kontr_zadan_electroteh

(n1 = 1500 мин-1 выбрана из шкалы возможных значений при f1=50 Гц: 3000, 1500, 1000,750...).

4.Задаваясь значениями скольжения от0 до 1, рассчитаем соответствующие значения М и п2 и внесем в таблицу 5.

Формула для расчета п2 выведена из формулы скольжения.

Таблица 5

5. Строим механическую характеристику (рис. 29) n2.

Рисунок 29

Примечание:

Критическое скольжение можно рассчитать из формулы момента, подставив в нее вместо текущих значений момента и скольжения номинальные значения Мн и SH двигателя.

Задача 6.2

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет следующие номинальные данные:

мощность Р2н = 1 кВт;

частота вращения ротора n2H = 930 мин-1;

40

напряжение U1H = 380/220 В; коэффициент мощности cosφH = 0,75;

КПД ηH = 0,78;

Определить:

1.Каким образом нужно соединить фазы статорной обмотки, если линейное напряжение сети 220 В?

2.Ток, потребляемый из сети, при номинальной мощности.

тогда UФ = UJI = 220 В.

2. В паспорте двигателя указывается полезная мощность Р2Н, поэтому потребляемый ток рассчитывают с учетом КПД:

Пусковой момент:

M П = К П × М Н =1,2 ×10,27 =12,3Нм .

При переключении статорной обмотки в звезду фазное напряжение у двигателя будет:

квадрату напряжения, уменьшится в 3 раза и при пуске составит:

41

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Каким образом получается вращающееся магнитное поле, от чего зависят его скорость и направление вращения?

2.Как устроен и на каком принципе работает трехфазный

асинхронный двигатель?

3.В каком порядке располагают начала и концы ф статорной обмотки на клеммном щитке? Когда обмотку следует соединять звездой и когда треугольником? Как выполняются эти соединения на щитке двигателя?

4.Как рассчитать номинальный ток двигателя, если известны его паспортные данные: Рн = 4,5 кВт; Uн = 380/220 В; ηн = 0,85; cosφН=0,82?

5.Изобразите механическую характеристику асинхронного

7.Как устроен асинхронный двигатель с фазным ротором(с контактными кольцами)? Какими достоинствами он обладает? Изобразите схему включения этого двигателя и механическую характеристику на разных этапах запуска.

8.Какими способами можно уменьшить пусковой ток у двигателя с короткозамкнутым ротором?

9.Какими способами можно регулировать частоту вращения ротора у асинхронных двигателей?

7 СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

асинхронная. Быстроходные и тихоходные синхронные машины имеют разной конструкции роторы. Синхронные генераторы и двигатели нуждаются в постоянном токе и поэтому снабжаются вспомогательными генераторами – возбудителями.

При изучении работы синхронного генератора нужно помнить, что якорем называют ту часть, на которой расположена

42

вращающийся якорь. Большое влияние на рабочий процесс генератора и на его внешнюю характеристику оказывает реакция якоря. Поняв сущность этого явления, можно объяснить, почему при индуктивном характере нагрузки напряжение генератора с

нужно понять, с какой целью генераторы на электростанции включают в общую сеть, а электростанции объединяют в энергосистемы.

При изучении синхронных двигателей следует обратить внимание на способы пуска, а также на форму механической характеристики и возможность регулирования cosφ. Это поможет оценить достоинства и недостатки синхронных двигателей.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Как устроен и на каком принципе работает трехфазны синхронный генератор? Как регулируют ЭДС генератора?

2.Какую форму имеет внешняя характеристика генератора при активной, индуктивной и емкостной нагрузке?

8 МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

43

Изучая вопросы, относящиеся к работе как генератора, так и двигателя, следует обратить внимание на формулы ЭДС и электромагнитного момента якоря:

Е= СЕ ×Ф ×п,

М= КМ ×Ф × I Я ,

44

Такие же схемы возбуждения магнитного по применяются в двигателях. От схемы возбуждения зависит форма механической характеристики двигателя. Зависимость частоты вращения якоря от момента можно выявить путем анализа двух формул:

поток не зависит от тока якоря. Учитывая, что ток якоря

частоты вращения от момента выражается прямой линией с небольшим наклоном. Такую форму механической характеристики называют жесткой.

