- •Электрические цепи
- •Анализ электрических цепей. Анализ цепей постоянного тока.
- •1.Определение электротехника.
- •2. Цепи постоянного тока.
- •Определение и временная диаграмма постоянного тока.
- •Элементы электрических цепей.
- •Параметры элементов.
- •5. Классификация электрических схем.
- •6. Топографические параметры схем замещения. Топографические параметры схем замещения.
- •Ход лекции:
- •Условно положительные направления тока, напряжения и эдс
- •Для простых цепей.
- •Для сложных схем с двумя и более источниками питания.
- •Режимы работы электротехнических устройств.
- •Основные законы электрических цепей.
- •Эквивалентное преобразование сопротивления.
- •Расчёт простых цепей постоянного тока методом эквивалентных преобразований сопротивлений.
- •Анализ сложных цепей постоянного тока.
- •Расчёт методом применения закона Кирхгофа.
- •Расчёт методом контурных токов.
- •Расчёт методом суперпозиции.
- •Расчёт методом узловых напряжений.
- •V. Метод эквивалентного генератора.
- •Цепи однофазного переменного тока.
- •Способы представления переменного синусоидального тока и напряжения.
- •Определение схем замещения по заданным векторным диаграммам токов и напряжений.
- •3. Конденсатор в цепи синусоидального тока
- •Анализ цепей синусоидального тока с помощью векторных диаграмм
- •Расчёт электрического состояния цепи с последовательным соединением элементов l, r, c.
- •Расчёт цепи с параллельным соединением r, l, c элементов
- •Мощность цепи синусоидального тока.
- •Коэффициент мощности и пути его улучшения.
- •Расчёт цепей с взаимосвязанными катушками индуктивности.
- •Трёхфазные цепи
- •Определение трёхфазной системы и её преимущество
- •Принцип получения трёхфазной системы эдс.
- •Способы представления.
- •Схемы соединения элементов трёхфазной системы.
- •Условно положительные направления величин.
- •Основные соотношения между напряжениями.
- •Анализ режимов работы трёхфазных нагрузок.
- •I. Соединение по схеме звезда с нейтральным проводом
- •II. Соединение трёхфазной нагрузки звездой без нейтрального провода (симметричная нагрузка).
- •III. Симметричная нагрузка, включённая по схеме «треугольник»
- •IV. Аварийные режимы при соединении нагрузки звездой.
- •Магнитные цепи
- •Основные физические явления, лежащие в основе принципа действия электромагнитных аппаратов.
- •Основные параметры магнитного поля.
- •Поведение веществ в магнитном поле.
- •IV. Определение магнитных цепей и их классификация.
- •Основные законы, используемые при расчёте магнитных цепей.
- •Расчёт магнитной цепи постоянного тока. Решение прямой задачи.
- •Машины постоянного тока.
- •Область применения. Достоинства и недостатки.
- •Устройство мпт.
- •Принцип действия
- •Классификация мпт по способу возбуждения.
- •Потери мощности и кпд мпт
- •Двигатели постоянного тока
- •Двигатель параллельным возбуждением
- •Двигатель с последовательным возбуждением. (Сериесный дпт)
- •Компаудный дпт (Смешанное возбуждение)
- •Однофазный трансформатор
- •Классификация и область применения.
- •Электрическая схема и принцип действия.
- •III. Полная схема замещения трансформатора.
- •Экспериментальное определение параметров схемы замещения трансформаторов.
- •Опыт при холостом ходе.
- •Опыт короткого замыкания.
- •Упрощенная схема замещения трансформатора и внешняя характеристика.
- •Потери мощности и кпд трансформатора.
- •Машины переменного тока.
- •Асинхронный двигатель.
- •I. Устройство и условное обозначение на схемах.
- •II. Получение вращающегося магнитного поля и принцип действия ад.
- •III. Схема замещения и векторная диаграмма асинхронного двигателя
- •IV. Электромагнитный момент
- •V. Механическая характеристика
- •VI. Способы пуска
- •VII. Регулирование частоты вращения двигателя
- •VIII. Однофазный асинхронный двигатель
- •Синхронные машины
- •Назначение, преимущество и недостатки.
- •Устройство Синхронной машины
- •Принцип действия и режимы работы синхронной машины
Машины постоянного тока.
Область применения. Достоинства и недостатки МПТ.
Устройство МПТ.
Принцип действия при работе в режиме генератора и при работе в режиме двигателя.
Классификация машины по способу возбуждения.
