Элементом обмотки якоря машин постоянного тока является

Секция

 

 

Ответы на вопросы к экзамену по Электрическим машинам

 

1. Электрические машины широко используются в хозяйстве: Двигатели всех типов (асинхронные, постоянного тока, шаговые, синхронные) применяются в ЭП, на заводах, в транспорте (троллейбусы, трамваи, электропоезда и т.д.), также применяются в качестве генераторов на электростанциях. Трансформаторы используются во всех сферах современной жизни (трансформаторные будки и подстанции для понижения высокого напряжения линий электропередач до промышленного, во всевозможных блоках питания, и т.д.).

2. Машины постоянного тока имеют неподвижную часть - корпус и подвижную – якорь. К корпусу крепятся магнитные полюсы (наконечники) и подшипниковые щиты, лапы для крепления машины к фундаменту, на полюсные пластины наматывается обмотка возбуждения. Корпус является частью магнитного провода, поэтому он называется станиной. Якорь машины состоит из вала, сердечника с обмоткой и коллектора. Сердечник ротора изолирован от общего сердечника и состоит из пластин э/технической стали. Коллектор состоит из медных холодно катанных пластин в форме хвоста ласточки, часть коллекторной пластины, к которой припаивается обмотка называется петушок, коллекторные пластины изолируются миканитовыми прокладками.

3. По закону э/магнитной индукции, при вращении якоря в магнитном поле полюсов, в проводниках обмотки якоря будет наводится ЭДС, она выдается генератором, и может быть рассчитана по формуле:, чем больше скорость вращения вала генератора, магнитная индукция поля и действующая длина проводника тем большая ЭДС выдается.

4. Электродвижущая сила является показателем работы электродвигателя, рассчитывается по формуле, чем больше магнитная индукция поля, действующая длина проводника и ток, тем больше сила и тем больше момент. Она создает вращающий момент

5. Коллектор – электромеханический преобразователь, нужный для изменения направления тока в проводниках обмотки якоря при их переходе из зоны магнитного полюса одной полярности в зону полюса другой полярности при работе в режиме двигателя, и выпрямления ЭДС при работе в режиме генератора.

6. В петлевой обмотке каждая секция присоединена к двум рядом лежащим коллекторным пластинам. В результате конец последней секции должен присоединятся к началу первой и образовывать замкнутое кольцо.

7. В волновой обмотке концы обмоток припаиваются параллельно друг другу, но так же как и в петлевой обмотке конец последней обмотки является началом первой чтобы получилось непрерывное кольцо.

8. Классификация МПТ по способу возбуждения: 1) На постоянных магнитах, 2) С последовательной обмоткой возбуждения, 3) С параллельной обмоткой возбуждения, 4)Со смешанной обмоткой возбуждения, 5)С независимой обмоткой возбуждения

 

 

9. Принцип ГПТ заключается в следующем: приводной двигатель вращает вал ГПТ и создает определенное количество оборотов, одновременно подается питание на обмотку возбуждения, которая вызывает магнитный поток, эти два одновременных процесса вызывают ЭДС, которая снимается с КШМ генератора.

10. Особенностью генератора с независимым возбуждением является то, что его ток возбуждения I_в не зависит от тока якоря I_я, а определяется только напряжением U_B, подаваемым на обмотку возбуждения, и сопротивлением R_B цепи возбуждения. Внешняя характеристика ГПТ НВ имеет изогнутый вид, так как ЭДС выдаваемая генератором зависит от магнитного потока, на который воздействует реакция якоря. С увеличением нагрузки генератора (тока обмотки якоря I_я= I_н) напряжение генератора уменьшается по двум причинам: I) из-за увеличения падения напряжения Iя*Rя в цепи обмотки якоря; 2) из-за уменьшения ЭДС Е = с_ЕФn в результате размагничивающего действия потока якоря.