У двигателя с последовательным возбуждением магнитный поток создается током якоря. Поэтому при увеличении момента и соответствующем росте тока якоря частота вращения будет снижаться не только за счет уменьшения числителя(в формуле п), но в большей степени за счет увеличения в знаменателе магнитного потока. Механическая характеристика имеет форму вогнутой кривой и называется мягкой.

Анализируя формулу п, можно определить возможные способы регулирования частоты вращения якоря у двигателей постоянного тока, а по формуле М сравнить перегрузочные способности у двигателей с параллельным и последовательным возбуждением.

Помимо теории, необходимо изучить схемы включения генераторов и двигателей с различными способами возбуждения магнитного потока, знать порядок пуска в ход, регулирования частоты вращения и способы реверсирования(изменения направления вращения) двигателей.

Задача 8.1

Генератор с параллельным возбуждением(рис. 30) имеет следующие номинальные данные: Рн =18 кВт; UH = 230 В; п н =

45

=2000 мин-1. Сопротивление цепи якоряRя = 0,4 Ом, сопротивление цепи возбужденияRB = 115 Ом, механические и магнитные потери в сумме составляют4% от номинальной мощности генератора.

Рисунок 30

Рассчитать для номинального режима:

ЭДС якоря, КПД генератора, сопротивление нагрузки.

Решение

в цепи якоря DРЯ = I 2 × RЯ = 802 × 0,4 = 2560 Вт;

в цепи возбуждения DРВ = U H × IB = 230 × 2 = 460Вт;

механические и магнитные DРММ = 0,04 ×18 ×103 = 720 Вт;

полные потери мощности в генераторе DР = 3740 Вт.

6.Потребляемая мощность Р1 = РН + DР = 18 + 3,74 = 21,74 кВт.

46

Задача 8.2

Двигатель с параллельным возбуждением(рис. 31) имеет следующие номинальные данные: Рн= 5 кВт; UH = 220В; nн = 500 мин-1; ηн = 0,78. Сопротивление цепи якоряRЯ = 0,8 Ом, сопротивление цепи возбужденияRB = 315Ом, сопротивление пускового реостата RП = 4,2 Ом.

Рассчитать:

Пусковой ток, пусковой момент. Построить механическую характеристику двигателя.

Рисунок 31

47

8. Механическая характеристика представляет прямую линию, которую можно построить по двум точкам. Координаты одной

точки известны:

Мн = 95,5 Нм; nн = 500 мин-1.

Для определения координат второй точки рассчитаем частоту вращения якоря при холостом ходе, когда М = 0 и Iя = 0, используя соотношения:

п= U - I Я× × RЯ .

СЕ Ф

Предварительно рассчитаем знаменатель, подставив номинальные значения nн = 500 мин-1 и Iян = 28,4 А.

СЕ ×Ф = 220 - 28,4×0,8 = 0,395. 500

Частота вращения якоря при М = 0:

220 - 0 п = 0,395 = 557 мин-1.

9. Зная координаты 2-х точек, построим механическую характеристику двигателя (рис. 32).

48

Рисунок 32

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Как устроен и на каком принципе работает генерато постоянного тока? От чего зависит и как регулируют ЭДС генератора?

2. Изобразите схему генератора с параллельным возбуждением и его характеристику холостого хода. Объясните, как происходит самовозбуждение генератора.

3. Изобразите схему генератора со смешанным возбуждением. Поясните назначение последовательной обмотки возбуждения и ее влияние на внешнюю характеристику генератора.

4. Как устроен и на каком принципе работает двигатель постоянного тока? Oт чего зависит электромагнитный момент двигателя? Как можно регулировать скорость вращения якоря?

5. Изобразите схемы включения двигателей: а) с параллельным возбуждением; б) с последовательным возбуждением; в) со смешанным возбуждением.

Опишите последовательность операций, необходимых для пуска

49