- •2. Принцип действия и конструкция однофазного и трехфазного тр-ра.
- •3. Конструкция ад. Схема замещения ад.
- •3. Принцип работы ад.
- •2. Эдс, индуцируемые в обмотках статора и ротора.
- •3. Схемы замещения. Векторные диаграммы.
- •3) Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя
- •3. Коэффициент мощности и его зависимость от нагрузки ад.
- •Вопрос 2. Принцип действия машины постоянного тока в генераторном и двигательном режимах. Направление тока, эдс, электромагнитного момента.
- •Вопрос 3. Асинхронный двигатель с двойной «беличьей клеткой». Частотное регулирование частоты вращения ад. Как изменяется при этом механические характеристики.
- •3) Рабочие характеристики асинхронного двигателя
- •3. Устройство синхронных машин
- •1. Комплексная мощность фазы генератора
- •2. Сравнение внешних характеристик гпт при различных способах возбуждения
- •3. Проанализируйте влияние реакции якоря на величину напряжения сг при неизменных эдс и тока статора при активной нагрузке. Изобразить соответствующую векторную диаграмму.
- •1._В чем преимущества трехфазной системы перед однофазной? Трехфазный генератор. Принцип действия. Способы изображения трехфазной симметричной системы эдс
- •2._Сравните выражения для механической, электромагнитной и электрической мощностей в генераторном и двигательном режимах. Чем объясняется разница между ними?
- •3. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя с помощью полюсов переключаемых обмоток. Как изменяются при этом механические характеристики?
3) Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя
За время dt электрическая энергия P1dt, потребляемая асинхронным двигателем из сети, преобразовывается в механическую P2dt. При работе машины неизбежно происходит потеря преобразуемой ею энергии и, следовательно, потребляемая двигателем мощность Р1 будет больше полезной Р2, развиваемой на валу двигателя.
Процесс преобразования энергии и потери, происходящие при работе двигателя, можно иллюстрировать энергетической диаграммой (рис. 22.1). Потребляемая двигателем мощность из сети P1 = m1U1l1 cosφ1 частично расходуется на покрытие потерь в обмотках статора Рm1 =т1I12r1 и в стали сердечника статора Рс1 на гистерезис и вихревые токи. Оставшаяся часть мощности Pэм = P1—Рm1—Рс1, называемая электромагнитной, передается ротору через воздушный зазор вращающимся магнитным полем. Энергия, полученная ротором, преобразуется в механическую и частично расходуется на покрытие потерь в роторе. На диаграмме показано, что электромагнитная мощность, поступающая на ротор, может быть представлена в виде суммы двух мощностей: Рэм=P’2 +Pm2
Так как сердечник ротора при работе двигателя перемагничивается с малой частотой pns/6O=f2=Sf1 то потери в стали ротора будут также малы (на энергетической диаграмме они не показаны).
Не вся энергия, преобразованная машиной в механическую (P’2dt) является полезной энергией P2dt, так как часть ее расходуется на покрытие механических потерь Pмехdt от трения в подшипниках и о воздух вращающихся частей машины. Таким образом, мощность, развиваемая вращающимся ротором, P’2=P2+Pмех энергетической диаграммы следует, что
Pэм-P’2=Pm2 ' (22.1)
Так как мощность может быть представлена произведением момента, развиваемого машиной, на угловую частоту, то (22.1) можно придать следующий вид:
MΩ1-MΩ2=Pm2=m2I22r2, (22.2)
где М~ электромагнитный момент, развиваемый машиной; Ω1, Ω2— угловые частоты вращения поля статора И ротора; т2—число фаз ротора; I2— ток в фазе обмотки вращающегося ротора; r2 — активное сопротивление фазы обмотки ротора.
Выражение (22.2) можно преобразовать к виду , MΩ1-MΩ2= MΩ1(Ω1 - Ω2 ) / Ω1=Pэм*Sоткуда
Pm2=SPэм (22.3)
т. е. потери в меди обмотки ротора определяются произведением скольжения на электромагнитную мощность. Из (22.3) получим
Pэм=Pm2/S=m1I22r2/S (22.4)
или после приведения параметров обмотки ротора к цепи статора
Pэм=m1(I’2)2r’2/S
Максимального значения КПД двигателя достигает при нагрузке, близкой к номннальной. Двигатели малой и средней мощности имеют номинальный КПД в пределах 70...90%, двигатели большей мощности имеют КПД примерно 94...96%.
Билет 5.1. Способы представления син. величин:
1) изображение в прямоугольных координатах: с помощью графического изображения в прямоугольных координатах можно находить опережающую и отстающую син. величины.
2) векторное изображение син. ЭДС, напряжений, токов: рис. 2.11
3) в виде тригонометрических функций: пример: u=Umsin(ωt+ψu).
4)в виде комплексных чисел.
З-ны Кирхгофа в комплексной фазе: 1)Сумма комплексных токов в узле равно нулю:
2)Сумма комплексных ЭДС в контуре равна сумме комплексных падений напряжения в этом контуре:
.
З-н Ома в комплексной форме: и , где коэффициент - комплексное электрическое сопротивление.
2. Режимом короткого замыкания трансформатора называют такой режим, когда выводы вторичной обмотки замкнуты проводом с сопротивлением, равным нулю (Zн = 0). Короткое замыкание трансформатора в условиях эксплуатации создает аварийный режим, так как вторичный ток, а следовательно, и первичный увеличиваются в несколько раз по сравнению с номинальным. Поэтому в цепях с трансформаторами предусматривают защиту, которая при коротком замыкании автоматически отключает трансформатор.
Опыт короткого замыкания. Этот опыт проводят для определения параметров трансформатора. Собирают электрическую цепь, соответствующую схеме (рис. 7.22), в которой вторичная обмотка замкнута накоротко металлической перемычкой или проводником с сопротивлением, близким к нулю. К первичной обмотке подводят такое напряжение, при котором ток в ней равен номинальному значению I1ном.Измеряют напряжение Uк, ток I1ном и активную мощность Рк потребляемой энергии. В режиме короткого замыкания Uк очень мало, поэтому потери мощности в магнитопроводе Рп0 ~ U12 в сотни раз меньше, чем при номинальном напряжении. Таким образом, можно считать, что Рп0 = 0, и измеряемая ваттметром мощность Рпк — это мощность потерь энергии, затрачиваемой на нагрев обмоток трансформатора. Поэтому можно считать, что мощность Рпк соответствует электрическим потерям в обмотках трансформатора. Ее называют электрическими потерями или потерями короткого замыкания.
По данным измерений определяют следующие три параметра трансформатора:
1) напряжение короткого замыкания ик = (Uк/U1ном)*100%;
2) мощность потерь короткого замыкания Рпк при I1=I1ном;
3) полное, активное и индуктивное сопротивления трансформатора: Zk=Uk/I1ном; Rk=Pпк/I21ном; Xk= .
Зная сопротивления Zk, Rk и Хк трансформатора, можно построить треугольник напряжений короткого замыкания (треугольник ОАВ на рис. 7.21), а также определить активную и индуктивную составляющие напряжения короткого замыкания: Uка=Uкcosφк ; Uкр=Uкsinφк .