План основных сетей на строительной площадке

Вывод: В ходе лабораторной работы научились составлять схемы электроснабжения, потребителей и основных сетей, а так же составлять план строительной площадки с потребителями электроэнергии.

Лабораторная работа № 9

Цель работы: Изучить принцип действия выпрямиеля.

Выпрямитель электрического тока- электронная схема, предназначенная для преобразования переменного электрического тока в постоянный (однополярный) электрический ток.

В полупроводниковой аппаратуре выпрямители исполняются на полупроводниковых диодах. В более старой и высоковольтной аппаратуре выпрямители исполняются на электровакуумных приборах – кенотронах. Раньше широко использовались – селеновые выпрямители.

Для начала вспомним, что собой представляет переменный электрический ток. Это гармонический сигнал, меняющий свою амплитуду и полярность по синусоидальному закону.

В переменном электрическом токе можно условно выделить положительные и отрицательные полупериоды. Всё то, что больше нулевого значения относится к положительным полупериодам (положительная полуволна – красным цветом), а всё, что меньше (ниже) нулевого значения – к отрицательным полупериодам (отрицательная полуволна – синим цветом).

Выпрямитель, в зависимости от его конструкции “отсекает”, или “переворачивает” одну из полуволн переменного тока, делая направление тока односторонним. Схемы построения выпрямителей сетевого напряжения можно поделить на однофазные и трёхфазные, однополупериодные и двухполупериодные.

Для удобства мы будем считать, что выпрямительный переменный ток электрический ток поступает с вторичной обмотки трансформатора. Это соответствует истине и потому, что даже электрический ток в домашние розетки квартир домов приходит с трансформаторами понижающей подстанции. Кроме того, поскольку сила тока- величина, напрямую зависящая от нагрузки, то при рассмотрении схем выпрямления мы будем оперировать не понятием силы тока, а понятием – напряжение, амплитуда которого напрямую не зависит от нагрузки

На рисунке изображена схема и временная диаграмма выпрямления переменного тока однофазным однополупериодным выпрямителем.

Из рисунка видно, что диод отсекает отрицательную полуволну. Если мы перевернём диод, поменяв его выводы – анод и катод местами, то на выходе окажется, что отсечена не отрицательная, а положительная полуволна.

Среднее значение напряжения на выходе однополупериодного выпрямителя соответствует значению:

где: π - константа равная 3,14.

Однополупериодные выпрямители используются в качестве выпрямителей сетевого напряжения в схемах, потребляющих слабый ток, а также в качестве выпрямителей импульсных источников питания. Они абсолютно не годятся в качестве выпрямителей сетевого напряжения синусоидальной формы для устройств, потребляющих большой ток.

Наиболее распространёнными являются однофазные двухполупериодные выпрямители. Существуют две схемы таких выпрямителей – мостовая схема и балансная.

Рассмотрим мостовую схему однофазного двухполупериодного выпрямителя и его работу.

Если ток вторичной обмотки трансформатора течёт по направлению от точки «А» к точке «В», то далее от точки «В» ток течёт через диод VD3 (диод VD1 его не пропускает), нагрузку Rн, диод VD2 и возвращается в обмотку трансформатора через точку «А». Когда направление тока вторичной обмотки трансформатора меняется на противоположное, то вышедший из точки «А», ток течёт через диод VD4, нагрузку Rн, диод VD1 и возвращается в обмотку трансформатора через точку «В».

Таким образом, практически отсутствует промежуток времени, когда напряжение на выходе выпрямителя равно нулю. Рассмотрим балансную схему однофазного двухполупериодного выпрямителя.

По своей сути это два однополупериодных выпрямителя, подключенных параллельно в противофазе, при этом начало второй обмотки соединено с концом первой вторичной обмотки. Если в мостовой схеме во время действия обоих полупериодов сетевого напряжения используется одна вторичная обмотка трансформатора, то в балансной схеме две вторичных обмотки (2 и 3) используются поочерёдно.

Среднее значение напряжения на выходе двухполупериодного выпрямителя соответствует значению:

где: π - константа равная 3,14

Представляет интерес сочетание мостовой и балансной схемы выпрямления, в результате которого, получается двухполярный мостовой выпрямитель, у которого один провод является общим для двух выходных напряжений (для первого выходного напряжения, он отрицательный, а для второго - положительный):

Вывод: В ходе лабораторной работы изучили принцип действия выпрямителя.

