Вопрос 1 Четырёхполюсники: определение, классификация, система уравнений в a-форме: физический смысл и размерности коэффициентов уравнений в a-форме

Четырехполюсником (ЧП) называют участок электрической цепи, соединяющийся с остальной частью цепи с помощью двух пар внешних выводов-зажимов (полюсов).

При прямой передаче источник энергии E_u подключают к входной паре 1 и 1' зажимов, а к выходной 2 и 2' - нагрузку Z_н (рис. 3.87, a ). При обратной передаче (рис. 3.87, б) источник E_u подключают к зажимам 2 и 2' , а нагрузку Z_н - к зажимам 1 и 1' . Положительные направления токов и напряжений при прямой и обратной передачах энергии показаны на рис. 3.87.

В соответствии с рассмотренной в теме 2 классификацией цепей четырёхполюсники делятся:

     - на пассивные и активные. Пассивные ЧП не содержат идеализированных активных элементов, активные включают в себя неуправляемые и управляемые источники энергии. Примером активного четырёхполюсника может быть каскад радиопередатчика или радиоприёмника, а пассивного - кабельная линия связи;

     - на взаимные и невзаимные. Линейные ЧП, составленные только из идеализированных пассивных элементов R, L и С, являются взаимными, а ЧП, содержащие идеализированные управляемые источники, как правило, являются невзаимными;

     - на симметричные и несимметричные. К симметричным относят четырёхполюсники, у которых с помощью внешних измерений невозможно установить различие между входными 1 и 1' и выходными 2 и 2' зажимами. ЧП, не обладающие такими свойствами, являются несимметричными.

Рассмотрим физический смысл коэффициентов A, B, C и D уравнений (3.127') А -формы:           U₁ = A U₂ + B I₂;           I₁ = C U₂ + D I₂,

воспользовавшись их упрощением при предельных режимах работы четырёхполюсника (рис. 3.88):

а) при холостом ходе (ХХ) на выходе (ток I2 = 0):

A = U_1x / U_2x - коэффициент передачи ЧП по напряжению от зажимов 1 и 1' к зажимам 2 и 2' в режиме ХХ;

C = I_1x / U_2x [См] - передаточная проводимость ЧП в режиме ХХ на зажимах 2 и 2';

б) при коротком замыкании (КЗ) на выходе (напряжение U2 = 0):

B = U_1к / I_2к [Ом] - передаточное сопротивление ЧП при КЗ на зажимах 2 и 2': D = I_1к / I_2к - коэффициент передачи ЧП по току от зажимов 1 и 1' к зажимам 2 и 2' в режиме КЗ.

Итак, для определения коэффициентов уравнений А-формы необходимо знать комплексные величины как на входе (U₁ и I₁), так и на выходе (U₂ и I₂) четырехполюсника.

ВОПРОС 2 Изложите методику расчёта (нахождение магнитного потока) одноконтурной магнитной цепи постоянного тока с одной надетой на магнитопровод катушкой и с зазором в нём, если известна МДС обмотки, магнитные свойства и геометрические размеры однородного магнитопровода

Заданы геометрические размеры магнитной цепи (lM, d, S1, рис. 6,15, а) и магнитные свойства отдельных её участков - кривые намагничивания В(Н) (рис. 6.15, б), например, все они изготовлены из электротехнической стали 1411. Нужно определить магнитодвижущую силу (МДС) F обмотки, необходимую для создания магнитного потока Ф в зазоре.

Примем S1 ≈ S2 и определим магнитную индукцию на участках цепи:

     B1 = Ф / S1; Bd = Ф / Sd; B1 = Bd.

Напряжённость магнитного поля на участке lM найдем по кривой намагничивания; например, для стали 1411 при B1 = 1,4 Тл, H1 ≈ 1200 А/м (рис. 6.15, б); для воздушного зазора напряжённость

Hδ ≈ 8*105Bδ

(6.13)

Согласно закону полного тока МДС обмотки с числом витков w:

      F = H₁l_M + H_δδ = wI.

Выбрав значение тока I, определяют число витков w катушки, или, наоборот, выбрав число витков w катушки, находят значение тока I.

