозамкнутым ротором, а осей вращения 200, 225 и 250 мм — еще и с фазным ротором (4АК). Двигатели защищенного исполнения изготовляются с короткозамкнутым ротором (4АН) при высоте оси вращения h > 160 мм, а при высоте оси вращения h > 200 мм еще и с фазным ротором (4АНК).
В двигателях серии 4А с высотами оси вращения от 50 до 132 мм применяется изоляция класса нагревостойкости В, а в двигателях с высотами оси вращения от 160 до 355 мм — изоляция класса нагревостойкости F.
Асинхронные двигатели серии 4А предназначены для самого широкого применения во всех отраслях хозяйства, а поэтому они помимо основного исполнения, имеют несколько модификаций и специализированных исполнений.
Рис. 54.1. Асинхронные двигатели серии 4А:
а — закрытого обдуваемого исполнения, б — защищенного исполнения
Двигатели основного исполнения предназначены для привода механизмов, не предъявляющих особых требований к пусковым характеристикам, скольжению, энергетическим показателям и т. д.
Предполагается, что окружающая среда в месте установки этих двигателей не взрывоопасна, не содержит токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металл и изоляцию. Двигатели предназначены для работы от сети частотой 50 Гц и напряжения согласно табл. 54.1.
Различают следующие модификации двигателей серии 4А:
а) двигатели с повышенным скольжением, с «мягкой» механической характеристикой (4АС); короткозамкнутая обмотка этих двигателей имеет повышенное активное сопротивление;
б) двигатели с повышенным пусковым моментом, имеющие двойную клетку на роторе (4АР);
в) многоскоростные двигатели — на две, три и четыре частоты вращения в диапазоне от 500 до 3000 об/мин;
Таблица 54.1.
Мощность диигателя, кВт |
Номинальное напряжение, В |
Схема соединения обмотки статора |
Число выводных концов |
0,06 – 0,37 |
220 и 380 |
Δ или Y |
3 |
0,55 – 11 |
220,3X0 и 660 |
||
15 – 110 |
220 / 380 и 380 / 660 |
Δ/Y |
6 |
132 – 400 |
380 / 660 |
г) двигатели на частоту 60 Гц, имеющие частоту вращения на 20 % выше, чем двигатели основного исполнения при той же мощности;
д) двигатели малошумные (с улучшенной балансировкой, с подшипниками более высокого класса и т.д.);
е) двигатели со встроенным электромагнитным тормозом (для электроприводов с частыми пусками);
к) двигатели, встраиваемые в механизмы, приводимые ими во вращение (4АВ);
з) двигатели лифтовые двухскоростные со встроенной температурной защитой, малошумные для привода лифтов в жилых и промышленных зданиях и др.
Многообразие модификаций позволяет удовлетворить потребности различных отраслей промышленности в электродвигателях.
