- •Введение
- •Лекция 1
- •1. Электрические цепи постоянного тока
- •Электрическая цепь постоянного тока. Параметры злементов цепи. Закон Ома
- •1.2. Режимы работы источника электрической энергии
- •1.3. Законы Кирхгофа
- •1.4. Использование законов Кирхгофа для расчета электрических цепей
- •Лекция 2
- •1.5. Эквивалентные преобразования электрических цепей
- •1.5.1. Последовательное соединение элементов.
- •1.5.2. Параллельное соединение элементов.
- •1.5.3. Смешанное соединение резистивных элементов.
- •1.5.4. Эквивалентные преобразования резистивных элементов треугольником и звездой.
- •1.6. Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля – Ленца
- •2. Электрические цепи переменного тока
- •2.1. Генерация синусоидальной эдс. Основные величины, характеризующие переменный ток
- •2.2. Представление синусоидальных величин аналитически, графически, вращающимися векторами, комплексными числами
- •2.3. Цепь переменного тока с активным сопротивлением
- •2.4. Цепь переменного тока с индуктивностью
- •2.5. Цепь переменного тока с ёмкостью
- •Лекция 4
- •2.6. Неразветвлённая цепь переменного тока с активным сопротивлением, индуктивностью и ёмкостью. Резонанс напряжений
- •2.7. Разветвленная цепь однофазного переменного тока. Резонанс токов
- •2.8. Колебательный lc - контур переменного тока
- •2.9. Мощность однофазного переменного тока. Коэффициент мощности
- •3. Трёхфазные электрические цепи
- •3.1. Преимущество трёхфазного тока. Принцип получения трёхфазной эдс
- •Лекция 6
- •3.2. Соединение источников и потребителей электрической энергии звездой. Соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами при симметричной и несимметричной нагрузках
- •3.2.1. Наличие нулевого провода
- •3.2.2. Отсутствие нулевого провода
- •3.3. Обрыв фазы и короткое замыкание фазы без нулевого провода при соединении источников энергии и потребителей звездой
- •3.3.1. Обрыв фазы a
- •3.3.2. Короткое замыкание фазы a
- •3.4. Соединение источников и приёмников электроэнергии треугольником. Соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами при симметричной и несимметричной нагрузках
- •3.5. Обрыв фаз и обрыв линейного провода при соединении источников и потребителей треугольником
- •3.5.1. Обрыв фазы ab
- •3.5.2. Обрыв фаз ab и bc
- •3.5.3. Обрыв линейного провода
- •3.6. Мощность трёхфазной цепи
- •Лекция 7
- •3.7. Соотношения активных мощностей при симметричной нагрузке и при соединении звездой и треугольником
- •3.8. Вращающееся магнитное поле трёхфазной системы переменного тока
- •4. Трансформаторы
- •4.1. Однофазные трансформаторы. Устройство и принцип действия
- •4.2. Режимы работы трансформатора. Коэффициент полезного действия трансформатора
- •Лекция 8
- •4.3. Трёхфазные трансформаторы
- •4.4. Измерительные трансформаторы
- •5. Электрические машины постоянного тока
- •5.1. Устройство и принцип действия генератора постоянного тока
- •5.2. Генераторы постоянного тока независимого и параллельного
- •Лекция 9
- •5.3. Генераторы постоянного тока последовательного и смешанного возбуждений и их основные характеристики
- •5.4. Принцип действия электродвигателя постоянного тока
- •5.5. Электродвигатели постоянного тока параллельного возбуждения и их основные характеристики
- •5.6. Электродвигатели постоянного тока последовательного и смешанного возбуждений и их основные характеристики
- •5.7. Пуск, регулирование частоты вращения и реверс электродвигателей постоянного тока
- •Лекция 10
- •6.Трёхфазные асинхронные машины
- •6.1.Устройство и принцип действия асинхронного двигателя
- •6.2. Зависимость частоты вращения ротора, величины эдс и тока
- •6.3. Электромагнитный момент и механическая характеристика
- •Лекция 11
- •6.4. Пуск и реверс асинхронных двигателей
- •6.5. Регулирование частоты вращения трёхфазного асинхронного двигателя
- •Лекция 12
- •7. Полупроводниковые приборы
- •7.1. Электропроводность полупроводников
- •7.2. Полупроводниковые диоды. Устройство, принцип действия
- •7.3. Биполярные транзисторы. Устройство, принцип работы
- •7.4. Схемы включения биполярных транзисторов с p-n-p структурой
- •7.5. Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом
- •7.6. Динисторы, тиристоры. Устройство, принцип действия
- •7.7. Симисторы. Устройство, принцип действия
- •Лекция 14
- •7.8. Фоторезисторы и фотодиоды. Устройство, принцип действия
- •7.9. Фототранзисторы, фототиристеры, оптроны.
- •8. Схемы электронных преобразователей
- •8.1. Однополупериодные выпрямители
- •Лекция 15
- •8.2. Двухполупериодные выпрямители
- •8.3. Трёхфазные выпрямители. Электрические сглаживающие фильтры
- •Лекция 16
- •8.4. Электронные усилители на биполярных транзисторах
- •8.5. Импульсные усилители
- •8.6. Операционные усилители
- •9. Цифровые устройства
- •9.1. Логические функции, логически устройства.
