Генератор с параллельным возбуждением.

Расчётные формулы:

 

Ток отдаваемая генератором в сеть: I = I_Я – I_В

Эдс. генератора: Е= U + I_Я ∙ R_Я.

Мощность отдаваемая сети: Р₂ = U∙I =I² ∙R

Мощность приводного двигателя: Р₁ = Р₂ / η

Мощность потерь в обмотке якоря: Р_Я = I²_Я∙ R_Я

Мощность потерь в обмотке возбуждения: Р_В = U ∙ I_В = I²_В∙ R_В

Суммарные потери: ΣР = Р₁ – Р₂.

Коэффициент полезного действия генератора: η = Р₂ / Р₁ = U∙I / (U∙I+ ΣР)

 

Двигатель с параллельным возбуждением.

 

Расчётные формулы:

Ток двигателя: I = I_Я + I_В

Напряжение двигателя: U = E + I_Я ∙R_Я.

Мощность потребляемая от сети: Р₁ = U∙I

Мощность на валу: Р₂ = Р₁∙η

Момент на валу двигателя: М = 9550∙ Р₂ / n_2.

Коэффициент полезного действия двигателя: η = Р₂ / Р₁ = (U∙I- ΣР) / U∙I

 

Пример 8.1. Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением развивает номинальное напряжение U_Н =220 В. Генератор нагружен на наг- рузку R_Н = 2,2 Ом. Сопротивление обмотки якоря R_Я = 0,2 Ом, обмотки возбуждения R_В =220 Ом. КПД генератора η = 0,87. Определить следующие величины:

1.ток нагрузки; 2. ток якоря; 3. ток возбуждения; 4. эдс генератора;

5.полезную мощность; 6. потребляемую мощность; 7. суммарные потери в генераторе; 8. потери в обмотке якоря; 9. потери в обмотке возбуждения.

 

Решение.Рис.8.1.

1.Ток нагрузки:

 

2.Ток возбуждения:

 

 

3.Ток якоря:

 

I_Я = I – I_В = 100 – 1= 99 А.

 

4.Эдс генератора:

 

Е = U+ I_Я ∙R_Я = 220 + 99∙0,1 = 229,9 В.

 

5.Полезная мощность:

 

Р₂ = U_Н∙I = 220 ∙100 = 22000 Вт = 22 кВт.

 

6.Потребляемая мощность:

 

 

7.Суммарные потери в генераторе:

 

ΣР = Р₁– Р₂ = 25,87 – 22 = 3,87 кВт.

 

8.Потери в обмотке якоря:

 

Р_Я = I_Я²∙R_Я = 99² ∙0,2 = 1960,2 Вт.

9.Потери в обмотке возбуждения:

 

Р_В = U_Н∙I_В = 220∙1 = 220 Вт.

 

Ответ: I = 100А; I_В = 1 А; I_Я = 99 А; Е = 229,9 В; Р₂ = 22 кВт;

Р₁ = 25,87 кВт; ΣР = 3,87 кВт; Р_Я = 1960,2 Вт; Р_В = 220 Вт.

 

Пример 8.2. Рис.8.2.Двигатель постоянного токапараллельного возбуждения работает от сети Uн = 220 В. Частота вращения якоря n₂ = 1450 об/мин. Ток двигателя I = 500 А, противо–эдс якоря Е = 202 В, сопротивление обмотки возбуждения R_В = 44 Ом. Кпд двигателя η = 0,88.

Определить:

1.ток возбуждения; 2. ток якоря; 3. сопротивление обмотки якоря; 4. потреб- ляемую мощность; 5. полезную мощность на валу; 6 Суммарные потери в двигателе; 7. потери в обмотке якоря; 8. потери в обмотке якоря; 9. вращающий момент на валу.

 

Решение. Рис 8.2.

1.Ток возбуждения:

 

 

2.Ток якоря:

 

I_Я = I – I_В = 500 –5 = 495 А.

 

3.Сопротивление обмотки якоря:

 

 

2.Потребляемая мощность от сети:

 

Р₁ = U_Н ∙ I = 220 ∙500 = 110 000 Вт = 110 кВт.

 

3.Полезная мощность на валу:

 

Р₂ = P₁∙ η = 110 ∙ 0,87 = 95,7 кВт.

 

4.Суммарные потери в двигателе:

 

ΣР = Р₁ – Р₂ = 110 – 95,7 = 14,3 кВт.

5.Потери в обмотке возбуждения:

 

P_В = U_Н∙I_В = 220∙5 = 1100 Вт =1,1 кВт.

 

6.Потери в обмотке якоря:

 

Р_Я = I_Я² ∙ R_Я =495² ∙0,016 = 3920,4 Вт = 3,92 кВт.

