- •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. Механические характеристики двигателей постоянного тока.
Это зависимость частоты вращения двигателя от момента на его валу.
n=f(M) или ω=φ(М) при Ua=const, iв= const.
4.1. Двигатели параллельного возбуждения.
При Rдоб=0 получаем естественную характеристику, приRдоб0 – искусственные характеристики.
4.2. Двигатели последовательного возбуждения.
n=f(M) или ω=φ(М) приUa=const.
При изменении нагрузки ток якоря меняется, при этом меняется и ток возбуждения. При малых нагрузках двигатель идет в разнос. Поэтому такие двигатели нельзя применять для привода механизмов, работающих в режиме холостого хода или при небольшой нагрузке.
,
отсюда
Для двигателей параллельного возбуждения М=Iа, а для двигателей последовательного возбуждения М=.
При пуске допускается Iпуск=(1,5. . .2,0)Iи двигатели последовательного возбуждения развивают значительно больший пусковой момент. Для двигателей параллельного возбуждения менее опасны перегрузки по моменту. Они широко используются для электрической тяги, для грузоподъемных и поворотных механизмов.
§5. Рабочие характеристики двигателя с последовательным возбуждением.
Зависимости n=f(P2) и М=f(P2) являются нелинейными, Р1=f(P2),Iа=f(P2) и η=f(P2) имеют примерно такой же характер как у двигателя с параллельным возбуждением.
При мягкой характеристике двигателя с последовательным возбуждением частота вращения nобратно пропорциональна. В результате
Поэтому при изменении нагрузочного момента в широких пределах мощность Р2, а следовательно Р1 и токIау двигателей с последовательным возбуждением изменяется в меньших пределах, чем у двигателей с параллельным возбуждением. Кроме того, они лучше переносят перегрузку. Например, при заданной кратности перегрузки по моменту М/Мном=kМток якоря в двигателе с параллельным возбуждением увеличивается вkМраз, а в двигателе с последовательным возбуждением только враз. Поэтому двигатель с последовательным возбуждением развивает больший пусковой момент, т.к. при заданной кратности пускового токаIп/Iн=kiпусковой момент его, а у двигателя с параллельным возбуждением.
Указанные преимущества двигателей с последовательным возбуждением наиболее четко проявляются в простых приводах, не имеющих систем автоматического управления. При наличии таких систем предпочтение всегда отдается двигателям с параллельным или независимым возбуждением, у которых с помощью регуляторов тока возбуждения можно получить требуемую форму механической характеристики (например, гиперболическую).
Двигатель со смешанным возбуждением.
В этом двигателе магнитный поток Ф создается в результате совместного действия двух обмоток возбуждения – параллельной и последовательной. Поэтому его механические характеристики 3 и 4 располагаются между характеристиками двигателей с параллельным (прямая 1) и последовательным (кривая 2) возбуждением. В зависимости от соотношения м.д.с. параллельной и последовательной обмоток при номинальном режиме можно приблизить характеристики двигателя со смешанным возбуждением к характеристике 1 (при малой м.д.с. последовательной обмотки) или к характеристике 2 (при малой м.д.с. параллельной обмотки). Одним из достоинств двигателя со смешанным возбуждением является то, что он обладает мягкой механической характеристикой, может работать при холостом ходе, т.к. его частота вращения n0имеет конечное значение.