- •В.М.Безрученко Електричні машини
- •Історія розвитку і роль електричних машин в електрифікації народного господарства.
- •В.2. Перетворення енергії в електричних машинах. Найпростіший генератор змінного струму.
- •В.3. Випрямлення змінного струму в постійний за допомогою колектора. Найпростіший генератор постійного струму.
- •В.5.Елеістромагнітні співвідношення при енергоперетворенні
- •В.6 Класифікація електричних машин і їх номінальні величини
- •В.7. Матеріали, що застосовуються в електромашинобудуванні
- •Розділ 1 машини постійного струму Частина 1. Принцип дії і будова машини постійного струму.
- •1.1 Принцип, дії. Машини постійного струму. Електричні градуси.
- •1.2. Будова машини постійного струму
- •2.1.Основний магнітний потік і потік розсіювання. Індукція у повітряному проміжку.
- •2.2 Ділянки магнітного кола. Принцип визначення основної мрс.
- •2.3 Магнітна характеристика і коефіцієнт насичення
- •3.1 Будова обмоток
- •3.2 Проста петлева обмотка
- •3.3 Проста хвилева обмотка
- •3.4. Складні обмотки
- •3.5.Умови симетрії обмоток.
- •3.6.Зрівнювальні з’єднання.
- •3.7 Ерс і електромагнітний момент
- •3.8 Співставлення обмоток різних типів
- •Часина 4. Реакція якоря машини постійного струму Магнітне поле машини при навантаженні. Поперечна та повздовжня реакції якоря.
- •4.2 Лінійне навантаження та мрс якоря
- •4.3 Спотворююча і розмагнічуюча дія поперечної реакції якоря
- •4.4 Напруга між колекторними пластинами, їх кількість і діаметр колектора
- •4.5 Заходи по боротьбі зі спотворюючою дією поперечної реакції якоря
- •Частина 5. Комутація
- •5.1 Іскріння на колекторі
- •5.2 Процес комутації і ерс в комутованій секції
- •5.3 Прямолінійна комутація
- •5.4 Сповільнена і прискорена комутація
- •5.5 Реактивна ерс і способи її зменшення
- •5.6 Комутаційна ерс і додаткові полюси
- •5.7 Зона комутації
- •5.8 Коловий вогонь і причини його виникнення
- •5.9 Експериментальна перевірка і налагодження додаткових полюсів
- •Частина 6. Генератори постійного струму
- •6.1. Способи збудження машин постійного струму
- •6.2 Генератор незалежного збудження
- •6.3 Умови самозбудження генератора
- •6.4. Генератор паралельного збудження
- •6.5 Генератор послідовного збудження
- •6.6 Генератор змішаного збудження
- •6.7. Паралельна робота генераторів
- •6.8. Тахогенератори
- •Частина 7. Двигуни постійного стуму
- •7.1 Основні поняття і рівняння
- •7.2 Запуск двигунів в хід
- •7.3 Двигун паралельного збудження
- •7.4. Двигун незалежного збудження
- •7.5 Двигун послідовного збудження.
- •7.6 Двигун змішаного збудження
- •7.7. Регулювання частоти обертання
- •7.8. Електричне гальмування двигунів постійного струму
- •Трансформатори Частина 8. Робочий процес трансформатора
- •8.1 Призначення області використання трансформаторів
- •8.2. Принцип дії трансформатора
- •8.3.Будова трансформаторів
- •8.4.Рівняння ерс трансформатора
- •8.5. Рівняння мрс трансформатора
- •8.6. Приведеним трансформатор
- •8.7. Схема заміщення приведеного трансформатора
- •8.8. Режим холостого ходу трансформатора
- •8.9. Режим короткого замиканим трансформатора
- •8.10. Режим навантажений трансформатора
- •8.11. Зміна напруги і зовнішня характеристика трансформатора
- •9.1. Призначення і принцип виконання трифазного трансформатора
- •9.2. Групи з'єднань трифазних трансформаторів
- •9.3.Паралельна робота трансформаторів
- •9.4. Автотрансформатор
- •9.5. Зварювальний трансформатор
- •9.6. Вимірювальні трансформатори
- •Розділ третій електричні машини змінного струму Частина 10. Загальні питання теорії машин змінного струму.
- •10.1. Принцип виконаний обмоток статора
- •10.2. Створення магнітного поля, що обертається
- •11.1. Принцип дії асинхронного двигуна. Ковзання
- •11.2. Будова асинхронних машин
- •11.2. Режими роботи асинхронних машин
- •11.4. Основні рівняння заміщення асинхронного двигуна
- •11.5. Робочий процес і енергетична діаграма асинхронного двигуна
- •11.6. Обертальний момент асинхронного двигуна
- •11.7. Механічна характеристика асинхронної машини
- •11.8. Запуск в хід асинхронних двигунів
- •11.9. Короткозамкнені асинхронні двигуни з підвищеним пусковим моментом
- •11.10. Регулювання частоти обертання асинхронних двигунів
- •11.11. Однофазні асинхронні двигуни
- •11.12. Конденсаторні (двофазні) асинхронні двигуни
- •11.13. Сельсини
- •11.14 Асинхронні тахогенератори
- •Частина 12. Синхронні машини.