11. Генератор с параллельным возбуждением. В этом генераторе ток обмотки якоря I_я разветвляется во внешнюю цепь нагрузки Rн (ток I_н) и в обмотку возбуждения (ток I_в); В машине используется принцип самовозбуждения, при котором обмотка возбуждения получает питание непосредственно от обмотки якоря генератора. Однако самовозбуждение генератора возможно только при выполнении ряда условий. 1. Для начала процесса самовозбуждения генератора необходимо наличие потока остаточного магнетизма, который индуцирует в обмотке якоря ЭДС. E_ост. Эта ЭДС обеспечивает протекание по цепи «обмотка якоря — обмотка возбуждения» некоторого начального тока. 2. Магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения, должен быть направлен согласно с магнитным потоком остаточного магнетизма. 3. Сопротивление цепи возбуждения R_B должно быть меньше некоторого предельного значения, называемого критическим сопротивлением. Характеристика ХХ начинается не с 0 из-за обязательного наличия остаточного напряжения. Она имеет прямолинейный участок и область насыщения. У генератора с параллельным возбуждением на напряжение влияют 3 фактора: 1) Падение напряжения на якоре, 2) Реакция якоря, 3) Уменьшение тока возбуждения при снижении напряжения.

12. Генератор со смешанным возбуждением. В этом генераторе чаще всего параллельная обмотка возбуждения является основной, а последовательная — вспомогательной. Обе обмотки находятся на одних полюсах и соединены так, чтобы создаваемые ими магнитные потоки складывались (при согласном включении), в этом случае поток последовательной обмотки компенсирует поток реакции якоря, обеспечивая жесткую внешнюю хар-ку. Генератор со смешанным возбуждением при согласном включении его обмоток возбуждения позволяет получить приблизительно постоянное напряжение при изменении нагрузки. Магнитный поток в двигателе с увеличением тока возрастает, а частота вращения не падает, она не нарастает беспредельно в отсутствии нагрузки. При включении только одной параллельной обмотки, по которой проходит ток возбуждения I_в1, напряжение генератора U постепенно уменьшается с ростом тока нагрузки I_н. При включении одной последовательной обмотки, по которой проходит ток возбуждения I_в2 = I_н напряжение U возрастает с увеличением тока I_н. При Встречное включение последовательной и параллельной обмоток возбуждения применяют в сварочных генераторах, работающих в условиях частых коротких замыканий. В таких генераторах при коротком замыкании последовательная обмотка почти полностью размагничивает машину и уменьшает ток к. з. до значения, безопасного для генератора.

 

13. Генератор с последовательным возбуждением. У этого генератора ток возбуждения I_в равен току нагрузки I_н = I_я и напряжение сильно изменяется при изменении тока нагрузки. При холостом ходе в генераторе индуцируется небольшая ЭДС Е_ост создаваемая потоком остаточного магнетизма. С увеличением тока нагрузки I_н = I_в = I_я возрастают магнитный поток, ЭДС и напряжение генератора; это возрастание, как и у других самовозбуждающихся машин (генератора с параллельным возбуждением), продолжается до известного предела, обусловленного магнитным насыщением машины. При увеличении тока нагрузки свыше I_кр напряжение генератора начинает уменьшаться, так как магнитный поток возбуждения из-за насыщения почти перестает увеличиваться, а размагничивающее действие реакции якоря и падение напряжения в цепи обмотки якоря I_я*R_я продолжают возрастать. Обычно ток I_кр значительно больше номинального тока. Генератор может работать устойчиво только на части внешней характеристики, т. е. при токах нагрузки, больших номинального.

14. Принцип действия ДПТ: на КШМ подается постоянное напряжение, которое питает якорь двигателя и обмотку возбуждения (если это не ДПТ НВ), на ОВ создается магнитный поток, взаимодействующий с током якоря и создающий вращающий момент.

электрический двигатель трансформатор генератор

15. ДПТ с независимым возбуждением. В этом электродвигателе обмотка якоря подключена к основному источнику постоянного тока (сети постоянного тока, генератору или выпрямителю) с напряжением U, а обмотка возбуждения — к вспомогательному источнику напряжением U_B. В цепь обмотки возбуждения включен регулировочный реостат R_рв, а в цепь обмотки якоря — пусковой реостат R_П. Регулировочный реостат служит для регулирования частоты вращения якоря двигателя, а пусковой — для ограничения тока в обмотке якоря при пуске. Характерной особенностью электродвигателя является то, что его ток возбуждения I_в не зависит от тока I_я в обмотке якоря (тока нагрузки). Поэтому, пренебрегая размагничивающим действием реакции якоря, можно приближенно считать, что и поток двигателя Ф не зависит от нагрузки. При этом условии получим, что зависимости электромагнитного момента М и частоты вращения п от тока I_я будут линейными. Следовательно, линейной будет и механическая характеристика двигателя. При отсутствии в цепи якоря реостата с сопротивлением R_П скоростная и механическая характеристики будут жесткими.

