Электромеханические преобразователи энергии

Вопросы для самопроверки

1. Назовите основные величины, характеризующие магнитное поле, какова связь между ними?

2. Введите понятие магнитной цепи. Основные законы магнитной цепи, понятие напряженности магнитного поля?

3. Понятие магнитной проницаемости материала?

4. Что такое петля магнитного гистерезиса, ее основные характеристики?

5. Классификация ферромагнитных материалов.

6. Основной закон магнитной цепи, его связь с законом Ома.

7. Методы расчета магнитных цепей постоянного тока.

8. Электромагнитное состояние дросселя, зависимость амплитуды магнитного потока от его параметров.

9. Намагничивающий ток дросселя, влияющие на него параметры.

10. Как получают идеализированный дроссель? Его схема замещения и векторная диаграмма.

11. Какие параметры реального дросселя дополнительно учитывают на его схеме замещения?

12. Объясните устройство и назначение силовых трансформаторов.

13. Что называют коэффициентом трансформации трансформатора?

14. Объясните принцип работы трансформатора.

15. Опыт холостого хода, для чего его проводят, условия проведения?

16. Для чего проводят опыт короткого замыкания, условия проведения?

17. Энергетическое состояние трансформатора в режиме нагрузки.

18. Изобразите схему замещения трансформатора и поясните физический смысл элементов.

19. Какие эксплуатационные параметры трансформатора можно определить по его паспортным данным?

20. Что такое группа соединения обмоток трехфазного трансформатора, для чего ее нужно знать?

21. Как устроено охлаждение трансформаторов и для чего оно нужно?

В разделе необходимо изучить следующие вопросы: электрические машины постоянного тока, способы регулирования скорости их якоря; асинхронные машины; устройство и принцип действия трехфазного асинхронного двигателя; уравнение электрического состояния цепей обмоток статора и ротора; свойство саморегулирования вращающего момента; магнитное поле машины; электромагнитный момент; механические и рабочие характеристики; энергетические диаграммы; паспортные данные; устройство синхронной машины; работа в режиме генератора и двигателя; механическая и угловая характеристики; способы пуска.

Машины постоянного тока классифицируют в зависимости от способа возбуждения. Этим определяются их механические характеристики. Машины могут работать в режиме двигателя и генератора. В режиме генератора механическая энергия подводится от постороннего двигателя и преобразуется в электрическую в обмотке якоря. Основными характеристиками генератора являются характеристика холостого хода, отражающая свойства его магнитной цепи, нагрузочная и регулировочная характеристики. Обратите внимание на условия самовозбуждения генераторов с параллельным возбуждением.

В режиме двигателя электрическая энергия подводится к обмотке якоря и преобразуется в механическую на его валу. Основной характеристикой, раскрывающей свойства двигателя является механическая характеристика, устанавливающая зависимость частоты вращения якоря от момента на валу. Обратите внимание на способы пуска и регулирования скорости двигателей.

Асинхронные двигатели являются наиболее простыми по устройству и обслуживанию, они надежны и дешевы. Благодаря этим преимуществам трехфазные асинхронные двигатели получили широкое распространение.

Принцип действия асинхронного двигателя основан на использовании вращающегося магнитного поля, создаваемого токами, протекающими в обмотках статора. Взаимодействие вращающего магнитного поля с токами, индуктируемыми в короткозамкнутой обмотке ротора этим же полем, создает вращающий момент, направленный в сторону вращения поля. Создание токов в обмотке ротора и, следовательно, передача энергии со статора на ротор возможны только при отставании скорости ротора от скорости магнитного поля, то есть при наличии скольжения, когда происходит пересечение проводников обмотки ротора полем.

Асинхронные двигатели изготавливают с короткозамкнутым или с фазным ротором (с контактными кольцами). Следует хорошо уяснить, почему двигатели с контактными кольцами имеют повышенный пусковой момент и уменьшенный пусковой ток по сравнению с короткозамкнутыми. Необходимо также разобраться, почему у двигателей с короткозамкнутым ротором регулировать скорость вращения можно только ступенями путем переключения числа полюсов в обмотке статора или плавно путем изменения частоты питающего напряжения.

Пусковые токи асинхронных короткозамкнутых двигателей в 4 - 7 раз больше номинального. Обычно короткозамкнутые двигатели пускаются в ход путем прямого включения в сеть.

Синхронные машины широко используют в качестве генераторов на электростанциях. По частоте вращения различают турбогенераторы и гидрогенераторы. Как электрические двигатели синхронные машины применялись сравнительно редко в силу повышенной стоимости и невозможности регулирования скорости. Однако в настоящее время в связи с реализацией частотного регулирования скорости и в силу высокого КПД область их применения расширилась.

У синхронных машин скорость вращения синхронна частоте изменения тока в сети. Однако при изменении нагрузки наблюдаются мгновенные колебания скорости, которые поясняются угловой характеристикой.

Литература: [1, 3].

Дата добавления: 2015-05-07