Электрические машины и аппараты

1. Классификация трансформаторов.

2. Конструкция и основные параметры трансформаторов.

3. Основные уравнения и схемы замещения.

4. Опыт холостого хода и короткого замыкания.

5. Рабочие характеристики трансформатора.

6. Схемы и группы соединений. Параллельная работа трансформаторов.

7. Измерительные трансформаторы.

8. Автотрансформаторы.

9. Способы регулирования напряжения.

10. Электрические машины переменного тока. Классификация.

11. Вращающееся магнитное поле ротора.

12. Вращающееся магнитное поле статора.

13. Устройство и принцип действия машин переменного тока. Скольжение.

14. Сравнение асинхронных машин и трансформаторов.

15. Уравнения и схемы замещения асинхронных машин.

16. Синхронные машины. Ротор синхронной машины.

17. Баланс мощности.

18. Механические характеристики асинхронных машин.

19. Способы увеличения пускового момента.

20. Рабочие характеристики асинхронного двигателя.

21. Пуск вход асинхронного двигателя.

22. Способы регулирования частоты вращения ротора асинхронного двигателя.

23. Однофазные асинхронные двигатели. Конденсаторный двигатель.

24. Принцип действия и устройство синхронного генератора.

25. Внешние и регулировочные характеристики синхронного генератора.

26. Синхронный двигатель.

27. Двигатели малой мощности. Реактивный, гистерезисный.

28. Электрические машины постоянного тока. Устройство.

29. Основные уравнения, схемы замещения.

30. Режимы работы машин постоянного тока.

31. Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением.

32. Характеристики холостого хода, нагрузочные.

33. Внешняя регулировочная.

34. Схемы возбуждения генераторов постоянного тока.

35. Генераторы постоянного тока с параллельным возбуждением.

36. Генератор постоянного тока с независимым и смешанным возбуждением.

37. Схемы возбуждения двигателей постоянного тока. Механические характеристики.

38. Пуск двигателей постоянного тока.

39. Рабочие характеристики двигателей постоянного тока с параллельным и последовательным возбуждением.

40. регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока.

41. Реверсирование двигателей постоянного тока. Торможение.

42. Сравнение электрических машин постоянного и переменного тока.

43. Преобразование электрических и механических величин в машинах постоянного тока.

44. Аппаратура защиты и управления. Назначение, область применения.

45. Выбор числа и мощности трансформаторов

46. Выбор аппаратов защиты и управления.

47. Выбор электродвигателя по механическим характеристикам рабочего механизма.

48. Режимы работы электропривода.

49. Способы повышения коэффициента мощности.

50. Расчет и выбор сечений проводов и кабелей.

51. Назначение и принцип действия плавких предохранителей.

52. Назначение и принцип действия магнитных пускателей.

53. Назначение и принцип действия теплового реле.

54. Назначение и принцип действия реле максимального тока.

55. Назначение и принцип действия реле минимального напряжения.

56. Выбор магнитных пускателей и контакторов.

57. Заземление промышленных установок. Требования к устройству защитного заземления.

58. Расчет и выбор стандартных плавких вставок.

59. Системы заземления.

60. Расчет компенсирующего устройства.

1 Классификация трансформаторов.

Трансформаторы: их назначение и классификация.

Трансформатор представляет собой статический электромагнитный аппарат с двумя ( или больше ) обмотками, предназначенный чаще всего для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения.

При передаче электрической энергии от электростанции к потребителям сила тока в линии обуславливает потери энергии в этой линии и расход цветных металлов на ее устройство. Если при одной и той же передаваемой мощности увеличить напряжение, то сила тока в такой же мере уменьшится, а следовательно, можно будет применить провода с меньшим поперечным сечением. Это сократит расход цветных металлов при устройстве линии электропередачи и снизит потери энергии в ней.

 

Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях синхронными генераторами при напряжении 11—20 кВ; в отдельных случаях применяют напряжение 30—35 кВ. Хотя такие напряжения являются слишком высокими для их непосредственного использования в производстве и для бытовых нужд, они недостаточны для экономичной передачи электроэнергии на большие расстояния. Дальнейшее повышение напряжения в линиях электропередачи ( до 750 кВ и более ) осуществляют повышающими трансформаторами.

 

Напряжения первичной и вторичной обмоток, как правило, неодинаковы. Если первичное напряжение меньше вторичного, трансформатор называется повышающим, если больше вторичного — понижающим. Любой трансформатор может быть использован и как повышающий, и как понижающий. Повышающие трансформаторы применяют для передачи электроэнергии на большие расстояния, а понижающие — для ее распределения между потребителями.

 

В зависимости от назначения различают силовые трансформаторы, измерительные трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.

2.Конструкция и основные параметры трансформаторов.

Трансформаторы предназначаются для преобразования электроэнергии с одного напряжения переменного тока на другое напряжение, необходимое для передачи или распределения электроэнергии потребителям. Параметры трансформаторов задаются параметрами электрической сети, для работы в которой предназначены эти трансформаторы. Основным параметром электрической сети является напряжение электрического тока, которое выбирается в основном в зависимости от мощности, которую нужно передать то электросети потребителям, и протяженностью линий электропередачи. Как известно, чем большая мощность должна передаваться и чем дальше требуется передать ее, тем более высокое напряжение электропередачи должно быть использовано. В связи с этим основными характеристиками трансформатора являются напряжение обмоток и мощность, передаваемая трансформатором. Передача мощности от одной обмотки к другим происходит электромагнитным путем, т. е. посредством намагничивания активной стали при прохождении тока по обмоткам трансформатора и создания магнитного поля взаимоиндукции между обмотками. При этом часть мощности, поступающей к трансформатору из питающей электросети, расходуется на преодоление магнитного сопротивления сердечника и сопротивления провода обмоток протекающему току. Эта мощность не поступает в питаемую от трансформатора сеть, так как теряется в трансформаторе, и представляет собой потери, величина которых зависит от конструкции трансформатора. При передаче мощности через трансформатор напряжение на вторичных обмотках изменяется при изменении нагрузки за счет падения напряжения в трансформаторе, которое определяется величиной реактивного сопротивления трансформатора — напряжением короткого замыкания (ек). Таким образом, величина потерь мощности в трансформаторе и напряжение короткого замыкания также являются важными характеристиками трансформатора, поскольку от них зависит экономичность работы трансформатора и режим работы электросети. Конструкции мощных трансформаторов на напряжение 220 кВ и выше отличаются от конструкций более мелких трансформаторов на более низкие напряжения вследствие усложнения отдельных узлов, вызванного увеличением единичной мощности и повышением напряжения, что в свою очередь ставит требование более полного использования активных материалов (стали магнитопровода и меди обмоток). Предел единичной мощности с учетом напряжения или «крупности» трансформатора ставится внешними размерами бака, который должен вписаться в железнодорожный габарит подвижного состава, так как в Советском Союзе перевозка трансформаторов на дальние расстояния осуществляется только по железной дороге. До определенной «крупности» баки трансформаторов не выходят за III степень негабаритности и поэтому не приходится принимать особых ухищрений, чтобы «втиснуть» активную часть в бак. Однако после этого предела приходится при конструировании принимать меры для обеспечения возможно меньшего габарита активной части. Это достигается, с одной стороны, относительным уменьшением сечения магнитопровода, а следовательно, повышением расчетной индукции и, с другой стороны, снижением уровня изоляции, что позволяет уменьшить изоляционные промежутки в активной части и между токоведущими частями и стенками бака.