 

 

16. ДПТпараллельного возбуждения. В этом электродвигателе обмотки возбуждения и якоря питаются от одного и того же источника электрической энергии с напряжением U. В цепь обмотки возбуждения включен регулировочный реостат R_рв, а в цепь обмотки якоря — пусковой реостат R_п. В рассматриваемом электродвигателе имеет место раздельное питание цепей обмоток якоря и возбуждения, вследствие чего ток возбуждения I_в не зависит от тока обмотки якоря I_в. Поэтому электродвигатель с параллельным возбуждением будет иметь такие же характеристики, как и двигатель с независимым возбуждением. Однако двигатель с параллельным возбуждением работает нормально только при питании от источника постоянного тока с неизменным напряжением. При питании электродвигателя от источника с изменяющимся напряжением (генератор или управляемый выпрямитель) уменьшение питающего напряжения U вызывает соответствующее уменьшение тока возбуждения I_в и магнитного потока Ф, что приводит к увеличению тока обмотки якоря I_я. Это ограничивает возможность регулирования частоты вращения якоря путем изменения питающего напряжения U. Поэтому электродвигатели, предназначенные для питания от генератора или управляемого выпрямителя, должны иметь независимое возбуждение.

17. ДПТ смешанного возбуждения. В этом электродвигателе магнитный поток Ф создается в результате совместного действия двух обмоток возбуждения — параллельной (или независимой) и последовательной, по которым проходят токи возбуждения I_в1 и I_в2 = I_я. Поэтому Ф = Ф_посл+ Ф_пар, где Ф_посл — магнитный поток последовательной обмотки, зависящий от тока I_я; Ф_пар — магнитный поток параллельной обмотки, который не зависит от нагрузки (определяется током возбуждения I_в1). Механическая характеристика электродвигателя со смешанным возбуждением располагается между характеристиками двигателей с параллельным (прямая) и последовательным (кривая) возбуждением. Достоинством двигателя со смешанным возбуждением является то, что он, обладая мягкой механической характеристикой, может работать при холостом ходе, когда Ф_посл = 0. В этом режиме частота вращения его якоря определяется магнитным потоком Ф_пар и имеет ограниченное значение (двигатель не идет вразнос).

18. Регулировка частоты вращения ДПТ можно производить изменением 3-х основных величин (напряжения, сопротивления якоря, магнитного потока): 1) Изменение напряжения производят в цепи якоря, чтобы ток возбуждения и магнитный поток оставались постоянными. Для регулировки этим способом необходим источник регулируемого напряжения - автотрансформатор, можно использовать схему «генератор-двигатель»: двигатель М питается генератором, вращаемым ПД, напряжение регулируется реостатом в цепи обмотки генератора. Также управление тиристорным регулятором напряжения. 2)Регулирование добавлением сопротивления в цепь якоря возможно только в сторону уменьшения частоты вращения. Диапазон регулирования ограничивается естественной характеристикой и устойчивостью работы. При большом добавочном сопротивлении в цепи якоря скоростная хар-ка становится настолько мягкой, что небольшие колебания нагрузки могут остановить двигатель. 3)При изменении сопротивления реостата в цепи ОВ будет меняться ток возбуждения и, следовательно, магнитный поток. При изменении М. потока будет меняться частота вращения. При увеличении магнитного потока частота вращения падает. Регулирование осуществляется в сторону увеличения частот вращения, магнитный поток при этом уменьшают. С уменьшением потока снижается момент двигателя. Когда момент двигателя станет равным моменту сопротивления машины, дальнейшее уменьшение Ф приведет к снижению частоты вращения. При изменении Ф до 0 работа двигателя неустойчива. Диапазон регулировки ограничен насыщением стали неустойчивой работой.

