- •1.3. Активные элементы схемы замещения
- •2. Основные законы электрических цепей
- •3. Эквивалентные преобразования схем
- •Параллельное соединение элементов электрических цепей
- •4. Эквивалентные преобразования схем
- •Последовательное соединение элементов электрических цепей
- •5. Эквивалентные преобразования схем
- •Преобразование треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду
- •2.4.Преобразование звезды сопротивлений в эквивалентный треугольник
- •1.5. Режимы работы электрических цепей
- •6. Расчет электрических цепей постоянного тока с одним источником методом свертывания
- •7. Расчет электрических цепей постоянного тока с одним источником методом подобия или методом пропорциональных величин
- •9. Метод контурных токов
- •10. Метод узловых потенциалов
- •11. Электрические цепи однофазного переменного тока. Основные определения
- •12. Изображения синусоидальных функций времени в векторной форме
- •14. Индуктивная катушка в цепи синусоидального тока
- •15. Емкость в цепи синусоидального тока
- •17. Трёхфазные цепи . Основные определения
- •16. Мощность в цепи синусоидального тока
- •18. Соединение в звезду. Схема, определения
- •19. Соединение в треугольник. Схема, определения
- •20. Расчет трехфазной цепи, соединенной звездой
- •32. Механические характеристики электродвигателей постоянного тока
- •33 Электрические машины переменного токаВращающееся магнитное поле
- •30Генераторы с самовозбуждением.Принцип самовозбуждения генератора с параллельным возбуждением
- •27 Электрические машины постоянного тока
- •24 ТрансформаторыКонструкция трансформатора
- •25Работа трансформатора в режиме холостого хода
33 Электрические машины переменного токаВращающееся магнитное поле
Особенностью многофазных систем является возможность создать в механически неподвижном устройстве вращающееся магнитное поле. Катушка, подключенная к источнику переменного тока, образует пульсирующее магнитное поле, т.е. магнитное поле, изменяющееся по величине и направлению. Возьмем цилиндр с внутренним диаметром D. На поверхности цилиндра разместим три катушки, пространственно смещенные относительно друг друга на 120o. Катушки подключим к источнику трехфазного напряжения (рис. 12.1). На рис. 12.2 показан график изменения мгновенных токов, образующих трехфазную систему.
Каждая из катушек создает пульсирующее магнитное поле. Магнитные поля катушек, взаимодействуя друг с другом, образуют результирующее вращающееся магнитное поле, характеризующееся вектором результирующей магнитной индукции изображены векторы магнитной индукции каждой фазы и результирующий векторпостроенные для трех моментов времени t1, t2, t3. Положительные направления осей катушек обозначены +1, +2, +3.
В момент t = t1 ток и магнитная индукция в катушке А-Х положительны и максимальны, в катушках В-Y и C-Z - одинаковы и отрицательны. Вектор результирующей магнитной индукции равен геометрической сумме векторов магнитных индукций катушек и совпадает с осью катушки А-Х. В момент t = t2 токи в катушках А-Х и С-Z одинаковы по величине и противоположны по направлению. Ток в фазе В равен нулю. Результирующий вектор магнитной индукции повернулся по часовой стрелке на 30o. В момент t = t3 токи в катушках А-Х и В-Y одинаковы по величине и положительны, ток в фазе C-Z максимален и отрицателен, вектор результирующего магнитного поля размещается в отрицательном направлении оси катушки С-Z. За период переменного тока вектор результирующего магнитного поля повернется на 360o. Линейная скорость перемещения вектора магнитной индукции
,
где f1 - частота переменного напряжения; Т - период синусоидального тока; - частота вращения магнитного поля или синхронная частота вращения. За период Т магнитное поле перемещается на расстояние 2τ, где - полюсное деление или расстояние между полюсами магнитного поля по длине окружности цилиндра диаметром D.
где n1 - синхронная частота вращения многополюсного магнитного поля с числом пар полюсов Р. Катушки, изображенные на рис. 12.1, создают двухполюсное магнитное поле, с числом полюсов 2Р = 2. Частота вращения поля равна 3000 об/мин. Чтобы получить четырехполюсное магнитное поле, необходимо внутри цилиндра диаметром D поместить шесть катушек, по две на каждую фазу. Тогда, согласно формуле (12.1), магнитное поле будет вращаться в два раза медленней, с n1 = 1500 об/мин. Чтобы получить вращающееся магнитное поле, необходимо выполнить два условия.
Иметь хотя бы две пространственно смещенные катушки.
Подключить к катушкам несовпадающие по фазе токи.
31Работа электрической машины постоянного тока в режиме двигателя. Основные уравнения Под действием напряжения, подведенного к якорю двигателя, в обмотке якоря появится ток Iя. При взаимодействии тока с магнитным полем индуктора возникает электромагнитный вращающий момент
где CM - коэффициент, зависящий от конструкции двигателя. На рис. 11.12 изображен схематично двигатель постоянного тока, выделен проводник якорной обмотки. Ток в проводнике направлен от нас. Направление электромагнитного вращающего момента определится по правилу левой руки. Якорь вращается против часовой стрелки. В проводниках якорной обмотки индуцируется ЭДС, направление которой определяется правилом правой руки. Эта ЭДС направлена встречно току якоря, ее называют противо-ЭДС. В установившемся режиме электромагнитный вращающий момент Мэм уравновешивается противодействующим тормозным моментом М2 механизма, приводимого во вращение. На рис. 11.13 показана схема замещения якорной обмотки двигателя. ЭДС направлена встречно току якоря. В соответствии со вторым законом Кирхгофа , откуда
Уравнение (11.3) называется основным уравнением двигателя. Из уравнения (11.3) можно получить формулы:
Магнитный поток Ф зависит от тока возбуждения Iв, создаваемого в обмотке возбуждения. Из формулы (11.5) видно, что частоту вращения двигателя постоянного тока n2 можно регулировать следующими способами: 4изменением тока возбуждения с помощью реостата в цепи обмотки возбуждения; 2изменением тока возбуждения с помощью реостата в цепи обмотки возбуждения; 3изменением напряжения U на зажимах якорной обмотки.Чтобы изменить направление вращения двигателя на обратное (реверсировать двигатель), необходимо изменить направление тока в обмотке якоря или индуктора.