- •Навчально-методичний посібник
- •Загальні вказівки
- •1. Властивості електричної енергії та її застосування в сільському господарстві
- •2. Сучасний стан і перспективи розвитку електроенергетики України
- •1. Загальна електротехніка
- •Електричні кола постійного струму
- •1. Основні поняття. Закон Кулона.
- •2. Напруженість електричного поля. Електрична напруга.
- •3. Електричне коло і його головні елементи.
- •4. Закони Ома. Робота та потужність електричного струму.
- •5. Закони Кірхгофа.
- •6. З'єднання приймачів електричної енергії.
- •1.2. Електромагнетизм
- •1. Магнітне поле і його характеристика
- •2.Феромагнетики
- •3. Провідник із струмом в магнітному полі
- •4. Електрон в магнітному полі
- •5. Електромагнітна індукція.
- •6. Самоіндукція та взаємоіндукція.
- •7. Вихрові струми.
- •1.3. Електричні кола однофазного змінного струму
- •1. Основні поняття і параметри синусоїдного струму.
- •2. Графічне зображення синусоїдальних величин.
- •Коло змінного струму з активним, індуктивним і ємнісним опорами.
- •4. Коло змінного струму з послідовним з’єднанням активного, індуктивного й ємнісного опорів
- •5. Коло змінного струму з паралельним з’єднанням активного, індуктивного й ємнісного опорів.
- •6. Коефіцієнт потужності та способи його підвищення.
- •Трифазні кола.
- •1. Трифазна система змінного струму.
- •З’єднання зіркою.
- •3. З'єднання трикутником
- •4. Потужність трифазної системи
- •1.5. Електричні вимірювання і прилади
- •Класифікація електровимірювальних приладів
- •2. Системи електровимірювальних приладів.
- •3. Вимірювання струмів, напруг, потужностей та енергії.
- •4. Вимірювання опору.
- •5. Похибки вимірювання та приладів.
- •1.6. Трансформатори
- •1. Призначення та принцип роботи.
- •Режими роботи трансформатора.
- •3. Конструкція трансформатора.
- •4. Трифазні трансформатори
- •5. Багатообмоткові трансформатори.
- •6. Вимірювальні трансформатори.
- •7. Автотрансформатори
- •8 . Зображення трансформаторів на електричних схемах.
- •1.7 Електричні машини
- •1. Будова та принцип роботи машин постійного струму.
- •2. Генератори постійного струму.
- •3. Двигуни постійного струму.
- •4. Регулювання швидкості обертання якоря.
- •5. Будова та принцип роботи асинхронних машин.
- •6. Регулювання швидкості обертання ротора.
- •7. Пуск асинхронного двигуна.
- •2. Основи електроніки і автоматики.
- •2.1. Напівпровідникові прилади.
- •1. Основні положення про напівпровідникову техніку.
- •2. Напівпровідникові діоди.
- •Тиристори.
- •4. Транзистори
- •5. Характеристики та параметри транзисторів.
- •6. Польові транзистори.
- •2.2. Фотоелектричні прилади
- •1. Оптичні і фотоелектричні явища в напівпровідниках.
- •Фотогальванічний ефект використовується в вентильних фотоелементах, фотодіодах та фототранзисторах.
- •2. Фоторезистори.
- •3.Фотодіоди.
- •4.Фототранзистори.
- •2.3. Випрямлячі змінного струму.
- •1. Загальні відомості про засоби електроживлення.
- •2. Випрямлячі.
- •3. Керовані випрямлячі.
- •4. Стабілізатори.
- •5. Інвертори.
- •2.4. Датчики систем автоматики
- •1. Загальні відомості про датчики систем автоматики.
- •2. Датчики рівня.
- •3. Датчики частоти обертання валів.
- •4. Датчики температури і терморегулятори.
- •5. Датчики вологості.
- •6. Датчики освітленості.
- •3. Застосування електричної енергії в сільськогосподарському виробництві.
- •3.1. Електропривод і апарати автоматичного управління й захисту електродвигунів.
- •Електропривод і його основні частини.
- •Класифікація сучасних електроприводів.
- •3. Класифікація режимів роботи електродвигунів.
- •4. Призначення і класифікація апаратури керування і захисту.
- •5. Характеристика і вибір апаратів керування електроустановками.
- •6. Характеристика і вибір апаратів захисту електроустановок.
- •7. Пристрої температурного захисту
- •8. Розподільні пункти за комплектні пристрої керування електроприводами.
- •3.2. Автоматичне керування електроприводами.
- •Класифікація електричних схем керування.
- •2. Типові схеми керування електродвигунами.
- •3.1. Керування по схемі „поштовх”.
- •3.2. Схема теплового захисту.