Для приближенных расчётов принимают магнитную индукцию B ≈ 1,2…1,3 Тл и диаметр стержня d ≈ 0,05м, где S - мощность устройства в кВ*А

Билет 15

1. Изложите методику расчёта электрической цепи при последовательно-параллельном (смешанном) соединении ветвей. Продемонстрировать расчёт при включении конденсатора в последовательную ветвь, а в две параллельно соединенные ветви - соответственно резистора и индуктивной катушки.

Электрические схемы, имеющие сочетание последовательного и параллельного соединений участков цепи (смешанное соединение),

могут быть преобразованы в более простые эквивалентные схемы путём замены параллельных ветвей одной ветвью, и соответственно последовательно соединённых участков цепи – одним участком. Так, например, для схемы рис. 2.23, а вначале нужно найти эквивалентное сопротивление параллельного участка 2 и 3 с тремя параллельно включенными резисторами (рис. 2.23, б),

,

(2.6)

а затем сложить его с сопротивлением R1 последовательной ветви (рис. 2.23, в):

     RЭ = R1-4 = R1 + R2-4.

X_L = 2πfl; X_C = 1/(2πfС)

Z₁ = -jX_c

Z₂ = R

Z₃ = jX_L

Z_1-3 = Z₁ + (Z₂Z₃)/(Z₂+Z₃)

I = U/Z_1-3

Правило делителя тока:

.(да, в числителе 3)

I₃ = I – I₂

2. Условия самовозбуждения генератора постоянного тока параллельного возбуждения (ГПТ). Характеристики холостого хода, внешняя и регулировочная ГПТ.

Для возбуждения ГПТ с самовозбуждением необходимо: наличие остаточного магнитного потока Фво полюсов машины, согласное включение обмотки возбуждения (ОВ) с остаточным магнитным потоком Фво, а также иметь сопротивления цепи возбуждения, меньшее т.н. критического сопротивления Rв.кр, т. е. Rв < Rв.кр.

Рассмотрим процесс самовозбуждения ГПТ параллельного возбуждения (рис. 9.4, a). В режиме холостого хода  (Eя = f(Iв)) ток во внешней цепи I = 0, а в обмотке возбуждения и в обмотке якоря протекает небольшой ток, обусловленный остаточной ЭДС якоря Еяо (рис. 9.4, б). Если ОВ подключена к цепи якоря таким образом, что создаваемый её МДС магнитный поток совпадает по направлению с остаточным магнитным потоком, то ЭДС якоря (соответственно магнитный поток Фв и ток Iв обмотки возбуждения) будет возрастать. Процесс самовозбуждения генератора заканчивается, когда падение напряжения в ОВ становится равным ЭДС якоря, т. е. Ея = RвIв (точка А ,рис. 9.4, б). Если увеличивать сопротивление цепи ОВ (посредством реостата Rр, см. рис. 9.4, a), то точка А пересечения прямой RвIв с характеристикой Eя = f(Iв) сместится влево (рис. 9.4, б). При достижении значения сопротивления Rвкр цепи возбуждения, называемого критическим, напряжение U на зажимах генератора будет неустойчивым, практически не превышающим ЭДС Еяо. Поэтому сопротивление цепи возбуждения Rв генератора должно быть меньше критического значения Rвкр

Генераторы последовательного возбуждения не нашли широкого применения из-за непостоянства выходного напряжения, поэтому их характеристики не рассматриваются.

Характеристика холостого хода – рис. в) (фиолетовая),

Внешняя характеристика – рис. в),

Регулировочная – рис. г).

Билет 16

1. Расчёт цепи постоянного тока с последовательным соединением нелинейного и линейного элементов (расчётно-графический метод)

Графический метод применяют главным образом к цепям при последовательном, параллельном или смешанном соединении нескольких нелинейных резистивных элементов с одним источником переменного сигнала. Преобразование характеристик выполняют суммированием абсцисс или ординат графиков вольт-амперных характеристик (ВАХ) последовательно или параллельно соединённых элементов.

Существенное преимущество графического метода состоит в том, что ВАХ элементов могут иметь сложную форму (в т. ч. и падающие участки), что затрудняет их аппроксимацию аналитическими функциями

.

В цепи с одним НЭ, ток в последнем можно определить посредством метода эквивалентного генератора. Для этого выделяют ветвь с НЭ и изображают всю остальную часть цепи в виде активного линейного двухполюсника, который заменяют эквивалентным источником напряжения с параметрами EЭГ и Rвт (рис. 2.88) (или заменяют эквивалентным источником тока с параметрами JЭГ и Gвт).