19. Режимы работы МПТ: 1)Генераторный – если направление момента машины совпадает с направлением вращения двигателя, а частота вращения выше чему двигателя, якорь начнет вращаться с частотой большей, чем при холостом ходе. ЭДС машины при этом станет больше U сети и ток будет не потребляться машиной а отдаваться в сеть. 2) Двигательный – если момент рабочей машины направлен против момента вращения двигателя и меньше его. ЭДС машины меньше U сети и ток будет потребляться машиной. 3) Тормозной – если при работе в двигательном режиме момент вращения рабочей машины станет больше момента двигателя, якорь начнет вращаться в обратную сторону. ЭДС машины будет не уравновешивать напряжение, а суммироваться с ней, увеличивая ток якоря.

20. Торможение ДПТ. Существует 2 вида способов торможения ДПТ: механические и электрические, электрические имеют большее преимущество, т. к. торможение производится электромагнитным полем, и нет износа тормозных колодок. Подробнее виды электрического торможения: 1) Рекуперативное – торможение при котором машина работает генератором с отдачей энергии в сеть. 2) Динамическое – генераторное торможение, при котором кинетическая энергия рабочей машины и самого двигателя гасятся на специальном сопротивлении. Оно может быть 2-х видов: самовозбуждением и независимого возбуждения. Динамическое торможение с самовозбуждением. В этом режиме якорь ДПТ и обмотка возбуждения отключаются от сети и подключаются к тормозному сопротивлению согласно схеме. Достоинством торможения с самовозбуждением является его экономичность. Двигатель в этом случае не потребляет энергию из сети. Динамическое торможение ДПТ с независимым возбуждением.

Обмотка возбуждения отключается от якорной цепи и подключается через токоограничительный резистор к источнику постоянного тока, а якорная обмотка замыкается на тормозное сопротивление . 3) Торможение противовключением осуществляется изменением полярности напряжения на обмотке якоря при сохранении того же напряжения в ОВ. При этом уменьшается знак момента двигателя.

21. Наиболее слабым, с точки зрения надежности, элементом в МПТ является скользящий контакт щеток по коллектору. ЗА время перехода щеток с одной коллекторной пластины на другую ею замыкается накоротко секция, заключенная между ними, и направление тока в ней меняется на противоположное. Это и есть коммутация. Она может сопровождаться искрением между щетками и коллектором. Причины искрения делятся на механические, потенциальные и электромагнитные: 1)механические - причины приводят к неполному прилеганию щеток к коллектору, связанные с некачественным изготовлением КШМ, 2) потенциальные связаны с напряжением между коллекторными пластинами, если оно превышает допустимое значение, появляются искры между смежными пластинами, 3) электромагнитные – основные причины явления коммутации, связаны с протекающими электромагнитными процессами в коммутируемых секциях.

22. Реакция якоря – воздействие магнитного потока якоря на основной магнитный поток. В режиме нагрузки магнитный поток создается и ОВ и якорем: основной магнитный поток, направленный по продольной оси, искажается поперечным потоком якоря. Поэтому в реальном режиме работы машины магнитный поток по полюсу распределен неравномерно: магнитная индукция с одного края значительно выше, чем с другого, максимальное значение м. индукции сдвинуто с середины полюса и физическая нейтраль смещена относительно геометрической на угол. Для устранения реакции якоря применяют следующие меры: 1) используют компенсационную обмотку (наматывается поверх ОВ), 2) увеличивают воздушный зазор (нежелательно), 3) устанавливают добавочные полюса.

23. Тахогенератор постоянного тока. Назначение - измерение частоты вращения. Тахогенератор является генератором, нагрузкой которого служит вольтметр. Шкала вольтметра проградуирована в единицах частоты вращения. Если сопротивление вольтметра считать бесконечным, то напряжение тахогенератора будет равно его ЭДС и, при Ф=const, пропорционально частоте вращения. Тахогенератор имеет погрешности, из-за того что сопротивление вольтметра не равно бесконечности.

