ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный

технический университет»

Г.А. Пархоменко А.Ю. Писаревский

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКИ

И СЕРВИСНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Утверждено Редакционно-издательским

советом университета в качестве

учебного пособия

Воронеж 2012

УДК 621.313

Пархоменко Г.А. Основы электромеханики и сервисного обслуживания электрических машин: учеб. пособие / Г.А. Пархоменко, А.Ю. Писаревский. Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2012. 361 с.

В учебном пособии представлены основные законы электродинамики, используемые при изучении, проектировании и исследовании наиболее распространенных устройств электромеханики - электрических машин. Их основные типы (машины постоянного и переменного тока, трансформаторы) представлены более подробно: устройство основных частей, варианты исполнения, принцип работы, эксплуатационные характеристики, возможности регулирования, сервисное обслуживание.

Учебное пособие содержит полный комплект учебно-методических материалов по основам электромеханики и сервисного обслуживания электрических машин.

Издание соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника», профилю «Электромеханика», дисциплине «Электрические машины».

Учебное пособие подготовлено в электронном виде в текстовом редакторе MS Word 1997-2003 и содержится в файле УМК_ЭМ.doc.

Табл. 1. Ил. 120. Библиогр.: 5 назв.

Научный редактор канд. техн. наук, доц. Т.А. Бурковская

Рецензенты: кафедра электроэнергетики

Международного института компьютерных

технологий (зав. кафедрой канд. техн. наук, доц. А.Н. Низовой);

д-р техн. наук, проф. В.М. Питолин

 Пархоменко Г.А., Писаревский А.Ю.,

2012

 Оформление. ФГБОУ ВПО

«Воронежский государственный

технический университет», 2012

Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ 7

ЗАНЯТИЕ №1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИНАХ 8

1. Вводная часть 8

1.1. Назначение занятия 8

1.2. Цели занятия 8

2. Основная часть 11

2.1. Общие сведения по электрическим машинам

и трансформаторам 11

2.2. Классификация электрических машин и

трансформаторов 22

3. Заключительная часть 31

3.1. Заключение 31

3.2. Контрольные вопросы 32

ЗАНЯТИЕ №2. ТРАНСФОРМАТОРЫ 33

1. Вводная часть 33

1.1. Назначение занятия 33

1.2. Цели занятия 33

2. Основная часть 37

2.1. Свойства катушки с током 37

2.2. Устройство и принцип работы однофазного

трансформатора 42

2.3. Режим холостого хода трансформатора 46

2.4. Работа трансформатора под нагрузкой 52

2.5. Энергетический баланс трансформатора 59

2.6. Режим короткого замыкания трансформатора 62

2.7. Внешняя характеристика трансформатора 64

2.8. Трехфазный трансформатор 68

2.9. Автотрансформаторы 76

2.10. Устройство силового масляного трансформатора 80

3. Заключительная часть 89

3.1. Заключение 89

3.2. Контрольные вопросы 90

3.3. Тестовые задания 91

ЗАНЯТИЕ №3. АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ 95

1. Вводная часть 95

1.1. Назначение занятия 95

1.2. Цели занятия 95

2. Основная часть 99

2.1. Устройство и классификация асинхронных

машин 99

2.2. Принцип действия асинхронного электродвигателя 104

2.3. Получение вращающегося магнитного поля 107

2.4. Обмотка статора асинхронной машины 111

2.5. Обмотки ротора асинхронной машины 120

2.6. Свойства асинхронного электродвигателя при неподвижном роторе 122

2.7. Работа асинхронной машины при вращающемся роторе 126

2.8. Особенности приведения параметров обмотки

ротора и векторная диаграмма асинхронного двигателя 130

2.9. Построение и использование круговой диаграммы 134

2.10. Электромагнитный момент и механическая

характеристика асинхронного двигателя 138

2.11. Регулирование вращающего момента асинхронного электродвигателя 142

2.12. Регулирование частоты вращения ротора асинхронного двигателя 148

2.13. Пуск асинхронного электродвигателя 151

2.14. Однофазные и конденсаторные асинхронные двигатели 154

3. Заключительная часть 160

3.1. Заключение 160

3.2 Контрольные вопросы 163

3.3 Тестовые задания 164

ЗАНЯТИЕ №4. СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ 166

1. Вводная часть 166

1.1. Назначение занятия 166

1.2. Цели занятия 166

2. Основная часть 170

2.1. Устройство и классификация синхронных машин 170

2.2. Принцип действия синхронного генератора 174

2.3. Возбуждение синхронных машин 177

2.4. Магнитное поле синхронной машины 180

2.5. Характеристики синхронного генератора 187

2.6. Потери мощности и КПД синхронной машины 192

2.7. Параллельная работа синхронных генераторов 195

2.8. Режимы работы синхронного генератора с сетью 202

2.9. Синхронные двигатели и компенсаторы 204

3. Заключительная часть 213

3.1. Заключение 213

3.2. Контрольные вопросы 215

3.3. Тестовые задания 216

ЗАНЯТИЕ №5. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА 218

1. Вводная часть 218

1.1. Назначение занятия 218

1.2. Цели занятия 218

2. Основная часть 222

2.1. Назначение, устройство и классификация машин постоянного тока 222

2.2. Принцип действия генератора постоянного тока 226

2.3. Обмотки якоря машин постоянного тока 231

2.4. Реакция якоря в машине постоянного тока 234

2.5. Коммутация в машине постоянного тока 237

2.6. Мощность и характеристики генераторов постоянного тока 241

2.7. Двигатели постоянного тока 250

3. Заключительная часть 259

3.1. Заключение 259

3.2. Контрольные вопросы 261

3.3. Тестовые задания 262

ЗАНЯТИЕ №6. ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 264

1. Вводная часть 264

1.1. Назначение занятия 264

1.2. Цели занятия 264

2. Основная часть 267

2.1. Общие положения 267

2.2. Неисправности электрических машин и их выявление 271

2.3. Дефектация электрических машин 279

2.4. Разборка электрической машины 284

2.5. Дефектация узлов и деталей 292

2.6. Ремонт механических деталей 299

2.7. Ремонт шихтованных магнитопроводов 306

2.8. Ремонт короткозамкнутой обмотки ротора 309

2.9. Ремонт коллекторов и контактных колец 311

2.10. Восстановление и ремонт обмоток 316

2.11. Сборка и испытание электрических машин 326

2.12. Обслуживание и ремонт трансформаторов 337

3. Заключительная часть 359

3.1. Заключение 359

3.2. Контрольные вопросы 359

4. Библиографический список 361