§4.5. Вопросы для проверки знаний студента

1.Какая электрическая цепь называется нелинейной?

2.Какие особенности имеют вольтамперные характеристики нелинейных резистивных элементов?

3.Применим ли принцип суперпозиции полей для нелинейных цепей?

4.Справедливы ли законы Кирхгофа для нелинейных электрических цепей?

5.Как осуществляется замена линейного резистора и нелинейного резистора эквивалентным нелинейным элементом? Приведите пример.

6.В чем заключается сущность метода пересечения характеристик?

7.Чем отличаются управляемые нелинейные сопротивления от неуправляемых?

8.В чем суть графического метода расчета нелинейных электрических цепей?

9.Дайте определение статического дифференциального сопротивления.

10.Дайте определение магнитной индукции B , напряженности магнитного поля H , намагниченности γ , магнитной проницаемости μ, магнитного потока Φ. В каких единицах они измеряются, как связаны между собой?

11.Сформулируйте закон полного тока.

12.Как рассчитать неразветвленную магнитную цепь?

13.Запишите формулу для определения магнитного сопротивления Rм и закон Ома для магнитной цепи.

14.Сформулируйте законы Кирхгофа для магнитной цепи.

15.Объясните как влияет длинна воздушного зазора δ в магнитопроводе на значение магнитного потока в нем при постоянстве намагничивающего тока.

16.Проведите аналогию между электрической и магнитной цепью постоянного тока.

17.Какова форма магнитного потока в катушке?

18.Напишите формулу зависимости амплитуды магнитного потока от действующего значения напряжения питания.

19.Объясните в чем причина искажения формы тока в катушке с магнитопроводом.

20.Какова природа потерь в реальной катушке с ферромагнитным сердечником?

21.Какими элементами в схеме замещения катушки с магнитопроводом учитываются потери в обмотке, в сердечнике. Объясните различия.

Модуль 5. Трансформаторы и электрические машины

§ 5.1. График выполнения задания Модуля 5

15

§5.2. Теоретические вопросы Модуля 5

1.Устройство и принцип действия однофазного трансформатора. [1], [2], [3].

2.Идеализированный однофазный трансформатор. Уравнения электрического состояния, коэффициент трансформации, схема замещения и векторная диаграмма. [1], [2], [3].

3.Реальный однофазный трансформатор. Уравнения, схема замещения и векторная диаграмма. [1], [2], [3].

4.Природа потерь в трансформаторе. Методы определения мощности потерь. Режимы работы трансформатора: холостой ход, короткое замыкание. [1], [2], [3].

5.Нагрузочный режим трансформатора. Нагрузочные характеристики. Уравнение внешней характеристики. [1], [2], [3].

6.Устройство и принцип действия автотрансформаторов. [1].

7.Измерительные трансформаторы. [1].

8.Особенности трехфазных трансформаторов. [1].

9.Электрические машины: назначение, классификация. [1], [3].

10.Конструкция и принцип действия машин постоянного тока. Режимы работы: генератора, двигателя, электромагнитного тормоза. [1], [3].

11.Способы возбуждения машин постоянного тока. [1], [3].

12.Генератор независимого возбуждения, схема включения основные параметры и характеристики. [1], [3].

13.Генераторы с последовательным, параллельным и смешанным возбуждением. Схемы включения основные параметры и характеристики. [1], [3].

14.Двигатели постоянного тока. Свойства саморегулирования. Способы пуска, торможения и регулирования частоты вращения. [1], [3].

15.Машины переменного тока. Общие сведения, классификация, принцип действия. [1], [3].

16.Асинхронные двигатели. Устройство трехфазного двигателя. Режимы работы. [1], [3].

17.Основные параметры и характеристики трехфазного асинхронного двигателя. [1], [3].

18.Синхронные генераторы. Устройство и принцип действия. Пуск синхронного двигателя. [1], [3].

19.Электропривод переменного и постоянного тока. Механические характеристики. Классификация режимов работы электропривода.[1], [3].

20.Системы автоматического управления электроприводами. [1], [3].