2. Методы регулирования частоты вращения вала асинхронных двигателей с КЗ- и с фазными роторами

(тут вообще по-хорошему надо вставить про пуск асинхронных двигателей, так что отдельно прочтите)

Степень отставания частоты вращения ротора n2 от частоты вращения магнитного поля n1 статора оценивается скольжением S:

(или в процентах ).

Частота вращения ротора выражается через скольжение, т. е.

.

(8.3)

Отсюда следует, что регулировать частоту вращения ротора можно изменением частоты ƒ1, числа пар полюсов p и скольжения S.

два принципиально возможных способа регулирования частоты вращения ротора: изменением частоты f1 напряжения трёхфазной сети (частотное регулирование) и числа пар полюсов р (полюсное регулирование). В последнем случае двигатели называют многоскоростными.

При регулировании частоты вращения n2 АД с короткозамкнутым ротором посредством изменения частоты ƒ1 используют дорогостоящие тиристорные преобразователи частоты напряжения сети.

Для изменения числа пар полюсов каждую фазу обмотки статора разделяют на 2…4 части, которые переключают с последовательного соединения на параллельное. Такое переключение даёт возможность получить ступенчатое изменение частоты вращения АД.

Реверсирование (изменение направление вращения ротора) трёхфазных АД осуществляют путём изменения чередования фаз, для чего переключают два провода, подводящие ток из сети, к двум любым фазам обмотки статора.

Билет 17

1. Нарисовать неразветвленную однородную магнитную цепь с катушкой на ферромагнитном сердечнике. Записать для неё закон полного тока и закон Ома (для магнитной цепи).

Закон полного тока устанавливает связь между магнитодвижущей силой обмоток контура и напряженностью магнитного поля вдоль этого контура: линейный интеграл вектора напряжённости магнитного поля вдоль замкнутого контура равен полному току, заключенному в этом контуре:

где - магнитодвижущая сила (МДС) в амперах [А]; - полный ток (алгебраическая сумма токов) в контуре (ток Ik берут со знаком "плюс", если его направление и направление обхода контура при интегрировании связаны правилом правоходового винта, и наоборот); w - число токов, пересекающих контур.

Запишем закон полного тока для однородной магнитной цепи (рис. 6.12) с параметрами: lM - средняя длина магнитной силовой линии (м. с. л.), м; S₁ – площадь сечения ферромагнитного сердечника, м2; I - постоянный ток в катушке с числом витков w и найдем магнитный поток Ф в сердечнике (потоками рассеяния пренебрегаем):

где Hср = Вср/ma и Вср = Ф/S₁ - средние напряжённость и индукция магнитного поля в сердечнике.

Откуда получим выражение или

Ф = F/RM, названное законом Ома для однородной магнитной цепи (по аналогии с законом Ома для электрической цепи: I = E / R), где F = wI [А] - МДС катушки; - магнитное сопротивление цепи, 1/Гн.

2. Принципиальные электрические схемы шунтового, сериесного и компаундного двигателей постоянного тока. Построить их механические характеристики п(М) на одном рисунке для сравнения.

Шунтовый – параллельное возбуждение, сериесный – последовательное возбуждение, компаундное – смешанное (сериесно-шунтовое) возбужение. Есть ещё независимое.

Шунтовый:

Сериесный:

Компаундный:

По заданию – рис.9.9 б), где 1 – смешанный, 2 – последовательный, 3 – параллельный

Билет 18

1. Переходные процессы в цепи RL. Первый закон коммутации. Постоянная времени. Графики изменения тока и напряжения от времени.

Переходным (динамическим) называют процесс перехода электрической цепи из одного установившегося (стационарного) режима к другому.

Причиной переходного процесса является невозможность мгновенного изменения энергии W, накапливаемой или накопленной в магнитном и электрическом полях элементов L и C; энергия W изменяется плавно, обуславливая такое же плавное изменение тока iL в индуктивной катушке и изменение напряжения U_c на конденсаторе, что обуславливает плавное изменение напряжений (токов) на других ветвях цепи.