Лабораторная работа № 10

Трехфазной цепь соединение потребителей треугольником и звездой.

Цель работы: 1.Изучить схемы трехфазной цепи соединении потребителей треугольником и звездой.

2.Установить соотношения между линейными и фазными токами и напряжениями.

Оборудование: провода, токоприемник, резистор.

Ход работы:

Изучение схемы трехфазной цепи при соединении потребителей А) Звездой Б) треугольником

Трехфазную цепь называют несвязанной, если каждая фаза генератора независимо от других соединена двумя проводами со своим токоприемником. На практике почти всегда применяют связанные трехфазные цепи, как более совершенные и экономичные. Существует 2 основных способа соединения фаз генератора и фаз приемников: соединение звездой и треугольником.

А) При соединении фаз генератора звездой все “концы” фазных обмоток X, V, Z соединение в одну общую точку O, называемую нейтральную или нулевой точкой генератора

O

Фазные линейные напряжения изменяются по синусоидальному закону. За положение направления действия линейных напряжений считать то направление когда они действуют: от второй фазы А первой фазы к зажиму B второй фазы, от зажима фазы к зажиму C третий фазы, от зажима C третий фазы зажиму А первой фазы. Эти три условно положительных направления действия линейных напряжений на рисунке показаны стрелки.

Б) соединение треугольником. При соединении треугольником обмотки источника образуется замкнутый контур, притом начало одной обмотки соединяется с концом другой.

A(Z)

B(X)

C(Y)

Такое соединение обмоток возможно, т.к симметрично трехфазной системе сумма Э.Д.С в контуре равна нулю.

Ec Ea

Eв

Линейные провода с одной стороны присоединены к началам обмоток источника, а с другой к приемнику и при такой схеме фазные и линейные напряжения совпадают

U=220V, I=1.73 А, ,

, ,

Вывод: в ходе лабораторной работы мы изучили схемы трехфазной цепи при соединении потребителей треугольником и звездой, определили направление линейного напряжения. Составили схему, при которой фазные и линейные напряжения совпадают. Ток присоединяется треугольником. Напряжение одинаковое, а ток на 1,73 больше, при соединении звездой наоборот.

Лабораторная работа № 11

Работа трехфазного асинхронного двигателя с коротким ротором

Устройство. Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором состоит из корпуса 7, неподвижного статора 6, вращающего ротора и двух подшипниковых щитов 4 с подшипниками качения или скольжения, расположенными в центре щитов (рис. 1). Статор двигателя состоит из сердечника 6 и трехфазной обмотки 8. Корпус изготовляется из чугуна или из алюминиевых сплавов.

Сердечник статора (рис. 2, а) набирается из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,3 или 0,5 мм, изолированных друг от друга покраской лаком для уменьшения потерь на вихревые токи. На внутренней поверхности сердечника имеются открытые пазы для укладки в них трехфазной обмотки, выполненной из изолированного провода. Оси обмоток расположены симметрично под углом 120° друг к другу.

Ротор (рис. 2, б) асинхронного электродвигателя состоит из вала, опирающегося на подшипники, сердечника и обмотки. Сердечник ротора набирается из штампованных листов электротехнической стали. На внешней поверхности сердечника имеются пазы, в которых размещаются медные или алюминиевые стержни обмотки ротора без изоляции. Концы стержней путем сварки или литья под давлением соединяются с кольцами. В результате получается короткозамкнутая обмотка ротора, напоминающая беличье колесо (рис. 3).

Рис. 1 Устройство трехфазного электродвигателя

1 - вал ротора,

2 - крышка подшипника,

3 - подшипник,

4 - подшипниковый щит,

5 - пакет ротора,

6 - сердечник статора,

7 - корпус,

8 - обмотка,

9 - кожух вентилятора,

10 - вентилятор,

11 - коробка выводов

Рис. 2, а Статор асинхронного электродвигателя

1 - сердечник, 2 - скоба, 3 - паз.

Рис. 2, б Ротор короткозамкнутый
Рис. 3 Короткозамкнутая обмотка ротора асинхронного электродвигателя

Каждая обмотка-фаза электродвигателя переменного тока имеет маркировку, приведенную ниже.

