електричні машини 1 Ср

Самостійна робота 1

Виконав Скудря М.О.

ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

·Наведіть класифікацію обмоток машин змінного струму.

Обмотки машин змінного струму можна класифікувати за різними ознаками. Основні класифікації обмоток машин змінного струму:

·За способом з'єднання з джерелом живлення:

·з'єднання зіркою;

·з'єднання трикутником;

·змішане з'єднання.

·За конструкцією:

·внутрішні обмотки;

·зовнішні обмотки.

·За призначенням:

·статорні обмотки;

·роторні обмотки.

·За типом змінного струму:

·однофазні обмотки;

·трьохфазні обмотки.

·За магнітним полем, що створюється:

·обмотки з простим полем;

·обмотки з складним полем.

·За характером руху:

·обмотки з постійним рухом;

·обмотки зі змінним рухом.

Класифікація обмоток машин змінного струму може варіюватися в залежності від конкретної машини та її характеристик.

2. Поясніть принцип побудови розподілених трифазних обмоток машин

змінного струму.

Розподілені трифазні обмотки машин змінного струму складаються з кількох окремих обмоток, розташованих рядом одна з одною і з'єднаних між собою у спеціальному порядку.

Кожна обмотка складається з кількох повторюваних одиниць, які зазвичай називають витками. Кожен виток складається з кількох витків проводу, обмотаних на сердечник. Цей сердечник може бути зроблений з різних матеріалів, таких як залізо, сталь або нікель, і зазвичай має форму кільця або стержня.

В розподілених трифазних обмотках, витки кожної фази розташовані рівномірно вздовж сердечника, але не знаходяться поруч один з одним. Замість цього, витки кожної фази розташовані між витками інших фаз. Це забезпечує рівномірну розподіленість струмів між фазами і зменшує ефект електромагнітного взаємодії між фазами.

Побудова розподілених трифазних обмоток дозволяє збільшити ефективність та енергоефективність машин змінного струму, так як це забезпечує більш рівномірний розподіл струмів та полів. Крім того, розподілені обмотки дозволяють досягти більшої механічної міцності машин та зниження рівня шуму та вібрації під час роботи.

3. Поясніть будову і принцип дії асинхронних двигунів з короткозамкненим

та фазним ротором.

Асинхронний двигун - це електричний двигун, у якому ротор рухається з меншою швидкістю, ніж поля від вхідної мережі. У такому двигуні, ротор може бути з короткозамкнутим або фазним обмотками.

Будова асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором:

·Статор складається з трьох фазних обмоток, розташованих у формі "Y" або "Δ" залежно від типу з'єднання. Кожна фазна обмотка має кілька

витків проводу, обмотаних на сердечнику. Статор приймає трифазний змінний струм від зовнішньої мережі.

·Ротор складається з жорсткого ядра, на яке навмисно не накладено обмотки. Замість цього, в роторі знаходяться провідні пластини або втулки, що виконують роль короткозамкненої обмотки. Ротор може мати форму якірного серцевини, але без обмотки.

·Колектор та щітки відсутні, оскільки ротор не має окремих обмоток.

Принцип дії асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором полягає в тому, що статор генерує магнітне поле, яке обертається зі швидкістю потужності, яка дорівнює швидкості обертання поля. Це магнітне поле викликає електричні струми в короткозамкненій обмотці ротора, що також генерують магнітне поле. За рахунок взаємодії між магнітними полями статора і ротора відбувається обертання ротора зі швидкістю, що менше швидкості обертання поля.

Асинхронний двигун з фазним ротором має ротор з фазними обмотками, який взаємодіє з магнітним полем статора.

4. Проаналізуйте властивості асинхронних двигунів з короткозамкненим та

фазним ротором.

Асинхронні двигуни з короткозамкненим та фазним ротором є двома основними типами асинхронних двигунів. Розглянемо їх властивості докладніше:

· Короткозамкнений ротор:

Асинхронний двигун з короткозамкненим ротором має ротор, на якому замкнуті кільцеві кінцівки, що утворюють одну чи декілька обмоток. Оскільки ротор не має зовнішнього джерела живлення, струм у роторі викликається електромагнітним полем, що створюється в статорі. Головна властивість короткозамкненого ротора полягає в тому, що він має високу стартову тягу, але при цьому його ефективність може бути низькою. Це пов'язано з тим, що при пуску двигуна струми в роторі генеруються відносно високі, але коли двигун досягне режиму роботи, ці струми зменшуються. Інша важлива властивість короткозамкненого ротора полягає в тому, що його швидкість обертання залежить від навантаження, тому що він має високий коефіцієнт слипання.

· Фазний ротор:

Характеристики короткозамкненого асинхронного двигуна (КЗ АД) - це графіки залежності струмів, потужності, коефіцієнта потужності, крутного моменту, швидкості обертання вала і частоти обертання вала від частоти живлення при постійному значенні напруги живлення.

Основні характеристики КЗ АД:

·Характеристика струмів: зі збільшенням частоти живлення струм статора зменшується, а струм ротора зростає. Це пов'язано зі зменшенням індуктивного опору статора і збільшенням індуктивного опору ротора зі збільшенням частоти живлення.

·Характеристика потужності: потужність КЗ АД збільшується зі збільшенням частоти живлення до деякої максимальної потужності, яка відповідає точці максимальної потужності на кривій потужності. Далі, зі збільшенням частоти живлення потужність зменшується, оскільки зменшується крутний момент, який може розвинути КЗ АД.

·Характеристика коефіцієнта потужності: коефіцієнт потужності зменшується зі збільшенням частоти живлення, оскільки індуктивність статора зменшується, а індуктивність ротора збільшується.

·Характеристика крутного моменту: крутний момент збільшується зі збільшенням частоти живлення до максимального значення, після чого зменшується зі збільшенням частоти живлення