Первое правило коммутации (1ПК) свойственно ветви с индуктивной катушкой L:

ток , протекающий через индуктивную катушку, в момент коммутации не может измениться скачком, т. к. накопленная или накапливаемая энергия магнитного поля катушки, равная , не может изменяться скачкообразно.

Ток iL в первое мгновение после коммутации сохраняет такое же значение, какое было непосредственно перед коммутацией:

iL(0+) = iL(0-)

где t = 0- - мгновение до коммутации; t = 0+ - мгновение после коммутации (рис. 4.4). Напряжение uL на индуктивной катушке может изменяться скачком.

2. Потери энергии в трансформаторе. КПД трансформатора. Коэффициент трансформации.

Потери на нагрев меди (обмоток) и на сталь (сердечник) – на его нагрев и перемагничивание

В трансформаторе с ферромагнитным сердечником передача энер­гии от первичной обмотки во вторичную цепь (в нагрузку) происходит без больших потерь, с высоким КПД, равным

η = P2/P1 ≈ 0.97...0.995.

Отношение мгновенных или действующих ЭДС обмоток называют коэффициентом трансформации трансформатора

В трансформаторе с ненасыщенным ферромагнитным сердечником уровни напряжения и тока во вторичной обмотке будут другими по срав­нению с электрическими величинами в первичной обмотке. Например, при w2 < w1, напряжение во вторичной обмотке U2 меньше в n раз напряжения U1, а ток в ней соответственно возрастает приблизительно в n раз:

, U1I1 ≈ U2I2.

Билет 19

1. Переходные процессы в последовательной RС-цепи. Второй закон коммутации. Постоянная времени. Графики изменения тока и напряжений от времени.

Переходным (динамическим) называют процесс перехода электрической цепи из одного установившегося (стационарного) режима к другому.

Причиной переходного процесса является невозможность мгновенного изменения энергии W, накапливаемой или накопленной в магнитном и электрическом полях элементов L и C; энергия W изменяется плавно, обуславливая такое же плавное изменение тока iL в индуктивной катушке и изменение напряжения U_c на конденсаторе, что обуславливает плавное изменение напряжений (токов) на других ветвях цепи.

Второе правило коммутации (2ПК) свойственно ветви с конденсатором С: Напряжение на конденсаторе в момент коммутации не может измениться скачком, т. к. накопленная или накапливаемая энергия электрического поля конденсатора, равная , не может изменяться скачкообразно. Напряжение uC конденсатора в первое мгновение после коммутации сохраняет такое же значение, какое было непосредственно до коммутации:

uC(0+) = uC(0-)

Ток iC в ветви с конденсатором может изменяться скачком.

(только вместо i – u, а вместо L – C)

2. Магнитная цепь с переменной МДС (катушка со сталью). Способы уменьшения потерь энергии на гистерезис и вихревые токи.

МДС – магнито-движущая сила.

Наиболее простой пример магнитной цепи переменного тока – это катушка со стальным сердечником (катушка со сталью).

При подключении катушки с числом витков w, размещённой на ферромагнитном магнитопроводе (рис. 6.29, а), к источнику переменного напряжения u в ней протекает ток i, а МДС F = wi катушки возбуждает магнитный поток, который удобно представить в виде двух составляющих:

а) основного потока Ф, замыкающегося по ферромагнитному сердечнику и нелинейно зависимого от тока i (рис. 6.29, б), т. к.

      , где m = f(Ф);

б) магнитного потока рассеяния ФР, замыкающегося в основном по воздуху вокруг витков w катушки и пропорционального току i, т. к.

      ,

где lРM и SР - средняя длина м. c. л. и сечение магнитного потока рассеяния соответственно .

Обычно поток ФР составляет всего несколько процентов от потока Ф. Однако могут быть и такие режимы, в которых поток ФР оказывается соизмеримым с потоком Ф. Такие режимы имеют место, если магнитопровод работает при большом насыщении или когда в магнитопроводе имеется относительно большой воздушный зазор.

Магнитный поток Ф(t) наводит ЭДС индукции не только в обмотке, но и в ферромагнитном сердечнике, а т. к. последний обычно электропроводен, то в нём возникают токи (рис. 6.34, а), называемые вихревыми или токами Фуко, и соответственно потери мощности , где sвх - коэффициент в Вт/кг, приводимый в справочниках; Bm - максимальная магнитная индукция в Тл, G - масса стали в кг. Вихревые токи бесполезно нагревают стальной сердечник (если не принять мер) до высоких температур.