24. Универсальный коллекторный двигатель устроен так же, как и ДПТ с последовательным возбуждением. Он отличается от машины постоянного тока только тем, что его магнитная система выполняется полностью шихтованной, а катушки обмотки возбуждения состоят из двух секций. Выполнение статора и ротора машины шихтованными объясняется тем, что при работе на переменном токе они пронизываются переменным магнитным потоком; секционирование же обмотки возбуждения делается потому, что в этом режиме из-за падения напряжения в индуктивном сопротивлении двигателя номинальная скорость вращения оказывается меньшей, чем при работе на постоянном токе. Для выравнивания этих скоростей при работе на постоянном токе в цепь якоря включают все витки обмотки возбуждения, а при работе на переменном токе — только часть их, вследствие чего соответственно уменьшается магнитный поток машины. Универсальный коллекторный двигатель дороже ДПТ и АД и имеет худшие рабочие характеристики чем у ДПТ и менее надежен чем АД, но имеет ряд преимуществ: 1) Может работать в сети переменного тока 2) Теоретически может развивать любую частоту вращения. 3) Механические характеристики жестче чем у АД, 4)Возможность регулирования частоты вращения чем у АД. Необходимым условием работы ДПТ на переменном токе является одновременное изменение направления тока якоря и магнитного потока. Универсальные коллекторные двигатели имеют преимущества ДПТ, но могут работать на переменном токе.

25. Электромашинный усилитель (ЭМУ) – это генератор постоянного тока, назначение которого усиливать входной сигнал. В качестве входного сигнала может быть ток или напряжение, подаваемые на обмотку управления. ЭМУ характеризуются коэффициентами усиления по току, напряжению, и по мощности.?????

26. МПТ имеет следующие потери: 1) Магнитные потери – имеют место при прохождении магнитного потока по магнитным цепям машины и слагаются из потерь на вихревые токи и перемагничивание. Перемагничиванию в МПТ подвергается только якорь. 2)Электрические потери – имеют место в обмотках и щетках, они зависят от нагрузки машины, поэтому эти потери называются переменными. 3)Механические – обусловлены трением в подшипниках, щеток о коллектор, вентилятора о воздух. 4) Добавочные потери – складываются из потерь в уравнительных соединениях, потерь в стали и др. КПД – отношение полезной мощности к подводимой ƞ= , оно зависит от мощности машины и ее нагрузки.

27. Трансформатором называется статическое э/магнитное устройство, имеющее 2 или более индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования переменного тока одного напряжения в ток другого напряжения той же частоты. Трансформаторы используются: 1) в системе передачи и распределения электроэнергии (силовые трансформаторы), выгоднее передавать э/энергию при большом напряжении и малом токе, 2) для обеспечения нужной схемы включения вентилей в преобразовательных устройствах и согласования напряжений на входе и выходе (преобразовательные), 3) для различных технологических целей: сварки, питания и др., 4) для питания радио и телеаппаратуры, устройств связи и автоматики, 5) для включения измерительных приборов (измерительные трансформаторы), 6) автотрансформаторы.

28. Устройство однофазного трансформатора. Однофазный трансформатор состоит из магнитопровода, обмоток высшего и низшего напряжения, вводов и других элементов. К активным частям однофазного трансформатора относятся магнитопровод и обмотки, стальные вспомогательные. Назначение магнитопровода- проводить магнитный поток. Для снижения потерь в магнитопроводе используют специальную электротехническую сталь, легированную кремнием и собирают магнитопровод из отдельных листов стали, изолированных между собой для увеличения сопротивления току. Магнитопроводы делятся на стержневые, броневые и тороидальные. Магнитопровод можно разделить на стержни и ярма. На стержень наматывается обмотка, а ярмо не несет обмоток и служит для замыкания магнитной цепи.

29. Принцип действия однофазного трансформатора: На первичную обмотку подается переменное напряжение. Под действием напряжения в первичной обмотке возникает переменный ток слагающийся из активной и реактивной составляющих. Реактивная часть создает магнитный поток. Замыкаясь по магнитопроводу, магнитный поток пронизывает витки обмоток и в первичной обмотке наводит ЭДС самоиндукции а во вторичной ЭДС взаимоиндукции. ЭДС одного витка одинакова для первичной и для вторичной обмотки. ЭДС первичной обмотки уравновешивает приложенное напряжение. Изменяя соотношение витков первичной и вторичной обмоток, можно получить любое напряжение вторичной обмотки. Отношение витков первичной обмотки к числу витков вторичной есть коэффициент трансформации.

