- •Лекции по электрическим машинам л 1. Тема: «Общие вопросы теории машин переменного тока»
- •§1. Синхронные машины.
- •§2. Асинхронные машины.
- •§3. Обмотки машин переменного тока.
- •§4. Электродвижущие силы обмоток машин переменного тока.
- •§4.3. Э.Д.С. Витка.
- •§5. Намагничивающие силы обмоток переменного тока.
- •Л 2. Тема: «Асинхронные машины. Основы теории асинхронных машин при неподвижном роторе»
- •§1. Принцип действия асинхронной машины.
- •§2. Двигатели асинхронные 3хфазные единой серии 4а.
- •§3. Асинхронная машина пи заторможенном роторе.
- •Л 3. Тема: «Основы теории асинхронных машин при вращающемся роторе»
- •§1. Ориентировочные замечания.
- •§2. Основные явления, происходящие в асинхронной машине при вращении.
- •§3. Уравнение э.Д.С. Ротора и ток ротора i2.
- •§4. Частота вращения намагничивающей силы ротора.
- •§5. Уравнение намагничивающих сил асинхронной машины при её вращении.
- •§6. Схема замещения ротора асинхронной машины.
- •§7. Векторная диаграмма асинхронного двигателя.
- •§8. Схема замещения асинхронного двигателя.
- •§9. Потери и к.П.Д. Асинхронного двигателя.
- •Л 4. Тема: «Синхронные машины. Работа под нагрузкой».
- •§1. Основные понятия и устройство синхронной машины.
- •§2. Принцип действия синхронной машины.
- •§3. Работа синхронного генератора при холостом ходе.
- •§4. Работа синхронного генератора под нагрузкой (на примере явнополюсной машины).
- •Л 5. Тема: «Параллельная работа синхронных машин»
- •§1. Предварительные замечания.
- •§2. Условия параллельного включения синхронных генераторов по способу точной синхронизации.
- •§3. Включение синхронных генераторов по методу самосинхронизации.
- •Л 6. Тема: «Характеристики синхронных генераторов».
- •§1. Система относительных единиц.
- •§2. Характеристика холостого хода.
- •§3. Характеристика короткого замыкания.
- •§4. Опытное определение xd.
- •§5. Опытное определение реактивного треугольника.
- •§6. Нагрузочная характеристика.
- •§7. Опытное определение индуктивного сопротивления рассеяния хδ.
- •§8. Внешняя характеристика.
- •§9. Регулировочная характеристика.
- •§10. Отношение короткого замыкания.
- •Л 7. Тема: «Физические основы рабочего процесса трансформатора»
- •§1. Принцип работы трансформатора.
- •§2. Схемы и группы соединения обмоток трехфазных трансформаторов.
- •§3. Уравнение электродвижущих сил.
- •§4. Уравнение намагничивающих сил.
- •§5. Приведенный трансформатор.
- •§6. Переходные процессы в трансформаторах.
- •Л 8. Тема: «Рабочие свойства трансформаторов»
- •§1. Режим холостого хода.
- •§2. Опыт короткого замыкания.
- •§3. Изменение напряжения трансформатора.
- •§4. Включение трансформаторов на параллельную работу.
- •§5. Энергетическая диаграмма трансформатора.
- •§1. Устройство и принцип действия.
- •§2. Энергетическая диаграмма.
- •§3. Основные электромагнитные соотношения машины постоянного тока.
- •§4. Общие сведения об обмотках машин постоянного тока (якорных обмотках).
- •§5. Простая петлевая обмотка.
- •§6. Простая волновая обмотка.
- •Л 10. Тема: «Магнитная цепь машины постоянного тока».
- •Значение индукции в машинах постоянного тока.
- •Л 11. Тема: «Магнитное поле машины постоянного тока при нагрузке».
- •§1. Реакция якоря.
- •§2. Влияние реакции якоря на магнитный поток машины.
- •Л 12. Тема: «Коммутация в машинах постоянного тока».
- •§1. Причины, вызывающие искрение на коллекторе.
