- •Пояснительная записка
- •Электротехника и Электроника
- •Часть 1: Электрические цепи, трансформаторы, электрические машины
- •420075, Казань, к.Маркса 68
- •Вопрос1. Нарисовать схему замещения электрической цепи. Объяснить какие процессы отражают элементы этой схемы.
- •Вопрос2. Записать выражение для полного сопротивления, тока и коэффициента мощности при резонансе напряжений.
- •Вопрос3. В чем заключается явление резонанса напряжений и при каких условиях оно возникает?
- •Вопрос4. Изменением каких параметров электрической цепи (см. Рис.1) можно получить резонанс напряжений ?
- •Вопрос5. 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 проанализировать 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?
- •Мощность приемников при любом виде нагрузки
- •Контрольные вопросы
- •Вопрос 1: Где и с какой целью применяют катушки со стальным сердечником?
- •Вопрос 4-2. С какой целью магнитопроводы электротехнических устройств изготавливают из ферромагнитных материалов?
- •Вопрос 4-3. Объяснить характер изменения индуктивного и полного сопротивления катушки с сердечником от протекающего через него тока.
- •Вопрос 4-4 . Как уменьшить потери энергии на гистерезис и вихревые токи?
- •Вопрос 4-5 .. 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 5-1. Устройство и принцип действия трансформатора.
- •Вопрос 5-2. Записать и объяснить формулы эдс и уравнения электрического и магнитного состояний трансформатора
- •Вопрос 5-3. Что такое «коэффициент трансформации»?
- •Вопрос 5-4. Нарисовать и объяснить схему замещения нагруженного трансформатора.
- •Вопрос 5-5: 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 6-1. Объясните устройство и принцип действия трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Ответ 6-1 Двигатель состоит из статора и ротора.
- •Ротор начинает вращаться.
- •Вопрос 6-2. Какими достоинствами и недостатками обладает трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором?
- •Вопрос 6-3. Дать характеристику магнитного поля асинхронного двигателя.
- •Вопрос 6-4. Как осуществить реверс двигателя?
- •Вопрос 6-5. Что такое режим идеального хода в двигателе?
- •Вопрос 6-6. Почему ток холостого хода асинхронного двигателя больше тока холостого хода трехфазного трансформатора такой же мощности?
- •Вопрос 6-7. Чему равно скольжение в номинальном, критическом, пусковом режимах и при холостом ходе?
- •Вопрос 6-8. Показать на механической характеристике основные режимы работы асинхронного двигателя
- •Вопрос 6-9. Перечислить и объяснить основные способы регулирования частоты вращения асинхронного двигателя.
- •Вопрос 6-10: в чем особенности пускового режима асинхронного двигателя?
- •Вопрос 6-11: Перечислить и сравнить различные способы пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
- •Вопрос 6-12: Объяснить особенности рабочих характеристик асинхронного двигателя.
- •Вопрос 6-13: Где используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором?
- •Вопрос1: Объяснить устройство и принцип действия двигателя параллельного возбуждения.
- •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 , , , , механическую и регулировочную .
- •Вопрос 10. Сделать оценку двигателя, укажите преимущества и недостатки двигателя параллельного возбуждения.
- •Б). Лампочка в фазе b будет гореть ярче; в). Лампочка в фазе с будет гореть ярче;
Вопрос3. Какими уравнениями выражаются мгновенные значения фазных напряжений и токов при симметричной нагрузке?
Ответ3. Закон изменения и соответствующие графики мгновенных значений ЭДС на клеммах генераторов можно представить в виде уравнений (3-1а,б,в) и рис.3.1 соответственно :
u(t)A= UmSinωt (3.1а)
u(t)B= UmSin(ωt+2π/3) (3.1б)
u(t)C= UmSin(ωt+4 π/3) (3.1в)
Случай 4-х проводной схемы соединений.
При наличии нейтрального провода фазные напряжения приемника становятся равными фазным напряжениям источника ŮA=Ů а ; ŮВ =Ůb; ŮC =Ůc .
Закон изменения мгновенных значений падений напряжений на клеммах фаз приемника в случае 4-х проводной схемы соединений совпадает с законом изменения фазных напряжений на клеммах генератора, при этом в случае если внутреннее сопротивление генератора Zвн=0, то закон совпадает с законом изменения ЭДС генератора. Уравнения (3-2 а,б,в) соответственно :
u(t)A= u(t)а= UmSinωt (3.2а)
u(t)B =u(t)b= UmSin(ωt+2π/3)= UmSin(360/T. t+120°) (3.2б)
u(t)C =u(t)c= UmSin(ωt+4 π/3)= UmSin(360/T. t+240°) (3.2в)
Закон изменения мгновенных значений токов в нагрузке при несимметричной нагрузке следует из закона Ома. Уравнения (3-3 а,б,в) соответственно :
i(t)а= UmSinωt/ Żа = Um/Zа· Sin[ωt- φа] (3.3а)
i(t)b= UmSin(ωt+120°)/ Żb = Um/Zb· Sin[ωt +120°- φb] (3.3б)
i(t)C= UmSin(ωt+240°)/ Żc = Um/Zc · Sin[ωt+ 240°- φc] (3.3в)
где:
φа= arctg(JmŻа/ReŻа); φb= arctg(JmŻb/ReŻb); φc= arctg(JmŻc/ReŻc).
При симметричной нагрузке Żа= Żb =Żc соответственно : φа= φа= φа = arctg(JmŻа/ReŻа).
i(t)а= UmSinωt/ Żа = Um/Zа· Sin[ωt - φа] (3.4а)
i(t)b= UmSinωt/ Żа = Um/Zа· Sin[ωt+120°- φа] (3.4б)
i(t)c= UmSinωt/ Żа = Um/Zа· Sin[ωt+240°- φа] (3.4в)
Ток в нейтральном проводе равен сумме мгновенных значений фазных токов:
i(t)Nn =i(t)а+ i(t)b +i(t)b (3.4г)
При симметричной нагрузке ток в нейтральном проводе i(t)Nn =0 (3.4д)
Вывод:
1.При симметричной нагрузке Żа=Żb=Żc, соответственно: φа=φа=φа= arctg(JmŻа/ReŻа).
2. Ток в нейтральном проводе равен нулю !!!
Случай 3-х проводной схемы соединений. При симметричной нагрузке закон изменения мгновенных значений падений напряжений на клеммах фаз приемника совпадает с законом изменения фазных напряжений на клеммах генератора, при этом в случае если внутреннее сопротивление генератора Zвн=0, то закон совпадает с законом изменения ЭДС генератора. Уравнения (3-2 а,б,в) соответственно.
Мгновенные значения токов в нагрузке при симметричной нагрузке ( по закону Ома). соответственно равны:
i(t)а= UmSinωt/ Żа = Um/Zа· Sin[ωt- φа] (3.3а)
i(t)b= UmSin(ωt+120°)/ Żа = Um/Zа· Sin[ωt +120°- φа] (3.3б)
i(t)C= UmSin(ωt+240°)/ Żа = Um/Zа · Sin[ωt+ 240°- φа] (3.3в)
где:φа= arctg(JmŻа/ReŻа).
Вопрос4. В каком соотношении находятся линейные и фазные напряжения при симметричной нагрузке?
Ответ4. При симметричной нагрузке в случае 3-х и 4-х проводной схем соединений .
***)При соединении фаз нагрузки «звездой» линейные токи одновременно являются и фазными, поэтому .