
- •Электротехника и Электроника
- •Часть 1: Электрические цепи, трансформаторы, электрические машины
- •420075, Казань, к.Маркса 68
- •Тема 2. Исследование неразветленной цепи переменного тока. Резонанс напряжений
- •Вопрос 1. Нарисовать схему замещения электрической цепи. Объяснить какие процессы отражают элементы этой схемы.
- •Вопрос 2. Записать выражение для полного сопротивления, тока и коэффициента мощности при резонансе напряжений.
- •Вопрос 3. В чем заключается явление резонанса напряжений и при каких условиях оно возникает?
- •Вопрос 4. Изменением каких параметров электрической цепи (см. Рис.1) можно получить резонанс напряжений ?
- •Вопрос 5. С помощью каких приборов и по какому признаку можно судить о возникновении резонанса напряжений в электрической цепи?
- •Вопрос 6: Провести анализ построенных векторных диаграмм до и после резонанса напряжений и объяснить, в каком случае входное напряжение опережает ток, а в каком – отстает от тока.
- •Вопрос7. По схеме замещения исследуемой цепи проанализируйте, к чему приведет изменение активного сопротивления электрической цепи при резонансе напряжений.
- •Вопрос8. Сохраняется ли резонанс напряжений, если изменить только напряжение питающей сети?
- •Вопрос9. Объяснить ход кривых полученных в этой работе.
- •Вопрос10. Какую опасность для электрических устройств представляет резонанс напряжений? Где используется резонанс напряжений?
- •Вопрос1. Как обозначаются зажимы трехфазного источника и приемника?
- •Вопрос2. Как соединяются электроприемники «звездой»?
- •Вопрос3. Какими уравнениями выражаются мгновенные значения фазных напряжений и токов при симметричной нагрузке?
- •Вопрос4. В каком соотношении находятся линейные и фазные напряжения при симметричной нагрузке?
- •Вопрос5. Какой режим работы трехфазной цепи называют несимметричным?
- •Вопрос6. Для чего используется нейтральный провод?
- •Вопрос7. Какими уравнениями описывается электрическое состояние цепи при несимметричной нагрузке?
- •Вопрос8. Как построить совмещенные векторные диаграммы напряжений и токов для исследованных режимов трехфазной цепи?
- •Вопрос9.. К чему приведет обрыв нейтрального провода при несимметричной нагрузке?
- •Вопрос10. Как изменяется напряжение при обрыве одной фазы в четырехпроводной и трехпроводной сетях?
- •Вопрос11. А) Как изменяется напряжение при коротком замыкании фазы в трехпроводной сети?
- •Вопрос12. К чему приводит обрыв линейного провода в трехфазной установке а)четырехпроводной и б)трехпроводной систем?
- •Контрольные вопросы
- •Вопрос 1: Где и с какой целью применяют катушки со стальным сердечником?
- •Вопрос 2. С какой целью магнитопроводы электротехнических устройств изготавливают из ферромагнитных материалов?
- •Вопрос 3. Объяснить характер изменения индуктивного и полного сопротивления катушки с сердечником от протекающего через нее тока.
- •Вопрос 4 . Как уменьшить потери энергии на гистерезис и вихревые токи?
- •Вопрос 5 .. Нарисовать и объяснить схему замещения катушки с сердечником.
- •Вопрос 6. Как определяются параметры схемы замещения и зависят ли они от подводимого напряжения?
- •Вопрос 7. Объяснить характер зависимостей ;;;.
- •Вопрос 1. Устройство и принцип действия трансформатора.
- •Вопрос 2. Записать и объяснить формулы эдс и уравнения электрического и магнитного состояний трансформатора
- •Вопрос 3. Что такое «коэффициент трансформации»?
- •Вопрос 4. Нарисовать и объяснить схему замещения нагруженного трансформатора.
- •Вопрос 5: Как проводятся опыты холостого хода и короткого замыкания?
- •Вопрос 6: Объяснить причины и характер изменения напряжения вторичной обмотки при изменении нагрузки.
- •Вопрос 7: Как определяется кпд силовых трансформаторов?
- •Вопрос 1. Объясните устройство и принцип действия трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Ответ 1 Двигатель состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора.
- •Вопрос2. Какими достоинствами и недостатками обладает трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором?
- •Вопрос3. Дать характеристику магнитного поля асинхронного двигателя.
- •Вопрос4. Как осуществить реверс двигателя?
- •Вопрос5. Что такое режим идеального холостого хода в двигателе?
- •Вопрос6. Почему ток холостого хода асинхронного двигателя больше тока холостого хода трехфазного трансформатора такой же мощности?
- •Вопрос7. Чему равно скольжение в номинальном, критическом, пусковом режимах и при идеальном холостом ходе?
- •Вопрос8. Показать на механической характеристике основные режимы работы асинхронного двигателя
- •Вопрос9. Перечислить и объяснить основные способы регулирования частоты вращения асинхронного двигателя.
