- •1. Опишите и объясните принцип преобразования механической энергии в электрическую и наоборот с помощью электрических машин (явление электромагнитной индукции).
- •2. Опишите и объясните устройство коллекторной машины постоянного тока. Укажите преимущества и недостатки двигателя постоянного тока по сравнению с асинхронным двигателем.
- •3. В чем сущность явления реакции якоря машины постоянного тока? Укажите меры устранения влияния реакции якоря.
- •4. Опишите и объясните причины, вызывающие искрение на коллекторе машины постоянного тока. Укажите степени искрения.
- •5. Приведите схемы и укажите способы возбуждения машины постоянного тока. Приведите и объясните маркировку выводов обмоток машины постоянного тока.
- •6. Перечислите и охарактеризуйте потери мощности в машине постоянного тока. Укажите, как определяется кпд машины?
- •7. Чем опасен большой пусковой ток для двигателя? Какие способы ограничения пускового тока применяются в двигателях постоянного тока?
- •8. Что такое универсальный коллекторный двигатель (укд)? Каковы его конструктивные особенности? Укажите достоинства и недостатки укд.
- •9. Опишите принцип работы трансформатора. Объясните, почему трансформаторы не работают от сети постоянного тока.
- •10. Опишите и объясните назначение и устройство трансформатора. Укажите классификацию трансформаторов.
- •11. Перечислите и опишите условия, которые необходимо соблюдать при включении трансформаторов на параллельную работу. Несоблюдение, какого условия недопустимо?
- •12. Опишите и объясните назначение и устройство асинхронного двигателя. Укажите достоинства и недостатки асинхронного двигателя с короткозамкнутым и асинхронного двигателя с фазным ротором.
- •13. Опишите и объясните принцип действия асинхронного двигателя. Может ли ротор асинхронного двигателя вращаться синхронно с вращающимся магнитным полем?
- •14. Перечислите и охарактеризуйте потери мощности асинхронных двигателей. Приведите энергетическую диаграмму асинхронного двигателя.
- •15. Что такое холостой ход и короткое замыкание асинхронного двигателя? Укажите цели и опишите опыты холостого хода и короткого замыкания асинхронного двигателя.
- •16. Перечислите и опишите режимы работы асинхронной машины. Укажите диапазон изменения скольжения асинхронной машины в различных режимах ее работы.
- •17. Укажите, какими показателями характеризуются пусковые свойства асинхронных двигателей. Приведите схему и объясните способ пуска асинхронного двигателя с фазным ротором.
- •18. Приведите схемы и объясните способы пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
- •19. Перечислите способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей. Опишите и объясните регулирования частоты вращения ротора изменением скольжения.
- •20. Перечислите способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей. Опишите и объясните регулирования частоты вращения ротора изменением частоты тока в статоре и изменением числа полюсов.
- •21. Опишите и объясните принцип действия однофазного асинхронного двигателя. Чем отличается однофазный двигатель от конденсаторного?
- •22. Опишите и объясните устройство и назначение синхронных машин. Укажите область применения синхронных машин.
- •23. В чем сущность явления реакции якоря синхронной машины? Каково действие реакции якоря при активной, индуктивной, емкостной и смешанной нагрузках синхронного генератора?
- •24. Что такое синхронизация генератора, включаемого на параллельную работу? Объясните способ точной синхронизации.
- •25. Опишите и объясните назначение и принцип действия синхронного двигателя. Укажите преимущества и недостатки синхронного двигателя по сравнению с асинхронным двигателем.
25. Опишите и объясните назначение и принцип действия синхронного двигателя. Укажите преимущества и недостатки синхронного двигателя по сравнению с асинхронным двигателем.
Синхронные двигатели применяют в силовом электроприводе, а также получили широкое применение в приборных устройствах и средствах автоматизации, где используется их основное свойство — при постоянной частоте тока питающей сети f1 ротор двигателя вращается со строго постоянной частотой вращения, независимо от нагрузочного момента на валу: n1 = 60f1/p
Принцип действия синхронного двигателя основан на явлении притяжения разноименных магнитных полюсов двух магнитных полей - статора и ротора. Вращающееся магнитное поле статора образуется при питании обмотки статора от трехфазной сети аналогично вращающемуся полю асинхронного двигателя. Поле ротора создается постоянным током, протекающим по обмотке ротора.
Если на ротор не действует никакая нагрузка, т. е. момент сопротивления на роторе Мс = 0, то оси магнитных полей статора и ротора совпадают.
Если же двигатель работает под нагрузкой и на роторе имеется момент сопротивления Мс ≠ 0 от какого-либо механизма, то ось полюсов ротора сместится от оси полюсов статора в сторону отставания на какой-то угол Θ. Таким образом, магнитное поле статора как бы «ведет» за собой поле ротора и сам ротор. Тангенциальные составляющие магнитных сил удерживают поля ротора и статора и создают вращающий момент М, зависящий от угла рассогласования Θ.
Пуск СД прямым включением в сеть невозможен – ротор не успевает за полем, и прочная магнитная связь между полем статора и ротора не устанавливается.
В настоящее время применяется асинхронный пуск СМ. Для этого в полюсных наконечниках создают специальную обмотку, похожую на беличью клетку на роторе АМ. При этом в начале пуска машина работает как асинхронная и разгоняется в таком режиме до подсинхронной скорости вращения, составляющей около 95% от номинальной.
После этого обмотку возбуждения подключают к источнику постоянного тока и ротор втягивается в синхронизм. Чем меньше нагрузка на роторе, тем легче синхронизация двигателя. В идеальном случае это нулевой момент, то есть холостой ход. Максимальный же момент, при котором двигатель ещё может войти в синхронизм – момент синхронизации двигателя.
В процессе пуска обмотку возбуждения нельзя оставлять разомкнутой, так как в ней наводится ЭДС и может возникнуть перенапряжение. Её надо замкнуть на нагрузочное сопротивление, приблизительно в 10 раз большее, чем сопротивление обмотки возбуждения.
Синхронные двигатели могут работать с cosφ = 1, не создавая в сети реактивного тока. Кроме того, они могут вырабатывать реактивную мощность для других приёмников. Перегрузочная способность у синхронных двигателей обычно выше, чем у асинхронных.
Недостатки: более сложная конструкция по сравнению с АД, более высокая стоимость. Требуется источник постоянного тока для возбуждения.