- •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.
§4. Включение трансформаторов на параллельную работу.
Условия параллельной работы трансформаторов:
Одинаковые группы соединения трансформаторов.
Равные первичные и вторичные номинальные напряжения.
Равные напряжения короткого замыкания.
При несоблюдении, например, коэффициента трансформации между параллельно включенными трансформаторами возникает уравнительный ток Iур, обусловленный разностью вторичных напряжений.
,
где rkIиrkII– внутренние сопротивления трансформаторов.
При нагрузке трансформаторов уравнительный ток накладывается на нагрузочный ток. При этом трансформатор с более высоким вторичным напряжением холостого хода (с меньшим коэффициентом трансформации) оказывается перегруженным, а трансформатор равной мощности, но с большим коэффициентом трансформации будет недогружен. Т.к. перегрузка недопустима, то придется снизить общую нагрузку.
При несоблюдении одной группы соединения в цепи трансформаторов появляется разностная э.д.с., под действием которой возникает значительный уравнительный ток. Если все соблюдено, но Uкразная, то нагрузкаSIиSIIраспределяется между трансформаторами обратно пропорционально напряжениям короткого замыкания,
что ведет к перегрузке трансформатора с меньшим Uк. Тогда надо опять снижать общую нагрузку.
Распределение нагрузки между параллельно работающими трансформаторами определяется следующим образом
,
где Sx– нагрузка одного из параллельно работающего трансформатора, кВА;
S– общая нагрузка всей параллельной группы, кВА;
Ukx– напряжение короткого замыкания данного трансформатора, %;
Sнх– номинальная мощность данного трансформатора, кВА.
§5. Энергетическая диаграмма трансформатора.
рэм=р1-рэл1-рмг=mE1
Л 9. Тема: «Коллекторная машина постоянного тока».
§1. Устройство и принцип действия.
В настоящее время получили исключительное распространение электрические машины с барабанным якорем, предложенные в 1872 году Гефнер-Альпинским.
Устройство и принцип действия можно пояснить на простейшей модели.
Электрическая машина постоянного тока обратимая машина: может работать как генератором, так и двигателем.
Генератор.Якорь приводится во вращение посторонним источником механической энергии. Индуктор создает магнитное поле, в витке якоря наводится э.д.с., направление которой определяется по правилу ладони правой руки, а величина
епров=,
где В – магнитная индукция в воздушном зазоре между полюсом и якорем в месте расположения проводника;
l– активная длина проводника (на протяжении которой он расположен в магнитном поле);
V– линейная скорость движения проводника.
В обоих проводниках вследствие симметрии индуктируются одинаковые э.д.с., которые по контуру проводника складываются, поэтому полная э.д.с. якоря данной машины
Еа=2епров=2=
Кривая э.д.с. простейшей машины в витке будут иметь вид:
а во внешней цепи за счет механического выпрямителя – коллектора кривая э.д.с. будет иметь вид:
У рассматриваемой машины велика пульсация, поэтому на практике делают много витков и коллекторных пластин. При подключении нагрузки во внешней цепи потечет ток, изменяющийся во времени, так же как и э.д.с. Напряжение на зажимах будет
Ua=Ea-IaRa
При протекании электрического тока по якорю возникает сила, действующая на проводник. Направление силы определяется правилом ладони левой руки, а величина равна
Fпров=
Силы витка создают механический момент Мэм, который называется электромагнитным.
Мэм=(для витка),
где Да– диаметр якоря.
В режиме генератора этот момент действует против направления вращения якоря и является тормозящим.