- •В.М. Игнатович, ш.С. Ройз электрические машины и трансформаторы
- •1. Трансформаторы
- •1.1. Устройство и принцип действия трансформаторов
- •1.2. Основные уравнения трансформатора
- •1.3. Электрическая схема замещения трансформатора
- •1.4. Опыт холостого хода
- •1.5. Опыт короткого замыкания
- •1.6. Векторные диаграммы трансформатора при нагрузке
- •1.7. Внешние характеристики трансформатора
- •1.8. Регулирование напряжения трансформаторов
- •1.9. Потери и кпд трансформатора
- •1.10. Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов
- •1.11. Параллельная работа трансформаторов
- •1.12. Несимметричная нагрузка трехфазных трансформаторов
- •Физические условия работы трансформаторов при несимметричной нагрузке
- •1.13. Многообмоточные трансформаторы
- •1.14. Автотрансформаторы
- •1.15. Автотрансформаторы с переменным коэффициентом трансформации
- •1.16. Трансформаторы для дуговой электросварки
- •1.17.Переходные процессы в трансформаторах
- •Включение трансформатора в сеть
- •Внезапное короткое замыкание на клеммах вторичной обмотки трансформатора
- •Лабораторные работы и контрольные вопросы по разделу «трансформаторы»
- •Исследование двухобмоточного трехфазного трансформатора при симметричной нагрузке
- •Исследование двухобмоточных трехфазных трансформаторов при несимметричной нагрузке
- •Группы соединений обмоток трехфазного трансформатора
- •Исследование параллельной работы однофазных трансформаторов
- •2. Асинхронные машины
- •2.1. Устройство асинхронной машины
- •2.2. Трехфазные обмотки машин переменного тока
- •1. Расчет шага обмотки
- •2. Расчет числа пазов на полюс и фазу q (число катушек в катушечной группе)
- •3. Расчет угла сдвига фаз эдс
- •2.2.1. Трехфазные двухслойные обмотки
- •2.2.2. Трехфазные однослойные обмотки
- •2.3. Электродвижущая сила обмоток переменного тока
- •Коэффициент укорочения шага обмотки
- •Коэффициент распределения обмотки
- •Коэффициент скоса пазов
- •Эдс обмотки от высших гармоник поля
- •2.4. Вращающееся магнитное поле
- •2.5. Принцип действия асинхронной машины и режимы работы
- •2.6. Уравнения напряжений асинхронного двигателя
- •2.7. Уравнения мдс и токов асинхронного двигателя
- •2.8. Приведение параметров обмотки ротора, векторная диаграмма и схемы замещения асинхронного двигателя
- •2.9. Энергетические диаграммы активной и реактивной мощностей асинхронной машины
- •2.10. Вращающие моменты асинхронной машины
- •2.11. Способы пуска трехфазных асинхронных двигателей (ад)
- •2.11.1. Способы пуска ад с короткозамкнутым ротором
- •2.11.2. Пуск ад с фазным ротором
- •2.12. Регулирование частоты вращения ад
- •Лабораторные работы и контрольные вопросы по разделу «асинхронные машины»
- •1. Исследование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
- •Исследование асинхронного двигателя с фазным ротором
- •Исследование асинхронного двигателя в трехфазном, конденсаторном и однофазном режимах
- •3. Синхронные машины
- •3.1. Устройство и принцип действия синхронной машины
- •3.2. Магнитное поле обмотки возбуждения синхронной машины
- •3.3. Магнитное поле и параметры обмотки якоря
- •3.3.1. Продольная и поперечная реакции якоря
- •3.4. Магнитные поля и эдс продольной и поперечной реакции якоря
- •3.5. Векторные диаграммы напряжений синхронных генераторов
- •3.6. Характеристики синхронного генератора
- •3.6.1. Характеристика холостого хода при
- •3.6.2. Характеристика трехфазного короткого замыкания при
- •3.6.3. Отношение короткого замыкания
- •3.6.4. Внешние характеристики
- •3.6.5. Регулировочные характеристики
- •3.6.6. Индукционная нагрузочная характеристика
- •3.7. Диаграмма Потье
- •3.8. Параллельная работа синхронных генераторов
- •3.8.1. Условия включения генератора на параллельную работу
- •3.8.2. Синхронные режимы параллельной работы синхронных машин
- •3.8.3. Угловые характеристики активной мощности синхронных машин
- •3.8.4. Синхронизирующая мощность (синхронизирующий момент) и статическая перегружаемость синхронных машин
- •3.8.5. Работа синхронной машины при постоянной активной мощности и переменном возбуждении
- •3.9. Элементы теории переходных процессов синхронных машин
- •3.9.1. Гашение магнитного поля
- •3.9.2. Физическая картина явлений при внезапном трехфазном коротком замыкании синхронного генератора
- •3.10. Синхронные двигатели и компенсаторы