- •9.2. Основные логические элементы.
- •4. Логический элемент или, операция логическое сложение ,
- •9.3. Асинхронный rs-триггер. Устройство, принцип действия
- •Лекция 18
- •9.4. Синхронный rs-триггер. Устройство, принцип действия
- •9.5. Синхронные d-триггер. Устройство, принцип действия
- •9.6. Шифратор. Устройство, принцип работы
- •9.7. Дешифратор. Устройство, принцип работы
- •Лекция 19
- •9.8. Регистры. Устройство, принцип работы
- •9.9. Счётчики импульсов. Устройство, принцип работы
- •Библиографический список
- •Cодержание
- •Иванов Евгений Николаевич
- •Электротехника и электроника
- •Конспект лекций
5.6. Электродвигатели постоянного тока последовательного и смешанного возбуждений и их основные характеристики
На рис.5.22 изображена схема электродвигателя последовательного возбуждения.
Рис.5.22. Электрическая схема электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения
Общий ток двигателя одновременно является током якоря и током возбуждения . Обмотка возбуждения имеет небольшое количество витков толстого провода. При пуске двигателя пусковой ток , где – сопротивление полностью введённого пускового реостата. Пусковой ток превышает номинальный ток двигателя, поэтому двигатель последовательного возбуждения нельзя включать без нагрузки. Нагрузка обычно составляет примерно . Рост нагрузки приводит к увеличению , поэтому двигатели постоянного тока последовательного возбуждения не боятся перегрузки и применяются в приводах кранов, а также троллейбусов, трамваев, метро и т.д.
Из характеристик двигателей последовательного возбуждения применяется только механическая характеристика при (рис.5.23).
Рис.5.23. Механическая характеристика электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения
На рис.5.24 и рис.5.25 изображены соответственно схемы электродвигателей постоянного тока смешанного возбуждения с согласным и встречным включением обмоток. Механические характеристики , , изображены на рис.5.26. Характеристики 1 и 2 показывают зависимости частоты вращения двигателя от изменения вращающегося момента соответственно при встречном и согласном включении шунтовой и сериесной обмоток возбуждения.
Рис.5.24. Электрическая схема электродвигателя постоянного тока
смешанного возбуждения с согласным включением обмоток возбуждения
При согласном включении шунтовой и сериесной обмоток возбуждения (кривая 2) двигатель имеет менее жесткую характеристику. Это объясняется тем, что суммарный магнитный поток статора увеличивается, а частота вращения двигателя, изменяющаяся по соотношению , уменьшается.
При встречном включении обмоток возбуждения двигатель имеет жесткую механическую характеристику (кривая 1), при этом уменьшается общий магнитный поток статора двигателя при увеличении нагрузки.
Рис.5.25. Электрическая схема электродвигателя постоянного тока смешанного возбуждения с встречным включением обмоток возбуждения
Рис.5.26. Механические характеристики электродвигателя постоянного тока при встречном и согласном включении шунтовой и сериесной обмоток возбуждения
Регулирование скорости двигателя осуществляется изменением нагрузки. Электродвигатели смешанного возбуждения применяют для электроприводов кранов, компрессоров, насосов.
5.7. Пуск, регулирование частоты вращения и реверс электродвигателей постоянного тока
Пуск двигателей постоянного тока может быть прямым, реостатным и при пониженном напряжении. При прямом пуске используются только электродвигатели мощностью до 1 кВт, имеющих большое сопротивление якоря. Для остальных машин применяют реостатный пуск, когда в цепь якоря вводят пусковой реостат с сопротивлением . Сопротивление пускового реостата рассчитывают из условия . При запуске двигателя пусковой ток , по мере разгона двигателя до номинальных оборотов пусковое сопротивление закорачивают. Ограничение пускового тока достигается также понижением питающего напряжения с помощью автотрансформатора.
Регулирование частоты вращения двигателя рассмотрим на примере двигателя с параллельным возбуждением, для которого частота вращения . Регулирование можно осуществлять тремя способами: изменением тока возбуждения, изменением питающего напряжения и изменением сопротивления якоря двигателя.
Изменение тока возбуждения приводит к изменениям магнитного потока статора, ЭДС якоря и вращающего момента двигателя. На рис.5.27 приведены механические характеристики двигателя при регулировании токов возбуждения , , .
Рис.5.27. Механические характеристики электродвигателя постоянного тока при регулировании токов возбуждения
На рис.5.28 приведены механические характеристики двигателя при регулировании питающих напряжений , , .
Рис.5.28. Механические характеристики электродвигателя постоянного тока при регулировании питающих напряжений
На рис.5.29 приведены механические характеристики двигателя при регулировании сопротивлений якоря , , .
Рис.5.29. Механические характеристики электродвигателя постоянного тока при регулировании сопротивлений якоря
Реверс электродвигателей постоянного тока производится изменением полярности полюсов обмотки возбуждения (рис.5.30) или изменением полярности полюсов обмотки якоря (рис.5.31).
Рис.5.30. Схемы реверса электродвигателей постоянного тока при изменении полярности полюсов обмотки возбуждения
Рис.5.31. Схемы реверса электродвигателей постоянного тока при изменении полярности полюсов обмотки якоря