Чтобы уменьшить потери от вихревых токов, стальные сердечники устройств, работающие при переменном токе частотой 50 Гц, изготавливают из пластин толщиной 0,35…0,5 мм, изолированных друг от друга (в результате чего эти токи замыкаются в каждой пластине (рис. 6.34, б)), а также для его изготовления используют специальные (электротехнические) стали с высоким электрическим сопротивлением. Изоляция пластин осуществляется с помощью лаков, реже – бумаги.

В измерительных устройствах и при более высоких частотах применяется более тонкая листовая электротехническая сталь, а также магнитодиэлектрики и ферриты.

- Кроме этого при перемагничивании сердечника имеют место потери мощности Pг = на гистерезис. Для уменьшения потерь Pг от явления гистерезиса в электромагнитных устройствах переменного тока используют сталь с узкой петлёй гистерезиса.

Суммарные активные потери в сердечнике называют магнитными потерями в стали и определяют по формуле

.

Билет 20

1. Анализ сложной цепи постоянного тока методом контурных токов. Баланс мощностей. Построение потенциальной диаграммы.

При расчете сложных цепей методом законов Кирхгофа необходимо составить и решить систему алгебраических B-уравнений, где В - число ветвей. Чтобы понизить порядок системы уравнений в методе контурных токов (МКТ) вместо токов ветвей определяются на основании 2ЗК т. н. контурные токи, замыкающиеся в контурах. Контурный ток - условно расчетный ток, имеющий одинаковое значение на всех участках рассматриваемого контура-ячейки схемы цепи. Составив и решив систему уравнений относительно контурных токов, осуществляют переход от контурных токов к токам ветвей на основании простейших соотношений.

Необходимое для расчета цепи число уравнений по МКТ равно числу независимых контуров, т. е.

      N_МКТ = B - (У - 1) = k_н.

Если схема содержит источники тока, то число независимых уравнений уменьшится на число n ветвей с источниками тока:

     N_МКТ = B - (У - 1) - n,

т. к. контурный ток ячейки с ИТ известен и равен току источника тока.

типа вот это

Баланс мощностей – это выражение закона сохранения энергии, в электрической цепи. Определение баланса мощностей звучит так: сумма мощностей потребляемых приемниками, равна сумме мощностей отдаваемых источниками. или

Построение потенциальной диаграммы - ???? Гуглить короче хуй знает блять что это

Графической иллюстрацией второго закона Кирхгофа является потенциальная диаграмма - график изменения электрического потенциала вдоль контура с резисторами и источниками напряжения, т. е. .

Для любого контура схемы цепи получают замкнутую потенциальную диаграмму: начав обход контура с выбранной точки, например, с нулевым потенциалом, должны придти к исходному потенциалу.

2. Анализ работы нагруженного трансформатора. Схема замещения трансформатора. КПД трансформатора.

Честно говоря, хз, что такое анализ работы, так что мб это опыты КЗ и ХХ:

Параметры R1, X1, R2, X2, R0, X0 схемы замещения определяют из опытов холостого хода (ХХ) и короткого замыкания (КЗ) трансформатора, проводимых по стандартной методике с использованием трех измерительных приборов: вольтметра, амперметра и из­мерителя разности фаз (или ваттметра).

При проведении опыта ХХ вторичная цепь разомкнута, а в первичной цепи, к которой подводится номинальное напряжение U1х = U1н, протекает ток ХХ I0.

Параметры R0 и Х0 намагничивающей ветви (ветви ХХ) трансформатора определяют по формулам:

Z0 = U1н / I0; R0 = Z0cos φ0;      X0 = Z0sin φ0.

Если в первичную цепь включен ваттметр, то, пренебрегая потерями мощности в первичной обмотке R1I02, считают, что показание ваттметра равно потерям в стали ΔP0 ≈ ΔPcm, а значения сопротивлений элементов находят по формулам:

.

Используя результаты измерений, рассчитывают коэффициент мощности cos φ0 трансформатора при ХХ и значение угла магнитного запаздывания δ:       cos φ0 ≈ ΔР0/U1нI0 -> φ0; δ ≈ 90° - φ0.