- •Вопрос10: в чем особенности пускового режима асинхронного двигателя?
- •Вопрос11: Перечислить и сравнить различные способы пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
- •Вопрос12: Объяснить особенности рабочих характеристик асинхронного двигателя.
- •Вопрос13: Где используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором?
- •Вопрос1: Объяснить устройство и принцип действия двигателя параллельного возбуждения.
- •Вопрос2Как классифицируются двигатели постоянного тока по способу возбуждения?
- •Вопрос3. Как возникает электромагнитный момент двигателя?
- •Вопрос4. Что такое реакция якоря и коммутация машины постоянного тока?
- •Вопрос5. Объясните процесс пуска двигателя в ход.
- •Вопрос 6. Какими способами можно регулировать частоту вращения двигателя параллельного возбуждения и каковы преимущества и недостатки каждого из них?
- •Вопрос 7 .Объясните процесс саморегулирования двигателя.
- •Вопрос 8 . Как производится реверсирование двигателя?
- •Вопрос 9 Объясните характеристики двигателя: характеристику холостого хода , рабочие характеристики,,,, механическуюи регулировочную.
- •Вопрос 10. Сделать оценку двигателя, укажите преимущества и недостатки двигателя параллельного возбуждения.
Вопрос4. Как осуществить реверс двигателя?
Ответ4. Для осуществления реверса двигателя необходимо сменить направление вращения магнитного поля статора. Это достигается простым переключением последовательности фаз питания (рис 6-4). Включение Q1 прямой ход , включение Q2
обратный
ход.
Вопрос5. Что такое режим идеального холостого хода в двигателе?
Ответ5. Режим идеального холостого хода двигателя - это режим работы в отсутствии нагрузки на валу. При этом частота вращения ротора совпадает с частотой вращения магнитного поля и скольжение S=0.
Вопрос6. Почему ток холостого хода асинхронного двигателя больше тока холостого хода трехфазного трансформатора такой же мощности?
1 .В АД , так же как и в трансформаторе , ток в роторе возникает благодаря процессу взаимоиндукции. В режиме холостого хода ротор АД вращается, преодолевая момент сил сопротивления в подшипниках и трение о воздух. На создание этого момента необходим ток в роторе. Следовательно по обмотке ротора (аналог вторичной обмотки трансформатора) протекает ток IАД20., а в обмотке статора ток IАД10 В трансформаторе в режиме холостого хода ток во вторичной обмотке отсутствует IТР 20= 0 , а в первичной обмотке IТР10 . Уравнения магнитного состояния трансформатора и АД одинаковы : I10 = I1- יI 2.→ : I1=I10 + יI 2. Из уравнений следует, что в АД ток IАД1 статора больше тока в первичной обмотке трансформатора IТР1.
2. В АД имеется воздушный зазор между ротором и статором, следовательно рассеяния магнитного потока больше, чем в трансформаторе, а значит и энергетические потери больше. Это требует увеличения тока статора.
Вопрос7. Чему равно скольжение в номинальном, критическом, пусковом режимах и при идеальном холостом ходе?
Ответ7.:
a) При пуске n2=0 S=n1-n2/n1= 1
б) При идеальном холостом ходе n2= n1 , S=n1-n2/n1=0.
В) В номинальном режиме S ном = ΔРэ2/Рэм= (Р номэм - Рноммех)/ Рномэм .
ΔРэ2 электрические потери в роторе, Рэм- электромагнитная мощность
Рномэм= 2π· n1 · Мном , Рноммех - указывается в техническом паспорте двигателя.
Обычно S ном =1,5÷7%.
г)
В критическом режиме ,где r
,2
= к·r2,
r2
- активное
сопротивление ротора, к- обмоточный
коэффициент, r1
- активное
сопротивление статора, хК=
х1+х,2
сумма
индуктивных сопротивлений статора и
приведенного индуктивного сопротивления
ротора.
Вопрос8. Показать на механической характеристике основные режимы работы асинхронного двигателя
Ответ8: Механическая характеристика
двигателя это зависимость числа оборотов
ротора от момента на валуn2=f(
М). В установившемся ( статическом)
режиме электромагнитный момент на
валу двигателя равен моменту сил
нагрузки (моменту сил сопротивления)
Мэм=Мн .На графике механической характеристики
(рис 6.12) можно выделить характерные
области:
1.М=0, М → Мпуск →пуск двигателя , разгон от n2=0 до n2= n1 (1-S). Если нагрузка на валу МН=0, то n2=n1 →холостой ход.
2.Если 0<М< М ном → область недогрузки,
3.М= М ном→номинальный режим ,
4.Мкр>М> М ном →область перегрузки,
5.М >Мкр → n2→0, остановка двигателя («опрокидывание»).
С точки зрения асинхронной машины можно выделить области