Потери мощности и КПД МПТ.
Область применения. Достоинства и недостатки.
МПТ обратимы, то есть одна и та же конструкция может работать и генератором и двигателем в зависимости от начальных данных.
Область применения ДПТ
Из-за большого пускового момента и возможности плавного регулирования частота вращения в широких пределах, определяется электрическим способом.
Применение ДПТ
ДПТ применяется в качестве транспортного двигателя
В приводе тяжёлых станков.
В регулируемом по частоте электропривода.
В качестве исполнительного двигателя в системах автоматического управления
Применение ГПТ.
В качестве источника электроснабжения в независимо движущихся объектах.
В качестве источников питания при точной электросварки.
Для питания электрометрических волн при нанесении защитных покрытий на детали.
При измерении угловых скоростей в тахогенероторах.
Устройство мпт.
МПТ состоит из трёх частей:
Статора – неподвижная часть
Якорь – вращающаяся часть
С чёточно – коллекторное устройство
Рис. 10.2
На рис. 10.1 представлена схема машины постоянного тока, а на рис. 10.2 она изображена в осевом направлении.
Устройство статора
Литая станина (10.3), на которой укреплены полюса , они снабжены полюсными наконечниками для возможного полного обхвата окружности якоря.
На полюсах выполнена обмотка возбуждения, катушки которой соединены последовательно. В результате при протекании тока возбуждения полюса превращаются в электромагниты с генерирующейся полярностью.
Устройство якоря
Якорь – специфичное название только для МПТ, включает в себя ротор и соосный с ним коллектор. (рисунок 10.4 а,б)
В роторе выполнены симметричные пары, в которые уложены проводники обмотки якоря.
Коллектор имеет врезанные в поверхность медные пластинки , изолированные друг от друга прокладками из слюды. Количество пластин коллектора и пазов ротора одинаково. Каждый проводник ротора припаян к своей пластинке коллектора.
Счётно коллекторное устройство
Включает в себя угольные щетки , прижатые к пластинкам коллектора пружинами. От щёток выполнен токосъем в клемную коробку двигателя. Щётки неподвижны в процессе работы и скользят по пластинкам вращающегося коллектора.(рис. 10.4. в,г)
Рис. 10.4
Принцип действия
В режиме генератора (ГПТ)
От источника постоянного напряжения UB по ОВ протекает IB, в результате создаётся магнитный поток Ф, соответствующий выражению . Ротор генератора вращается первичным двигателем по часовой стрелке с частотой n. В результате при вращении якоря его проводники пересекают постоянное магнитное поле. Отчего изменяется потокосцепление обмотки якоря. Возникает закон Фарадея: переменное потокосцепление наводит в проводниках якоря ЭДС. EЯ=СЕnФ
правило правой руки
правило левой руки
Определяем направление ЭДС по правилу правой руки.
Если замкнуть внешнюю цепь генератора на нагрузку, то под дейтсвием ЭДС потечёт ток Iн внутри генератора.
На проводник с током в магнитном поле действует электромеханическая сила, которая М=СмIяФ, на основании закона Ампера. А направление определяется по правилу левой руки.
В основе принципа действия лежат 2 закона:
1 Закон Фарадея : переменный магнитный поток наводит в проводниках якоря ЭДС (на зажимах генератора появляется напряжение)
2. Если цепь якоря генератора замкнута, то на проводник с током якоря в магнитном поле действует электромеханическая сила, создающая момент. Он по направлению противодействующий относительно первичного момента турбины, приводящее якорь во вращение.
Режим двигателя
ЭДС, которое наводится в проводниках вращающегося якоря направлена против тока якоря и получила название противо ЭДС.
Основные недостатки МПТ:
Наличие щёток и коллектора увеличивает габариты машины, её вес и материалоёмкость примерно в 1,5 раза по сравнению с машинами переменного тока, а значит увеличивается стоимость этой машины.
Щёточно-коллекторное устройство является ненадёжным узлом, так как при переходе щётки на соседнюю пластинку коллектора разрывается электрическая цепь якоря, так как магнитное поле, созданное током якоря не исчезает мгновенно, то устройство поддерживает ток якоря и гонит за уходящей щёткой искру. В результате происходит искровое разнашивание коллектора а значит снижение надёжности машины.
Питание более дорогое, так как необходимо преобразовывать переменное напряжение сети в постоянное напряжение питания машины с помощью блока постоянного питания, куда входит выпрямитель, сглаживающий фильтр и стабилизатор напряжения.