При опыте КЗ вторичную обмотку замыкают накоротко, а к первичной подводят пониженное напряжение U1к = (0,05...0,1) U1н, при котором токи в обмотках равны номинальным токам, т. е. I1 = I1к = I1н и I2 = I2к = I2н.

При этом показание ваттметра приближенно равно активным потерям в обмотках (потерям в меди)      . Откуда

     

На рис. 7.3 представлена полная электрическая схема замещения трансформатора с элементами: R1 и X1 - активное и индуктивное сопротивления первичной обмотки; R'2 и X'2 - приведённые к числу витков первичной обмотки активное и реактивное сопротивления вторичной обмотки; Rсm = R0 - активное сопротивление, соответствующее магнитным потерями в стали; Xсm = X0 - индуктивное сопротивление, обусловленное основным магнитным потоком Ф.

В трансформаторе с ферромагнитным сердечником передача энер­гии от первичной обмотки во вторичную цепь (в нагрузку) происходит с высоким КПД, равным

η = P2/P1 ≈ 0.97...0.995.

Билет 21

1. Резонанс напряжений (РН) и его особенности: схема соединения элементов R, L и С. Условие возникновения РН. Значения сопротивлений и тока в цепи при резонансе. Резонансная частота и добротность контура.

Под резонансом понимают такой режим работы электрической цепи, содержащей индуктивные и ёмкостные элементы, при котором её входное сопротивление имеет чисто активный характер, и, следовательно, сдвиг фаз между напряжением и током на входе равен нулю (φ = 0). Разнородные реактивные сопротивления (проводимости) цепи полностью компенсируют друг друга. Реактивная мощность Q цепи при этом равна нулю.

Резонанс напряжений (РН) возникает в цепи, содержащей индуктивную катушку L и конденсатор C, включенные последовательно с источником энергии е (рис. 3.72) . В схему замещения цепи включен также элемент R, учитывающий все виды потерь в катушке, конденсаторе и внутреннее сопротивление источника энергии.

При резонансе ток i в цепи должен совпадать по фазе с напряжением . Это возможно, если входное сопротивление Z = R + j(X_L - X_C) будет чисто резистивным.

Условием наступления РН в схеме (рис. 3.72) является равенство нулю реактивного сопротивления на входе цепи, т. е.

X = XL - XC = 0 (или XL = XC) Резонансная цепь (последовательный колебательный контур) характеризуется следующими параметрами: резонансная частота, характеристическое сопротивление, добротность. Угловая резонансная частота контура:       . Тогда циклическая резонансная частота:      .

Характеристическое (волновое) сопротивление ρ последовательного контура равно его индуктивному или ёмкостному сопротивлению при резонансе:

или    .   Добротность Q контура - это отношение характеристического сопротивления ρ контура к резистивному R при резонансе, т. е.       Ток в цепи при РН имеет максимальное значение, для идеального контура ( R 0) ток .

2. Назначение, устройство и принцип действия генераторов постоянного тока (ГПТ). Схемы соединения обмоток возбуждения.

Генератор преобразует механическую энергию первичного двигателя в электрическую энергию.

Основными частями МПТ (рис. 9.1) являются статор и якорь, отдалённые друг от друга воздушным зазором (0,3…0,5 мм).

Статор - это стальной цилиндр 1, внутри которого крепятся главные полюса 2 с полюсными наконечниками 3, образуя вместе с корпусом магнитопровод машины. На главных полюсах расположены последовательно соединённые катушки обмотки возбуждения 4, предназначенные для создания неподвижного магнитного потока Фв машины.