- •12.1. Принцип дії синхронних машин
- •12.2. Конструктивні типи і будова синхронних машин.
- •12.5. Реакція якоря синхронного генератора
- •12.4. Ерс синхронного генератора
- •12.5. Характеристики і зміна напруги синхронного генератора
- •12.6. Потужність і електромагнітний момент синхронної маншини
- •12.7. Синхронні двигуни.
- •Розділ четвертий навантажувальна здатність і техніко-єкономічні показники електричних машин Частина 13. Втрати енергії і ккд електричних машин і трансформаторів
- •13.1 Класифікація втрат
- •13.2. Ккд і його визначення
- •Частина14. Нагрів і охолодження електричних машин і трансформаторів
- •14.1. Перегрів і його визначення
- •14.2. Нагрівання і охолодження твердого тіла
- •14.3. Нагрівання машин при різних номінальних режимах роботи
- •14.4. Охолодження машин і трансформаторів
- •15.1. Електрична стала.
- •15.2. Вилив частоти на розміри трансформаторів
- •15.3. Техніко-економічні показники тягових двигунів
- •15.3.Вибір електродвигуна в залежності від умов його роботи
В.5.Елеістромагнітні співвідношення при енергоперетворенні
Розглянемо: це питання на прикладі найпростішої машини постійного струму (див. рис. В.З), котра як видно з попереднього, є частковим випадком електромагнітного перетворення енергії.
Генератор.Прийнято вважати, що щітка, через яку струм: іде від генератора є додатною(+), а до якої струм підходить з від'ємною(-).
Так. як. ЕРС, що наводиться в провіднику визначається виразом (В.1), то ЕРС у витку, що складається з двох провідників і буде
Відомо, що середню індукцію можна подати як магнітний потік, що проходить через одиницю площі, яку він пронизує;
Швидкість переміщенні провідника в магнітному полі при обертанні якоря діаметром з частотою дорівнює
де кутова швидкість
Підставивши (В.6) І (В.7) у (В.5) отримаємо
(В.8)
де -постійна.
З (В.8) випливає, що середня ЕРС у витку електричної машини пропорційна добутку частоті обертання і магнітного потоку і не залежить від форми кривої розподілу індукції в повітряному проміжку між витком і магнітом.
Якщо щітка генератора (див. рис. В.З) опір якірної обмотки якого підключити навантаження опором через яку проходить струм , то згідно закону Кірхгофа для контуру якір – навантаження, можна записати
(В.9)
Звідси напруга на щітках генератора
(В. 10)
Електромагнітний момент, діючий на якір найпростішого генератора з витком дорівнює
(В.11)
Підставивши у (В.11) значення сили з (В.4) і індукції з (В.6) після об'єднання: всіх постійних величин отримаємо
(В.12)
Вираз (В.12) дозволяє сформувати дуже важливий висновок: електромагнітний моменті електричної машини виникає в результаті взаємодії магнітного потоку полюсів і струму в якорі, які є двома сторонами одного особливого виду матерії - електромагнітного поля.
Згідно першого закону Ньютона, підведений до валу якоря генератора обертальний момент за виключенням частин, що витрачається на подоланні моменту опору, про який буде детально сказано нижче, урівноважується електромагнітним моментом:
(В.14)
Двигун. Щітка двигуна, до якої підходить струм, вважається додатною (+), а від котрої струм відходить від'ємною (-). Коли по якорю проходить струм, з'являється електромагнітний момент і якір двигуна починає обертатися, а в провідниках його обмотки наводиться ЕРС, напрям якої, згідно закону Ленца, повинен бути таким:, щоб перешкоджати тій дії, в результаті якої вона виникає. Отже, ЕРС в якорі двигуна називається також проти - ЕРС.
До якоря двигуна прикладається напруга і в ньому протікає струм тобто підведена потужність дорівнює . Частина цієї потужності витрачається на нагрів обмотки якоря. Внутрішня потужність, розвинута якорем, , отже, звідки
(В.14)
Тобто, напруга, що підводиться до якоря урівноважується проти -ЕРС і спадом напруги в його обмотці, що складає звичайно 5-10% напруги .
Якщо з розвинутого якорем: елеісгромагнпного моменту вирахувати частину, витрачену на подолання: моменту опору, то залишиться цей корисний механічний момент, якийдвигун має на валу:
(В.15)
Загальний вираз.З механіки відомо, що потужність є добуток моменту на кутову швидкість, тоді електромагнітна потужність
(В.16)
де
(В.17)
Підставивши (В. 12) і (В. 1.7) у (В. 16) отримаємо
(В.18)
Такий чином:, електромагнітна потужність дорівнює внутрішній потужності якоря, і. це відображає процес взаємозворотного перетворення електричної і механічної енергії в електричних машинах.