- •3.10.1. Синхронные двигатели
- •3.10.2. Синхронный компенсатор
- •Лабораторные работы и контрольные вопросы по разделу «синхронные машины»
- •Исследование характеристик трехфазного синхронного генератора
- •Определение параметров трехфазного синхронного генератора
- •Исследование синхронного реактивного двигателя
- •Параллельная работа синхронного генератора с мощной сетью
- •4. Машины постоянного тока
- •4.1. Устройство простейшей машины постоянного тока и принцип ее действия
- •4.2. Якорные обмотки машин постоянного тока
- •4.2.1. Петлевые обмотки
- •4.2.2. Волновые обмотки
- •4.3. Магнитная цепь машины постоянного тока при холостом ходе
- •4.4. Магнитное поле машины при нагрузке
- •4.5. Коммутация
- •Физическая сущность коммутации
- •Способы улучшения коммутации
- •4.6. Электродвижущая сила обмотки якоря и электромагнитный момент
- •4.6.1. Эдс якоря
- •4.6.2. Электромагнитный момент
- •4.7. Генераторы постоянного тока
- •4.7.1.Общие сведения о генераторах постоянного тока
- •4.7.2. Характеристики генераторов постоянного тока
- •Характеристика холостого хода
- •Внешняя характеристика
- •Регулировочная характеристика
- •Нагрузочная характеристика
- •Характеристика короткого замыкания
- •4.7.3. Параллельная работа генераторов постоянного тока
- •4.8. Двигатели постоянного тока
- •4.8.1. Пуск двигателей постоянного тока
- •4.8.2. Регулирование частоты вращения и устойчивость работы двигателя
- •4.8.3. Рабочие характеристики двигателей постоянного тока
- •4.8.4. Торможение двигателей постоянного тока
- •Лабораторные работы и контрольные вопросы по разделу «машины постоянного тока»
- •Исследования генератора постоянного тока независимого возбуждения
- •2. Исследование генератора постоянного тока параллельного возбуждения
- •Исследование двигателя постоянного тока параллельного возбуждения
- •Исследование двигателя постоянного тока последовательного возбуждения
- •Приложение Вопросы для самопроверки остаточных знаний Раздел "Трансформаторы"
- •Раздел "Асинхронные машины"
- •Раздел "Синхронные машины"
- •Раздел "Машины постоянного тока"
- •Ответы на вопросы по самопроверке остаточных знаний Раздел " Трансформаторы"
- •Раздел "Асинхронные машины"
- •Раздел "Синхронные машины"
- •Раздел "Машины постоянного тока"
- •Список литературы
- •Содержание
- •Электрические машины и трансформаторы Издание шестое, исправленное
Список литературы
Копылов И.П. Электрические машины. Учебник. – 2-е изд., перераб.- М.: Логос, 2000. – 607 с.
Вольдек А.И. Электрические машины. — Л.: Энергия, 1978.- 832 с: ил.
Токарев Б.Ф. Электрические машины. — М.: Энергоатомиздат, 1990.- 672 с.: ил.
Игнатович В.М., Ройз Ш.С. Электрические машины и трансформаторы: Учебное пособие.-5-е изд., стереотипное – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008.-147 с.
Электромеханические преобразователи энергии и трансформаторы. Лабораторный практикум: учебное пособие / А.И. Верхотуров, В.М. Игнатович, В.И. Попов, О.Л. Рапопорт, Т.В. Усачева; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011.-152 с.
Трехфазные обмотки электрических машин переменного тока: Метод. указ. к выполнению индивидуального задания по дисциплинам «Электрические машины», «Электромеханика» для студентов направлений «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», «Электроэнергетика» ТПУ. – Томск: Изд-во ТПУ, 2002. – 16с.
Обмотки якорей электрических машин постоянного тока: Метод. указ. к выполнению индивидуального задания по дисциплинам «Электрические машины», «Электромеханика» для студентов направлений «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», «Электроэнергетика» ТПУ. – Томск: Изд-во ТПУ, 2004. – 20с.
Игнатович В.М. Трансформаторы. Задания в тестовой форме по дисциплине «Электрические машины»: учебное пособие / В.М. Игнатович, Т.В. Усачева, Е.А. Муратова; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. – 168 с.
Игнатович В.М. Асинхронные машины. Задания в тестовой форме по дисциплине «Электрические машины»: учебное пособие / В.М. Игнатович, Т.В. Усачева, Е.А. Муратова; Томский политехнический университет, 2011. – 112 с.
Игнатович В. М. Синхронные машины. Задания в тестовой форме по дисциплине «Электрические машины»: учебное пособие / В.М. Игнатович, Т.В. Усачева, Е.А. Муратова; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. – 133c
Содержание
с.