- •§2. Физическая сущность коммутации и ее влияние на работу машины.
- •§3. Способы улучшения коммутации.
- •Л 13. Тема: «Генераторы постоянного тока и их характеристика».
- •§1. Характеристики генераторов.
- •Л 14. Тема: «Генераторы постоянного тока. Классификация».
- •Л 15. Тема: «Двигатели постоянного тока, их характеристики».
- •§1. Основные понятия.
- •§2. Пуск двигателя постоянного тока.
- •§3. Рабочие характеристики двигателя постоянного тока.
- •§4. Механические характеристики двигателей постоянного тока.
- •§5. Рабочие характеристики двигателя с последовательным возбуждением.
Л 7. Тема: «Физические основы рабочего процесса трансформатора»
§1. Принцип работы трансформатора.
Принцип работы основывается на законе электромагнитной индукции, открытом английским физиком Майклом Фарадеем в 1831 году.
Основной магнитный поток Ф0в магнитопроводе трансформатора сцеплен с витками обмотокW1иW2благодаря чему в них наводится э.д.с.
Э.д.с. обмоток определяется выражением
Если поток изменяется синусоидально
Ф0=Фmaxsinωt, то
подставив его в формулу э.д.с. и дифференцируя, получим
e1=-ωW1Фmcosωt
e2=-ωW2Фmcosωt
Амплитудное значение
Е1m=-ωW1Фm
E2m=-ωW2Фm
Действующее значение
Коэффициент трансформации (отношение э.д.с. обмотки высшего напряжения и э.д.с. обмотки низшего напряжения)
Для идеального трансформатора
U1=E1,U2=E2иU1I1=U2I2
тогда
Векторная диаграмма для идеального трансформатора
Ф0=Фmsinωt
t,
т.к. cos ωt=- ,
то e1=
Поэтому вектор э.д.с. изображают отстающим на 90° от вектора Фm. Вектор токаI0совпадает с вектором Фm, если не учитывать потерь в стали сердечника.
§2. Схемы и группы соединения обмоток трехфазных трансформаторов.
звезда треугольник
зигзаг
Возможные схемы соединения:
звезда - звезда;
звезда - звезда с нулевым выводом на вторичной стороне;
звезда - звезда с нулевым выводом на первичной стороне;
звезда - треугольник;
треугольник - звезда с нулем;
треугольник - треугольник;
звезда - зигзаг;
звезда с нулем - треугольник.
Наиболее употребительные схемы: 2, 4, 5, 7, 8.
Сдвиг фаз между э.д.с. Е1и Е2принято выражать группой соединений. Но т.к. этот сдвиг фаз может измениться от 0 до 360°, а кратность сдвига составляет 30°, то для обозначения группы соединений выбирается ряд чисел от 1 до 12, в котором каждая единица соответствует углу сдвига в 30°.
В основу такого обозначения положено сравнение относительного положения векторов Е1и Е2с положением минутной и часовой стрелок часов. При этом вектор э.д.с. обмотки высшего напряжения мыслится минутной стрелкой, а вектор э.д.с. обмотки низшего напряжения мыслится часовой стрелкой.
Положение часовой стрелки относительно минутной определяется положением вектора э.д.с. обмотки низшего напряжения относительно вектора э.д.с. обмотки высшего напряжения.
Однофазный трансформатор.
В СССР однофазные трансформаторы выполнялись с группой I/I-0.
Рассмотрим трехфазный трансформатор с соединением звезда – звезда, причем обмотки имеют одинаковую намотку.
записывается в паспорте Y/Y- 12
Изменяя маркировку трансформатора, на вторичной стороне можно получить другие четные группы.
При соединении обмоток звезда – звезда и треугольник - треугольник можно получить 0, 2, 4, 6, 8, 10 – все четные группы.
Рассмотрим получение нечетных групп соединения обмоток. При схеме соединения звезда – треугольник или треугольник – звезда можно получить остальные шесть нечетных групп 1, 3, 5, 7, 9, 11.
Рассмотрим схему соединения звезда – зигзаг.