по ГОСТ 183-74	По Гост 2.709-89
Фазы	I	II	III	I	II	III
Начала	C1	C2	C3	U1	V1	W1
Концы	C4	C5	C6	U2	V2	W2

Принцип действия

Принцип действия асинхронного электродвигателя основан на взаимодействии индуктированного тока ротора с магнитным потоком статора. При включении обмотки трехфазного двигателя под напряжение источника трехфазного переменного тока внутри расточки статора образуется вращающееся магнитное поле, частота вращения которого равна

n1 = 60fp,

где n1 - частота вращения магнитного поля, об/мин; f - частота тока, Гц; p - число пар магнитных полюсов двигателя.

Силовые линии вращающегося магнитного поля пересекают стержни короткозамкнутой обмотки ротора, и в них индуктируется ЭДС, которая вызывает появление тока и магнитного потока в роторе двигателя.

Взаимодействие магнитного поля статора с магнитным потоком ротора создает механический вращающий момент, под действием которого ротор начинает вращаться. Частота вращения ротора несколько меньше частоты вращения магнитного поля. Поэтому двигатель называется асинхронным.

Величина, характеризующая отставание ротора от магнитного поля в относительных единицах, называется скольжением, подсчитывают ее по формуле

S = (n1−n2)/n1,

где S - скольжение (относительная угловая скорость); n1 - частота вращения магнитного поля, об/мин; n2 - номинальная частота вращения ротора, об/мин.

Для включения двигателя в сеть его статорные обмотки должны быть соединены в "звезду" или "треугольник".Рис. 4 Схемы соединения:

а-треугольник, б- звезда.

Для включения двигателя по схеме «треугольник» нужно начало первой обмотки соединить с концом второй, начало второй обмотки - с концом третьей и начало третьей - с концом первой. Места соединения обмоток подключают к трем фазам сети (рис. 4, а).

Чтобы двигатель включить в сеть по схеме «звезда», нужно все концы обмоток соединить электрически в одну точку, а все начала обмоток присоединить к фазам сети (рис. 4, б).

Схемы включения всегда приводятся на обратной стороне крышки, закрывающей коробку выводов электродвигателя.

Для изменения направления вращения трехфазного асинхронного электродвигателя достаточно поменять местами две любых фазы сети независимо от схемы включения электродвигателя. Для быстрого изменения направления вращения двигателя применяют реверсивные рубильники, пакетные выключатели или реверсивные магнитные пускатели.

Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором наряду с простотой конструкции, высокой надежностью в работе, долговечностью, низкой стоимостью и универсальностью, обладает одним существенным недостатком: при его пуске возникает пусковой ток, значение которого в 5-7 раз больше номинального. Большой пусковой ток, на который электрическая сеть обычно не рассчитана, вызывает значительное снижение напряжения, что, в свою очередь, отрицательно влияет на устойчивую работу соседних электроприемников.

Чтобы уменьшить пусковые токи трехфазных асинхронных короткозамкнутых двигателей больших мощностей, их включают с помощью переключателя схем со "звезды" на "треугольник". При этом сначала обмотки двигателя соединяются по схеме "звезда", потом, после того как ротор двигателя наберет номинальную частоту вращения, его обмотки переключаются в схему "треугольник".

Снижение пускового тока двигателя при переключении его обмоток со звезды на треугольник происходит потому, что вместо предназначенной для данного напряжения сети схемы "треугольник" каждая обмотка двигателя включается на напряжение в √3 раз меньшее, а потребляемый ток снижается в три раза. Снижается также в три раза и мощность, развиваемая электродвигателем при пуске. Поэтому изложенный способ снижения пускового тока можно использовать лишь при нагрузке не более 1/3 номинальной.

На каждом электрическом двигателе должен быть технический паспорт в виде металлической пластинки, укрепленной на его корпусе. В паспорте трехфазного асинхронного электродвигателя приводятся его основные технические данные, тип электродвигателя, заводской номер, соответствие стандартам, номинальные: напряжение, ток, мощность, частота вращения, коэффициент мощности, коэффициент полезного действия, масса и др.

На практике получили распространение трехфазные асинхронные короткозамкнутые электродвигатели серий: А, А2, 4А, АИР и др.

Вывод: На лабораторной работе мы рассмотрели работу трехфазного асинхронного двигателя с коротким ротором.

Дата добавления: 2015-05-06