1. Трансформаторы 3
1.1. Устройство и принцип действия трансформаторов 4
1.2. Основные уравнения трансформатора 8
1.3. Электрическая схема замещения трансформатора 11
1.4. Опыт холостого хода 13
1.5. Опыт короткого замыкания 15
1.6. Векторные диаграммы трансформатора при нагрузке 16
1.7. Внешние характеристики трансформатора 18
1.8. Регулирование напряжения трансформаторов 20
1.9. Потери и КПД трансформатора 21
1.10. Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов 23
1.11. Параллельная работа трансформаторов 28
1.12. Несимметричная нагрузка трехфазных трансформаторов 32
1.13. Многообмоточные трансформаторы 38
1.14. Автотрансформаторы 39
1.15. Автотрансформаторы с переменным коэффициентом 40
трансформации 40
1.16. Трансформаторы для дуговой электросварки 41
1.17.Переходные процессы в трансформаторах 42
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗДЕЛУ «ТРАНСФОРМАТОРЫ» 46
2. Асинхронные машины 54
2.1. Устройство асинхронной машины 55
2.2. Трехфазные обмотки машин переменного тока 56
2.2.1. Трехфазные двухслойные обмотки 58
2.2.2. Трехфазные однослойные обмотки 59
2.3. Электродвижущая сила обмоток переменного тока 60
2.4. Вращающееся магнитное поле 63
2.5. Принцип действия асинхронной машины и режимы работы 64
2.6. Уравнения напряжений асинхронного двигателя 68
2.7. Уравнения МДС и токов асинхронного двигателя 69
2.8. Приведение параметров обмотки ротора, векторная диаграмма 71
и схемы замещения асинхронного двигателя 71
2.9. Энергетические диаграммы активной и реактивной мощностей 74
асинхронной машины 74
2.10. Вращающие моменты асинхронной машины 76
2.11. Способы пуска трехфазных асинхронных двигателей (АД) 80
2.11.1. Способы пуска АД с короткозамкнутым ротором 81
2.12. Регулирование частоты вращения АД 85
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗДЕЛУ «АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ» 94
3. Синхронные машины 100
3.1. Устройство и принцип действия синхронной машины 101
3.2. Магнитное поле обмотки возбуждения синхронной машины 102
3.3. Магнитное поле и параметры обмотки якоря 104
3.3.1. Продольная и поперечная реакции якоря 104
3.4. Магнитные поля и ЭДС продольной и поперечной реакции якоря 107
3.5. Векторные диаграммы напряжений синхронных генераторов 109
3.6. Характеристики синхронного генератора 110
3.6.1. Характеристика холостого хода при 110
3.6.2. Характеристика трехфазного короткого замыкания при 111
3.6.3. Отношение короткого замыкания 111
3.6.4. Внешние характеристики 112
при 112
3.6.5. Регулировочные характеристики 113
при 113
3.6.6. Индукционная нагрузочная характеристика 113
при 113
3.7. Диаграмма Потье 113
3.8. Параллельная работа синхронных генераторов 114
3.8.1. Условия включения генератора на параллельную работу 115
3.8.2. Синхронные режимы параллельной работы синхронных машин 117
3.8.3. Угловые характеристики активной мощности синхронных машин 119
при 119
3.8.4. Синхронизирующая мощность (синхронизирующий момент) 121
и статическая перегружаемость синхронных машин 121
3.8.5. Работа синхронной машины при постоянной активной мощности 121
и переменном возбуждении 121
3.9. Элементы теории переходных процессов синхронных машин 122
3.9.1. Гашение магнитного поля 123
3.9.2. Физическая картина явлений при внезапном трехфазном 124
коротком замыкании синхронного генератора 124
3.10. Синхронные двигатели и компенсаторы 126
3.10.1. Синхронные двигатели 126
3.10.2. Синхронный компенсатор 128
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗДЕЛУ «СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ» 129
4. Машины постоянного тока 135
4.1. Устройство простейшей машины постоянного тока 135
и принцип ее действия 135
4.2. Якорные обмотки машин постоянного тока 138
4.2.1. Петлевые обмотки 139
4.2.2. Волновые обмотки 140
4.3. Магнитная цепь машины постоянного тока при холостом ходе 142
4.4. Магнитное поле машины при нагрузке 143
4.5. Коммутация 147
4.6. Электродвижущая сила обмотки якоря и электромагнитный момент 150
4.6.1. ЭДС якоря 150
4.6.2. Электромагнитный момент 151
4.7. Генераторы постоянного тока 151
4.7.1.Общие сведения о генераторах постоянного тока 151
4.7.2. Характеристики генераторов постоянного тока 155
4.7.3. Параллельная работа генераторов постоянного тока 157
4.8. Двигатели постоянного тока 160
4.8.1. Пуск двигателей постоянного тока 161
4.8.2. Регулирование частоты вращения и устойчивость работы двигателя 162
4.8.3. Рабочие характеристики двигателей постоянного тока 164
4.8.4. Торможение двигателей постоянного тока 165
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗДЕЛУ «МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА» 167
ПРИЛОЖЕНИЕ 173
Список литературы …………………………...……………………….179
Учебное издание
ИГНАТОВИЧ Виктор Михайлович
РОЙЗ Шмиль Симхович