16

§ 5.3. Задание модуля 5

Цель задания: изучение устройства, принципа действия, основных характеристик, методов испытания и расчета трансформаторов и электрических машин.

Исходные данные: каждому студенту преподаватель выдает вариант задания, номер которого обозначается числом из трех цифр.

Первой цифрой варианта задаются параметры двигателя из таблицы 5.1, Второй цифрой варианта задаются параметры двигателя из таблицы 5.2, Третьей цифрой варианта задаются параметры двигателя из таблицы 5.3.

Содержание и порядок выполнения задания:

1.Получить у преподавателя вариант задания на обзорной лекции

2.На установочном практическом занятии согласовать пакет задач для самостоятельного решения.

3.Экспериментально исследовать и провести анализ различных режимов работы однофазного трансформатора (см. Методические указания к лабораторному исследованию).

4.Используя данные физического эксперимента, рассчитать параметры Т-образной схемы замещения приведенного трансформатора.

5.Методом компьютерного моделирования исследовать внешнюю характеристику однофазного трансформатора при различных типах нагрузки (см. Методические указания к компьютерному моделированию). Предварительно

рассчитать значения сопротивления R, при которых величина ϕ , D (таблица 5.5) останется неизменной.

6.Для пуска трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, заданного своими параметрами:

•количество пар полюсов р ;

•номинальное скольжение s н ,% ;

•номинальный момент вращения Мн, Н·м;

•критическое скольжение sкр ,%;

•кратность пускового момента Мп / Мн = m1;

•ток статора номинальный Iн, А;

•кратность пускового тока Iп / Iн = m2;

используется включение в обмотку статора трехфазного автотрансформатора. Определить пусковой ток (статора) и пусковой момент двигателя при прямом запуске и при запуске через автотрансформатор с учетом коэффициента трансформации, найденном в физическом эксперименте.

7.Найти синхронную частоту вращения магнитного поля n1, номинальную частоту вращения ротора n2, максимальный вращающий момент двигателя Мmax и номинальную мощность на валу Р2н.

8.Полагая, что найденные по результатам физического эксперимента параметры R2' и x2' приведенного трансформатора являются параметрами обмотки ротора асинхронного двигателя, рассчитать ток ротора при номинальном скольжении.

Примечание. Падением напряжения в обмотке статора ( R1 и x1 ) пренебречь, т.е. считать что U1 = U0. Параметры асинхронного трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором заданы вариантом задания.

17

9.Построить графики зависимостей вращающего момента от скольжения М(s) и

механической характеристики двигателя n2(М) в режимах от холостого хода до полного торможения.

Примечание. Характеристики строить при s = 0, s = sн, s = ( sн + sкр)/2, s = 0,2(1 – sкр), s = 0,4(1 – sкр), s = 0,6(1 – sкр), s = 0,8(1 – sкр), s = 1.

§5.4. Варианты данных к заданию Модуля 5

Таблица 5.1

§5.5. Вопросы для проверки знаний студента

1.Объясните назначение трансформатора.

2.Как устроен трансформатор, каков принцип действия однофазного трансформатора?

3.Что называется коэффициентом трансформации и как его определить?

4.Почему при увеличении нагрузки трансформатора увеличивается ток в его первичной обмотке?

5.В чем отличие реального трансформатора от идеализированного?

6.Назначение схемы замещения трансформатора.

7.Какова природа потерь в трансформаторе?

8.С какой целью и при каких испытаниях трансформатора проводят опыты холостого хода, короткого замыкания?

9.Какое влияние оказывает характер нагрузки на внешнюю характеристику трансформатора?

10.Что такое коэффициент загрузки и КПД трансформатора?

11.Область применения измерительных трансформаторов.

12.Каково устройство машин постоянного тока?

13.Как соединяется якорная обмотка с коллектором?

14.Назовите преимущества и недостатки машин постоянного тока.

15.От каких параметров зависит ЭДС машины постоянного тока?

16.От каких параметров зависит момент на валу машины постоянного тока?

17.Каково влияние реакции якоря на суммарный магнитный поток в машинах постоянного тока?

18