- •3.3. Схема блокування кнопки.
- •3.4. Схема блокування одночасному включенню.
- •3.5. Схема послідовного включення.
- •3.7. Схема сигналізації „напруга подана”.
- •3.8. Схема сигналізації включення електродвигуна.
- •3.9. Схема сигналізації включення електромагнітного пускача.
- •3.2. Електронагрівальні установки.
- •1. Загальні принципи перетворення електричної енергії на теплову.
- •2. Нагрівальні елементи.
- •3. Електричні водонагрівники.
- •4. Електродні водогрійні та парові котли.
- •5. Електричне обігрівання у парниках і теплицях.
- •Питання для самоконтролю:
- •3.3. Установки для електричного освітлення і опромінення
- •Фізичні основи оптичного випромінювання.
- •2. Одиниці вимірювання вимірювання.
- •3. Види і системи освітлення.
- •4. Вибір джерел світла та вибір світильників.
- •5.Розміщення світильників
- •6. Будова і робота ламп розжарювання, їх енергетичні і експлуатаційні характеристики.
- •7. Галогенні лампи розжарювання.
- •8. Інфрачервоні лампи.
- •9. Будова і принцип дії люмінесцентних ламп, їх основні характеристики.
- •10. Світильники, що використовуються в освітлювальних установках сільськогосподарського призначення.
- •11. Установки для опромінення рослин в умовах захищеного ґрунту.
- •1 2. Послідовність розрахунку освітлення.
- •13. Схеми автоматичного керування опромінювальними установками.
- •3.4. Заходи щодо безпеки праці при експлуатації електроустановок.
- •1. Дія електричного струму на людину.
- •2. Дія електричного струму на сільськогосподарських тварин.
- •3. Причини електротравм у сільському господарстві.
- •4. Перша допомога потерпілому від ураження електричним струмом.
- •5. Заходи першої допомоги при ураженні електричним струмом.
- •6. Електробезпека у рослинництві.
- •7. Блискавкозахист.
- •8. Вимоги пожежної безпеки при експлуатації електроустановок.
- •4. Основи енергозбереження в агропромисловому комплексі.
- •1. Терміни і визначення в енергозберігаючих технологіях.
- •2. Державна політика України в галузі енергозбереження
- •Принцип концентрації позабюджетних фінансових засобів для реалізації на практиці політики енергозбереження.
- •3. Основи енергозбереження в апк.
- •Література
6. Регулювання швидкості обертання ротора.
3 точки зору регулювання швидкості обертання ротора асинхронний двигун гірший за двигуни постійного струму. Звичайно асинхронні двигуни застосовуються у нерегульованих приводах.
Двигун із фазним ротором регулюється введенням реостата. При цьому зменшуються оберти n1. Це дуже неекономічні, бо збільшуються втрати на додатковому опорі. Регулюючі реостати звичайно розраховують на тривалий режим роботи та регулюють оберти у діапазоні до трьох разів.
Згідно із співвідношенням (1.7.1.) регулювати швидкість обертання ротора короткозамкненого двигуна можна двома способами.
1. Зміною числа пар полюсів. Виводи котушок статорної обмотки перемикаються на клемній дошці. В залежності від їх перемикання змінюється число пар полюсів. Цей спосіб дає змогу регулювати оберти ступінчасте.
2. Зміною частоти живлячого струму. Звичайно частоту регулюють тиристорним перетворювачем частоти у межах f1 = 20...60 Гц.
Недоліком цього способу є необхідність вмикання додаткового приладу та невеликі границі регулювання.
Щодо реверсування (зміни напрямку обертання ротора), то необхідно змінити напрям обертання магнітного поля. Це можна здійснити, якщо перемкнути два будь-які лінійні проводи, що з'єднують трифазну мережу із статором двигуна.
7. Пуск асинхронного двигуна.
У асинхронного двигуна не дуже добрі пускові характеристики. При пускові під повною напругою виникають значні струми в обмотці статора, що у кілька (6...7) разів перевершують номінальні. Це небезпечно і для двигуна, і для мережі змінного струму. Пусковий момент двигуна звичайно малий, тому при пускові двигун треба розвантажити. Задачу пуску розв'язують за допомогою штучного підвищення опору обмотки ротора. При цьому збільшується пусковий момент та зменшується пусковий струм.
Пуск двигуна із фазним ротором здійснюється введенням максимального опору реостата в обмотці фазного ротора. Після розгону ротора поступово зменшують опір реостата. Деколи використовують ступінчастий реостат (мають пусковий додатковий та робочий опір).