30. В трансформаторе протекают электрические и магнитные процессы. Для упрощения расчетов магнитные процессы могут быть заменены электрическими. Схема где магнитная связь м/у обмотками трансформатора заменена электрической называется схемой замещения. Схема замещения однофазного трансформатора: 1) Реальные обмотки представляются в виде последовательных цепей, содержащих активные и индуктивные сопротивления. 2)Параметры вторичной обмотки приводят к первичной, становится = . 3)Две обмотки заменяют одной катушкой, создающей ЭДС = . 4)Катушку представляют в виде участка цепи, содержащей активное и индуктивное сопротивления, по которым течет намагничивающий ток. Это Т-образная схема замещения.

31. Опыт ХХ трансформатора проводят для определения коэффициента трансформации, мощности потерь в стали и параметров намагничивающей ветви схемы замещения, проводят его обычно при номинальном напряжении первичной обмотки. При проведении опыта первичная обмотка трансформатора ставится под номинальное напряжение, а к зажимам вторичной обмотки подключается вольтметр.

Для однофазного трансформатора на основе данных опыта холостого хода можно рассчитать:

– коэффициент трансформации

– полное сопротивление ветви намагничивания

– индуктивное сопротивление ветви намагничивания

Часто определяют также коэффициент мощности холостого хода:

Т.к. в опыте холостого ходе ток в первичной обмотке трансформатора мал, то и потери малы, а ваттметр в цепи первичной обмотки показывает потери в сердечнике. Данные опыта холостого хода заносятся в паспорт трансформатора. Ток холостого хода записывается в процентах от номинального.

32. Опыт КЗ трансформатора проводится на пониженном напряжении в первичной цепи. В опыте вторичная обмотка замкнута. Цель опыта – определение: потерь КЗ, напряжения КЗ, параметров схемы замещения. Потери КЗ определяются по ваттметру. Так как напряжение в опыте мало, намагничивающий ток и магнитный поток малы, то потери в стали будут не значительны по сравнению с потерями в обмотках. Можно считать что потери КЗ равны потерям в обмотках. Напряжение КЗ определяется по вольтметрам. Напряжение КЗ это потеря напряжения в обмотках трансформатора.

33. В трансформаторе различают 2 вида потерь: потери в обмотках и потери в стали магнитопровода. Потери в стали состоят из потерь на вихревые токи и перемагничивание, определяются опытом ХХ. Потери в меди – потери на нагрев обмоток, протекающим по ним током, определяются опытом КЗ. КПД трансформатора равен отношению активной мощности на выходе вторичной обмотки к активной мощности на входе первичной обмотки. Разность между и составляют потери. КПД трансформаторов выше чем у других электрических машин. 2. Импульснй трансформатор - трансформатор, предназначенный для преобразования тока и напряжения импульсных сигналов с минимальным искажением исходной формы импульса на выходе. Они находят применение в различных импульсных устройствах^. Импульсные трансформаторы позволяют изменить уровень и полярность формируемого импульса напряжения или тока, согласовать сопротивление генератора импульсов с сопротивлением нагрузки, отделить потенциалы источника и приемника импульсов, получить на нескольких раздельных нагрузках импульсы от одного генератора. Чтобы как можно меньше искажать форму импульса импульсный трансформатор имеет особенности: работает в ненасыщенном режиме, магнитопровод должен обладать остаточной индукцией (изготавливается из магнитомягкого материала), обмотки стараются выполнить с минимальным числом витков.

34. Трехфазные трансформаторы. Такой трансформатор имеет три певичные обмотки с 6 выводами и 3 вторичные обмотки также с 6 выводами. Особенность трехфазной системы в том, что векторы напряжения сдвинуты относительно друг друга на угол в 120 градусов. Если нагрузки по фазам одинаковы, то векторы токов сдвинуты также относительно друг друга на угол в 120 градусов. Магнитопровод 3-х фазного трансформатора стержневой с 3-мя стержнями, скрепленными ярмом с двух сторон. Недостаток такого трансформатора в том что, ток хх фазы B, обмотка которой лежит на среднем стержне, меньше чем в фазах А и С из-за того то путь магнитного потока в фазе В меньше. Число витков во всех фазах одинаково, и чтобы уравнять МДС всех фаз, намагничивающий ток в фазе В меньше.

