
- •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.
Вопрос9.. К чему приведет обрыв нейтрального провода при несимметричной нагрузке?
Ответ9. Обрыв нейтрального провода при несимметричной нагрузке приведет
а) к появлению напряжения смещения нейтрали,
б) к неравенству фазных напряжений приемника ( и токов в фазах нагрузки).
ŮA≠Ů а ; ŮВ ≠Ůb; ŮC ≠Ůc
Ů а ≠Ůb ≠Ůc; İa≠ İb≠İc.
Вопрос10. Как изменяется напряжение при обрыве одной фазы в четырехпроводной и трехпроводной сетях?
Ответ10 а) При обрыве одной фазы ( например,обрыв фазы «а» в четырехпроводной сети, фазные напряжения Ůа,Ůb,ŮC останутся прежними, а ток в нейтральном проводе изменится:
İNn= İb + İc, (Ia=0)
б) При обрыве одной фазы ( например обрыв фазы «а» в трехпроводной сети, фазные токи и напряжения изменятся, при этом независимо от предыдущего состояния цепи токи будут равны :
напряжения будут равны :
Ůb= İb·Żb ; Ůc= İb·Żc , Ůа= ŮА- ŮNn
В случае если Żb= Żc, то:
Ůb= Ůc= ŮBC/2, Uа= √3/2 ·UBC=3/2 ·UФ
Вопрос11. А) Как изменяется напряжение при коротком замыкании фазы в трехпроводной сети?
б)К чему приведет короткое замыкание фазы в четырехпроводной сети?
Ответ11 1. .Короткое замыкание фазы( например фазы «а») в трехпроводной сети приведет к:
1). Фазное напряжения Uа =0.
2) При замыкании фазы «а» и одинаковой нагрузке двух других фаз (то есть, при соединении начала нагрузки фазы А с нулевой точкой нагрузки) точка А перемещается в точку n.( рис 11.1) Фазное напряжение Ůа становится равным нулю, ток İa увеличивается, а фазные напряжения Ůb и Ůc становятся равными линейным. При этом вектора UC и UCА будут параллельны, а вектора Ub и UAB будут направлены встречно, Ub = ─ UAB , UC = UCА
Рис 11.1
Ответ11 2. Короткое замыкание фазы( например фазы «b») в четырехпроводной сети приведет:
1)
К замыканию генератора фазы «b»,
при этом ток короткого замыкания будет
ограничен только внутренним сопротивлением
генератора фазы «В» Zint.
и сопротивлением линейного и нейтрального
проводов.
2) Фазное напряжения Ub станет равным 0.
3) Фазные напряжения Uа и Uc нагрузок не изменятся.
Вопрос12. К чему приводит обрыв линейного провода в трехфазной установке а)четырехпроводной и б)трехпроводной систем?
Ответ12 а) В четырехпроводной системе – к изменению тока в нейтральном проводе. Напряжения не изменяются.
б) В трехпроводной системе при обрыве фазы А сопротивление Zb и Zc окажутся соединенными последовательно и включенными на линейное напряжение ŮBC.
Разность потенциалов между А и n увеличится, а фазные напряжения Ůb и Ůc станут равными половине линейного ŮBC.
Вопрос13. Как измеряют мощность трехфазной несимметричной нагрузки в четырехпроводной системе?
Ответ13. В этом случае применяют три однофазных ваттметра, каждый из которых подключается на соответствующее фазное напряжение и соответствующий фазный ток. Активная мощность системы равна алгебраической сумме показаний трех ваттметров.
Рис
Вопрос14. В каких случаях используется метод измерения мощности двумя ваттметрами?
Ответ14. Этот метод применяют при несимметричной нагрузке без нейтрального провода. Сумма ( алгебраическая) показаний двух ваттметров при этом определяет активную мощность всей системы независимо от того, в звезду или треугольник соединена нагрузка.
***)треугольник нагрузки всегда может быть преобразован в эквивалентную звезду.
Рис 14.
Вопрос15. Написать уравнения для активной, реактивной и полной мощностей при симметричной и несимметричной нагрузках.
Ответ15.
Мощность приемников при любом виде нагрузки
Активная мощность приемников в 3-х фазных цепях равнаарифметическойсумме активных мощностей отдельных фаз:
Р = РA+РB+РC
Реактивная мощность приемниковв 3-х фазных цепях равнаалгебраической суммереактивных мощностей отдельных фаз:
Q=QA+QB+QC
Полная мощность
.
Активная мощностьпри симметричной нагрузке:
Р = 3·Рф =3·Uф·Iф ·cosφф
или Р = √3·UЛ ·IЛ ·cosφф
Реактивная мощностьприемников при симметричной нагрузке
Q= √3·UЛ IЛ sinφф
Полная мощность приемникопри симметричной нагрузке:
S = √3·UЛ ·I Л
Тема № 4. ИССЛЕДОВАНИЕ КАТУШКИ СО СТАЛЬНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ
Цель работы:1) изучить особенности работы катушки со стальным сердечником в цепях переменного тока;
2) снять вольт - амперную характеристику катушки при подключении ее к источнику переменного тока;
3) определить параметры схемы замещения и построить векторную диаграмму катушки с сердечником.
Лабораторная работа проводится на стенде принципиальная схема которого представлена на рис 18.
Рис 18
Исследуемый объект - катушка со стальным сердечником L. Стенд питается от регулируемого источника переменного тока промышленной частоты. Измерительные приборы амперметр -РА, вольтметр- PV, ваттметр-PW.