Якорь (подвижная часть машины - ротор) - это цилиндр 5, набранный из листов электротехнической стали, снаружи которого имеются пазы, в которые уложена якорная обмотка 11. Отводы обмотки якоря (ОЯ) припаивают к пластинам коллектора 6, расположенного на вращающемся в подшипниках валу 7. Коллектор представляет собой цилиндр, набранный из медных пластин, изолированных друг от друга и от вала и закреплённых (по технологии "ласточкина хвоста") на стальной втулке. Коллектор играет роль механического выпрямителя переменной ЭДС, индуктируемой в обмотке якоря. К коллектору с помощью пружин прижимаются неподвижные медно-графитовые щётки 8, соединённые с клеммами Я1 и Я2 щитка

Принцип работы ГПТ основан на явлении электромагнитной индукции. Если посредством первичного двигателя привести якорь машины во вращение с постоянной угловой частотой w и подать постоянное напряжение в обмотку возбуждения статора (рис. 9.1, а), то в каждом стержне обмотки якоря будет наводиться ЭДС

Часть машины, в которой индуктируется ЭДС, принято называть якорем, а часть машины, создающей основное магнитное поле (магнитный поток) – индуктором. В машинах постоянного тока якорем является ротор, а индуктором – статор. В зависимости от того, как обмотка возбуждения включена относительно сети и якоря, различают МПТ независимого возбуждения (ОВ к якорю не подключена)(а) и МПТ с самовозбуждением, которое подразделяется на параллельное(б), последовательное(в) и смешанное(г):

БИЛЕТ 22

1. Методика расчёта тока и мощностей в последовательной RC-цепи комплексным методом. Построить векторную диаграмму тока и напряжений.

Расчет цепи методом комплексных чисел

Запишем в комплексном виде сопротивление каждого элемента и всей цепи

R = Re^j0° = R Ом; X_C = (1/2πfC)e^-j90° = -j/2πfC Ом.

Z = R - jX_C (алгебраическая форма) = Ом (показательная форма).

I = U/Z (так как соединение последовательное, ток везде одинаковый, а напряжение у всех своё)

Для диаграммы возьмём начальную фазу тока = 0, так как он одинаков (в U/Z фаза может получиться не нулевой)

U_R = IR; U_C = IX_C. (Тут просто брать у I реальную часть, тогда у U_с будет e^-j90)

На диаграмме откладываем I, потом U_C и U_R , результирующая U будет векторным сложением (для проверки: U = IZ)

2. Приведение параметров вторичной обмотки трансформатора. Схема замещения трансформатора.

Эксплуатационные свойства трансформатора обычно определяют по схеме замещения т. н. приведенного трансформатора, первичная и вторичная обмотки которого имеют одинаковое число витков. На практике ча­­ще всего пользуются упрощенной схемой замещения приведенного транс­­­фор­матора/

(это просто надо понимать, типа откуда берутся всякие элементы на схеме):

Каждая из обмоток трансформатора имеет активное сопротивление (R1 или R2), поэтому при протекании через них токов имеют место небольшие активные потери мощности:       и . В первичной обмотке также индуктируется основным магнитным потоком Ф ЭДС самоиндукции Е1L = -jXсmI0, во вторичной - ЭДС взаимной индукции Е2M = -jXMI0, а в ферромагнитном сердечнике имеют место активные потери мощности от вихревых токов и явления гистерезиса, которые учитывают, добавив в схему замещения трансформатора элемент с активным сопротивлением Rст. Приведённые к числу витков первичной обмотки электрические величины вторичной обмотки будем снабжать символом ' (примечание).

Запишем соотношения между приведенной E'2 и реальной ЭДС E2M взаимоиндукции (в дальнейшем E2) и напряжениями U'2 и U2:

E'2 = E2n = E1 и U'2 = U2n.

Чтобы при приведении параметров вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки не нарушить энергетические соотношения (в т. ч. полную мощность передачи энергии S1 = U1I1 » S2 = U2I2 = U'2I'2), вторичный ток необходимо поделить на коэффициент трансформации n, т. е.

I'2 = I2/n.

Чтобы при приведении параметров вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки не нарушить энергетические соотношения (в т. ч. полную мощность передачи энергии S1 = U1I1 » S2 = U2I2 = U'2I'2), вторичный ток необходимо поделить на коэффициент трансформации n, т. е.

I'2 = I2/n.

(конец ненужной инфы)

На рис. 7.3 представлена полная электрическая схема замещения трансформатора с элементами: R1 и X1 - активное и индуктивное сопротивления первичной обмотки; R'2 и X'2 - приведённые к числу витков первичной обмотки активное и реактивное сопротивления вторичной обмотки; Rсm = R0 - активное сопротивление, соответствующее магнитным потерями в стали; Xсm = X0 - индуктивное сопротивление, обусловленное основным магнитным потоком Ф.

БИЛЕТ 23