35. Обмотки трехфазного трансформатора можно соединять по 3-м основным схемам: треугольник, звезда и зигзаг с нулём. Комбинации первичной и вторичной обмоток может быть любой. Наиболее распространены схемы: звезда со звездой, треугольник со звездой, звезда с треугольником, звезда и зигзаг с нулём. У каждой свои преимущества и недостатки. 1) Звезда со звездой – наиболее распространенная у трансформаторов малой и средней мощности для питания электрических сетей 380 В. Имеет фазное и линейное напряжение Целесообразен при работе на симметричную нагрузку, наиболее экономичен. 2) Треугольник со звездой – целесообразен для питания низковольтных сетей при мощности выше 400 кВ*А, имеет фазное и линейное напряжение, недостаток - дороговизна из-за увеличения числа витков первичной обмотки. 3) Звезда с треугольником – можно использовать для питания сетей с изолированной нейтралью. Не имеет фазного напряжения, увеличено число витков вторичной обмотки – дорогой. 4) Звезда и зигзаг с нулём – целесообразен для питания низковольтных сетей при мощности его меньше 400 кВ*А, Имеет фазное и линейное напряжение.

36. Автотрансформатор – трансформатор, которого имеется электрическая связь между обмотками и мощность с первичной обмотки во вторичную передается не только по магнитопроводу, но и через электрическую связь. У автотрансформатора обмотка НН является частью обмотки ВН. Обмотка ВН имеет число последовательно соединенных витков и включается непосредственно в сеть, обмотка НН с числом витков замкнута на приемнике энергии. Преимущества: меньше габариты, вес, расход материалов на изготовление и отсюда меньшая стоимость чем у простого трансформатора. Недостаток – имеется опасность появления потенциала ВН на вторичной обмотке.

37. Сварочные трансформаторы – предназначены для дуговой электросварки. Для зажигания дуги достаточно напряжения в 60-80 вольт, а для ее поддержания в устойчивом состоянии достаточно 30 В. У сварочного трансформатора вторичная обмотка имеет большее сопротивление, для этого его обмотки располагаются на разных стержнях. Это приводит к росту индуктивной составляющей сопротивления КЗ трансформатора. Также в цепь вторичной обмотки включается регулируемое индуктивное сопротивление – реактор. Его сопротивление зависит от магнитного потока, который регулируется изменением воздушного зазора. Бывают встроенные и вынесенные реакторы. Из-за того что реактор – индуктивное сопротивление, коэффициент мощности у сварочных трансформаторов низкий.

38. Измерительные трансформаторы служат для расширения диапазона измеряемых величин (тока и напряжения), а также подключения обмоток реле в схемах защиты. Они делятся на трансформаторы напряжения и тока. Особенности: 1) Для напряжения - Обмотки из провода малого сечения, вторичная обмотка всегда заземлена, и имеет стандартное напряжение – 100 В. 2)Для тока - Вторичная всегда замкнута, вторичный ток – стандартен и равен 5А.

39. Принцип действия синхронного генератора. Предварительно ротор раскручивают до частоты вращения магнитного поля статора.При помощи приводного двигателя ротор-индуктор вращается. Магнитное поле находится на роторе и вращается вместе с ним, поэтому скорость вращения ротора равна скорости вращения магнитного поля. При вращении ротора магнитный поток полюсов пересекает статорную обмотку и наводит в ней ЭДС.

40. Принцип действия синхронного двигателя. Оболочка статора синхронного двигателя подключается к сети переменного тока, а оболочка ротора к источнику постоянного тока. В синхронном двигателе момент на валу создается благодаря взаимодействию вращающегося магнитного поля статора и постоянного поля ротора. В отличие от асинхронного двигателя частота вращения ротора в синхронном двигателе не зависит от нагрузки и равна частоте вращения поля статора. Вращение ротора только с синхронной частотой – характерная особенность синхронных двигателей.