 

7.Вращающий момент на валу:

 

 

Ответ: I_В = 5 А, I_Я = 495 А, R_Я = 0,016 Ом, Р₁ = 110 кВт, Р₂ = 95,7 кВт,

ΣР = 14,3 кВт, P_В = 1,1 кВт, Р_Я =3,92 кВт, М = 630,7 Нм.

 

Задача 8. (Варианты 1-25) Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением отдает полезную мощность Р₂ при напряжении U_Н Генератор нагружен на нагрузку R_Н. Сопротивление обмотки якоря R_Я, обмотки возбуждения R_В, КПД генератора η. Ток в нагрузке I_Н, ток в цепи якоря I_Я, в обмотке возбуждения I_В. Эдс генератора Е. Генератор приводится во вращение двигателем мощностью Р₁. Потери мощности в цепи якоря Р_Я, в обмотке возбуждения Р_В, суммарные потери мощности ΣР. КПД генератора η. Определить величины указанные прочерками в таблице вариантов. Пояснить причины снижения напряжения на выводах с ростом нагрузки.

Данные выбрать из таблицы 8.1.

 

Задача 8. Варианты 25-50) Двигатель постоянного тока параллельным возбуждением развивает полезную мощность на валу Р₂, потребляя сети ток I при напряжении U_Н. Ток в цепи якоря I_Я, в обмотке возбуждения I_В. Частота вращения якоря n. Двигатель потребляет из сети мощность Р₁. Полезный вращающий момент на валу М. В якоре двигателя наводится противо – эдс Е. Сопротивление обмотки якоря R_Я, обмотки возбуждения R_В, Потери мощности в цепи якоря Р_Я, в обмотке возбуждения Р_В, суммарные потери мощности ΣР, кпд η. Определить величины указанные прочерками в таблице вариантов. Пояснить возбуждение протво- эдс в обмотке якоря.

Данные выбрать из таблицы 8.2.

 

Таблица 8.1

Вар- иант

Р1 кВт

Р2 кВт

ƩР кВт

µ

U B

I A

E B

IА А

IВ А

RА Ом

RВ Ом

PА Вт

PВ Вт

RН Ом

2,55

‒

‒

‒

‒

2,9

‒

‒

‒

‒

‒

‒

4,0

‒

‒

‒

‒

‒

0,05

57,5

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

0,07

19,1

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

0,72

‒

‒

‒

‒

‒

0,006

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

0,082

‒

‒

‒

‒

‒

0,86

‒

‒

‒

‒

7,6

0,084

‒

‒

‒

‒

‒

32,5

‒

‒

‒

‒

0,01

8,5

‒

‒

‒

25,9

‒

2,6

‒

‒

‒

2,3

‒

‒

‒

‒

‒

‒

9,2

‒

0,86

‒

‒

1,44

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

0,89

‒

‒

‒

0,03

39,7

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

0,011

9,6

‒

‒

‒

‒

‒

‒

0,88

119,5

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

7,8

‒

‒

‒

‒

‒

‒

5,6

‒

0,81

‒

‒

‒

27,5

‒

‒

‒

‒

‒

0,87

‒

122,5

‒

‒

‒

0,08

‒

‒

‒

‒

1,8

‒

‒

‒

‒

0,07

18,2

‒

‒

‒

‒

‒

‒

0,88

69,6

‒

‒

1,53

0,128

‒

‒

‒

‒

‒

‒

0,88

‒

‒

‒

‒

38,33

‒

‒

‒

‒

‒

0,90

‒

‒

‒

7,8

0,02

‒

‒

‒

‒

‒

5,5

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

4,5

3,6

‒

‒

‒

‒

‒

0,25

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

0,79

17,4

‒

‒

‒

14,4

‒

‒

‒

55,5

‒

‒

‒

‒

‒

0,04

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

0,84

‒

3,76

‒

‒

‒

‒

‒

 