Пуск короткозамкненого двигуна полегшується спеціальною конструкцією ротора у двигуні з витісненням струму. У роторі з глибоким пазом стержні «білячої клітки» виготовляються у вигляді пластини і вкладаються у глибокий паз осердя ротора. Розподіл струму за глибиною паза залежить від індуктивності окремих його частин. Потокозчеплення та індуктивність глибинної частини стержня більша за потокозчеплення та індуктивність зовнішніх частин. Тому у момент пуску, коли частота струму у стержнях велика (дорівнює частоті обертового магнітного поля), індуктивний опір глибинних частин великий. Відбувається «витіснення» струму у верхню частину стержня (рис. 10.23).
Таким чином, збільшується активний опір «білячого колеса» при пускові, поліпшуються пускові характеристики. У номінальному режимі роботи двигуна частота струму у стержнях мала, процес «витіснення» відсутній, активний опір стержня зменшується.
Стержні ротора з глибоким пазом можна виготовляти різної форми.
Ротор з подвійною «білячою кліткою» має два «білячих колеса». Верхня клітина виготовляється з латуні, нижня — із міді й має більший переріз. У момент пуску струм витискається у верхню, латунну клітину, що має великий активний опір. Ця клітина називається пусковою. В усталеному режимі працює нижня, робоча клітина із малим активним опором. У двигуна з витісненням струму пусковий момент може збільшуватись у три рази. Пусковий струм встановлюється у три-чотири рази більший, за номінальний.
За рахунок зниження напруги, що подається на обмотку статора, є змога зменшити пусковий струм. Зниження пускового струму спричиняє небажане зменшення і пускового моменту. Цей спосіб називається пуском при зниженій напрузі. Є кілька способів пуску при зниженій напрузі. Напругу зменшують або за допомогою додаткового приладу, або методом перемикання обмоток:
1) пуск за допомогою реактивної котушки;
2) пуск за допомогою реостата (активного опору);
3) автотрансформаторний пуск;
4) пуск перемиканням котушок обмотки статора із «трикутника» (у номінальному режимі) на «зірку».
На жаль, усі ці способи знижують не тільки пусковий струм, а й пусковий момент.
Запам’ятайте:
Можна визначити три умови самозбудження:
- потрібен залишковий магнітний потік у статорі;
- необхідне збігання за напрямком залишкового потоку з потоком, що створює машина;
- опір кола обмотки збудження має бути меншим за критичний.
Є три способи регулювання швидкості обертання якоря двигуна постійного струму:
— зміною напруги;
— зміною опору кола якоря;
зміною магнітного потоку.
Частоту обертання асинхронного двигуна можна регулювати зміною таких параметрів:
частоти струму;
числа пар полюсів ;
опору роторного кола ;
напруги на статорі.
Питання для самоконтролю:
1. Яка будова машин постійного струму?
2. Який принцип дії машин постійного струму?
3. Як діляться генератори постійного струму по способу збудження?
4. Як запустити двигуна постійного струму?
5. Які переваги та недоліки асинхронних двигунів?
6. Яка будова асинхронного короткозамкнутого двигуна ?
7. Як запустити в хід асинхронного короткозамкнутого двигуна.?
Тести:
1. Який пристрій перетворює електричну енергію на механічну?
А. Генератор.
В. Двигун.
Б. Трансформатор.
2. В обмотці якої деталі машини постійного струму індукується ЕРС?
А. Колектор.
В. Статор.
Б. Якорь.
3. В обмотці якої деталі машини постійного струму створюється основний магнітний потік?
А. Колектор.
В. Статор.
Б. Якорь.
4. В генераторі якого типу збудження є дві обмотки збудження?
А. Послідовного.
В. Паралельного.
Б. Змішаного.
5. Який з типів збудження двигуна постійного струму не можна використовувати без навантаження на валу?
А. Послідовного.
В. Паралельного.
Б. Послідовно - паралельного.
6. Який з способів регулювання швидкості обертання якоря двигуна постійного струму є найефективнішим?
А. Зміною напруги.
В. Зміною опору кола якоря.
Б. Зміною магнітного потоку (струму збудження).
7. Що розуміють під назвою „біляче колесо”?
А. Статор.
В. Ротор.
Б. Швидкість обертання поля.
8. При яких значеннях швидкості обертання поля (n1) та швидкості обертання ротора (n2) асинхронна машина працює в режимі двигуна?
А. n1 = n2.
В. n1 < n2.
Б. n1 > n2.
9. При яких значеннях швидкості обертання поля (n1) та швидкості обертання ротора (n2) асинхронна машина працює в режимі генератора?
А. n1 = n2.
В. n1 < n2.
Б. n1 > n2.
10. Як змінити напрям обертання ротора (реверсування) асинхронного електродвигуна?
А. Зміною числа пар полюсів.
В. Змінити напрям обертання магнітного поля.
Б. Зміню частоти живлячого струму.