41. Для пуска синхронного двигателя в полюсных наконечниках ротора уложена пусковая обмотка, выполненная наподобие короткозамкнутой обмотки ротора асинхронных двигателей. Наличие ее позволяет пускать двигатель как асинхронный. При достижении ротором угловой скорости в его обмотку подает постоянный ток, и двигатель входит в синхронизм.

42. Принцип действия АД: При подаче напряжения на обмотку статора в ней начинает протекать ток, который создает вращающийся магнитный поток (называют синхронной частотой вращения). Если частота вращения поля не равна частоте вращения ротора, магнитные силовые линии пересекают витки обмотки ротора и наводят в них ЭДС. Так как обмотка ротора замкнута, ЭДС создает в ней ток ротора. При взаимодействии этого тока с ВМП статора создается вращающий момент.

43. Устройство трехфазного асинхронного двигателя. Устройство статора. Асинхронный двигатель, как и всякая электрическая машина, состоит из статора и ротора. Статор имеет цилиндрическую форму. Он состоит из корпуса, сердечника и обмотки. Корпус литой, в большинстве случаев стальной или чугунный. Сердечник статора собирается из тонких листов электротехнической стали. Собранные листы стали образуют пакет статора, который запрессовывается в корпус статора. На внутренней поверхности сердечника вырубаются пазы, в которые укладывается обмотка статора. Обмотки статора могут соединяться звездой или треугольником. Корпус статора с торцов закрыт подшипниковыми щитами, в которые запрессованы подшипники вала ротора. Устройство ротора. Ротор асинхронного двигателя состоит из стального вала, на который напрессован сердечник, выполненный, как и сердечник статора, из отдельных листов электротехнической стали с выштампованными в них закрытыми или полузакрытыми пазами. Обмотка ротора бывает двух типов: короткозамкнутая и фазная – соответственно роторы называются короткозамкнутыми и фазными.

44. Большее распространение имеют двигатели с короткозамкнутым ротором, так как они дешевле и проще в изготовлении и в эксплуатации. Токопроводящая часть такого ротора состоит из медных или алюминиевых стержней, замкнутых накоротко с торцов. Как правило, беличья клетка формируется путем заливки пазов ротора расплавленным алюминием. Фазный ротор имеет три обмотки, соединенные в звезду. Выводы обмоток подсоединены к кольцам, закрепленным на валу. К кольцам при пуске прижимаются неподвижные щетки, которые подсоединяются к реостату.

45. Принцип получения вращающегося магнитного поля. В основе работы асинхронных двигателей лежит вращающееся магнитное поле, создаваемое МДС обмоток статора. Принцип получения вращающегося магнитного поля с помощью неподвижной системы проводников заключается в том, что если по системе неподвижных проводников, распределенных в пространстве по окружности, протекают токи, сдвинутые по фазе, то в пространстве создается вращающееся поле. Если система проводников симметрична, а угол сдвига фаз между токами соседних проводников одинаков, то амплитуда индукции вращающегося магнитного поля и скорость постоянны.

46. Рабочие характеристики АД

47. Пуск АД с фазным ротором

48. Пуск АД с к. з. ротором

49. Регулирование частоты вращения: 1) Изменением частоты тока: способ обеспечивает плавное р егулирование скорости. Регулирование выходной частоты и напряжения осуществляется с помощью управления сигналом в ПЧ, изменение которого определяет изменение скорости. На вход ПЧ подается стандартное напряжение сети а с выхода снимается напряжение регулируемой частоты. В качестве ПЧ могут быть использованы электромашинные или полупроводниковые преобразователи частоты. 2) Изменением числа пар полюсов. Частота вращения ротора АД обратно пропорциональна количеству пар полюсов. Регулирование ступенчатое. Способ реализуется при использовании специальных АД: их статорные обмотки состоят из двух частей (полу обмоток) За счет разных схем их соединения может быть изменено кол-во пар полюсов АД, это позволяет изменять скорость вращающегося магнитного поля – регулировать скорость АД. 3) Изменением скольжения – способ применим только для нагруженного двигателя. Изменять скольжение можно - изменением питающего напряжения, несимметрией питания, изменением активного сопротивления обмотки ротора.