Таблица 8.2

Вар- иант

Р1 кВт

Р2 кВт

ƩР кВт

µ

U B

I A

E B

IА А

IВ А

RА Ом

RВ Ом

PА Вт

PВ Вт

n об/мин

M Нм

‒

‒

‒

‒

‒

‒

45,8

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

0,2

‒

‒

‒

‒

‒

‒

0,8

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

1,5

0,3

‒

‒

‒

6,4

‒

0,72

‒

‒

‒

‒

9,15

‒

‒

0,82

‒

‒

0,6

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

0,87

18,8

‒

‒

‒

0,32

‒

‒

‒

‒

7,7

‒

0,83

‒

‒

‒

0,8

0,44

‒

‒

‒

‒

12,5

‒

‒

‒

‒

1,1

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

0,82

‒

‒

0,13

‒

‒

‒

‒

‒

‒

0,90

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

0,86

‒

‒

‒

‒

0,07

45,8

‒

‒

‒

5,62

‒

‒

0,80

‒

‒

‒

‒

0,41

‒

‒

‒

‒

2,3

‒

‒

‒

‒

1,91

0,19

‒

‒

‒

‒

70,5

‒

‒

0,82

‒

33,3

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

0,90

‒

‒

‒

5,0

0,05

‒

‒

‒

‒

5,3

4,3

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

12,5

‒

1,5

‒

56,8

‒

‒

1,1

0,18

‒

‒

‒

‒

‒

11,5

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

0,80

‒

‒

‒

1,5

0,32

36,8

‒

‒

‒

‒

‒

0,84

‒

‒

‒

0,01

‒

‒

‒

‒

5,37

‒

1,07

‒

‒

‒

‒

‒

0,45

‒

‒

‒

‒

‒

‒

0,86

‒

‒

‒

‒

0,58

‒

‒

‒

37,7

6,25

‒

‒

0,80

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

127,5

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

Контрольная работа №3

Электроника

 

Задача 9. Ответьте на вопрос своего варианта.

 

1. Опишите собственную проводимость полупроводника на примере кремния.

2. Объясните физический смысл электронной проводимости полупроводников.

3. Объясните физический смысл дырочной проводимости полупроводников.

4. Объясните принцип работы фоторезистора.

5. Объясните принцип работы терморезистора.

6. Объясните физический смысл электронно-дырочного перехода полупроводников.

7. Объясните включение р-n перехода в прямом направлении.

8. Объясните включение р-n перехода в обратном направлении.

9. Объясните устройство точечного диода и его вольт- амперную характеристику.

10. Объясните устройство плоскостного диода и его вольт- амперную характеристику.

11. Объясните принцип работы стабилитрона, начертите схему включения.

12. Объясните устройство биполярного транзистора, назначение электродов.

13. Начертите схему включения транзистора с общим эмиттером и входные и выходные характеристики.

14. Объясните методику определения коэффициента усиления по току транзистора включенного с общим эмиттером.

15. Начертите схему включения транзистора с общей базой и входные и выходные характеристики.

16. Объясните устройство и принцип работы полевого транзистора.

17. Опишите работу транзистора в предварительном усилительном каскаде.

18. Объясните выбор рабочей точки и усиление по входным и выходным характеристикам для схемы с общим эмиттером.

19. Опишите работу транзистора в режиме усиления мощности.

20. Объясните назначение элементов схемы предварительного усилительного каскада.

21. Объясните, как выполняется температурная стабилизация режима работы транзистора в усилительном каскаде.

22. Объясните назначение и принцип действия обратной связи в усилителе.

23. Начертите схему резонансного усилителя и объясните и принцип работы.

24. Начертите схему импульсного усилителя и объясните и принцип работы.

25. Начертите схему усилителя с резистивно-ёмкостной связью и объясните достоинства и недостатки.

26. Начертите схему усилителя с индуктивно-ёмкостной связью и объясните достоинства и недостатки.

27. Объясните принцип работы усилителя тока.

28. Приведите классификацию и типы электронных усилителей

29. Объясните устройство и принцип работы динистора.

30. Объясните устройство и принцип работы тиристора.

31. Объясните устройство и принцип работы фотоэлемента в режиме генератора.

32. Объясните устройство и принцип работы фотоэлемента в преобразовательном режиме.

33. Объясните устройство и принцип работы фототранзистора.

34. Приведите краткую классификацию интегральных микросхем.

35. Начертите блок-схему выпрямителя и объясните назначение каждого блока.

36. Объясните принцип работы однополупериодного выпрямителя.

37. Объясните принцип работы двухполупериодного (двухтактного) выпрямителя.

38. Объясните принцип работы двухполупериодного (мостового) выпрямителя.

39. Объясните принцип работы трёхфазного выпрямителя.

40. Начертите схему фильтра для сглаживания пульсаций и объясните принцип действия.

41. Объясните методику выполнения расчёта выпрямителя.

42. Начертите схему генератора LC и объясните принцип работы.

43. Начертите схему генератора RC и объясните принцип работы.

44. Начертите схему генератора пилообразного напряжения на неоновой лампе и объясните принцип работы.

45. Начертите схему генератора пилообразного напряжения на транзисторе и объясните принцип работы.

46. Объясните принцип работы мультивибратора.

47. Начертите логическую схему «И» на полупроводниковых элементах и объясните принцип действия.

48. Начертите логическую схему «ИЛИ» на полупроводниковых элементах и объясните принцип действия.

49. Начертите логическую схему «НЕ» на полупроводниковых элементах и объясните принцип действия.

50. Приведите схемное изображение логических элементов «И», «ИЛИ», «НЕ». Составьте таблицы истинности.

 

Выпрямители.

Перед решением задачи изучите по Л1. §14.1-.4, Л2. §14.1-3, Л3. §18.1-5.