- •Законы электромеханики. Принцип обратимости эм постоянного тока.
- •2. Генератор независимого возбуждения (гнв) и его характеристики и конструктивная схема.
- •3. Тр при нагрузке. Векторная диаграмма, внешние характеристики и схема.
- •4. Обмотка якоря мпт. Магнитный поток в воздушном зазоре. Эдс обмотки якоря.
- •5. Конструктивная схема магнитной системы мпт и порядок расчета магнитной цепи. Кривая намагничивания мпт.
- •6. Режимы работы асинхронной машины. Зависимость электромагнитного момента от скольжения.
- •7 . Генератор параллельного возбуждения(гпр) и его характеристики и конструктивная схема.
- •Устройство и принцип действия трансформатора. Эдс обмоток тр.
- •Двигатель постоянного тока последовательного возбуждения. Электромагнитный момент. Конструктивная схема, пуск, характеристики, регулирование скорости.
- •Уравнения и схемы замещения тр при хх и при нагрузке.
- •11. Опыт короткого замыкания тр: уравнения и схема замещения.
- •12. Устройство, принцип действия, характеристики сг.
- •13. Работа синхронного двигателя при постоянном возбуждении и переменной мощности, угловые характеристики.
- •14.Работа синхронного двигателя при постоянной мощности и переменном возбуждении.
- •15) Работа синхронного генератора(сг) под нагрузкой. Векторные диаграммы неявнополюсного и явнополюсного синхронного генераторов.
- •16. Синхронный компенсатор(ск).
- •17.Устройство ад. Принцип действия ад.
- •18.Уравнения ад. Эквивалентная схема замещения ад.
- •19. Способы регулирования частоты(скорости) вращения ад.
- •Опыты хх и кз ад, характеристики.
- •2) Короткое замыкание
- •3) Рабочие характеристики
- •Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя (ад). Электромагнитный вращающий момент.
- •Уравнения и векторные диаграммы ад.
- •23.Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения. Конструктивная схема, пуск, характеристики, регулирование скорости.
- •24. Принцип действия и способы пуска сд.
- •25) Генератор смешанного возбуждения(гсв), конструктивная схема и его характеристики в сравнении с генератором параллельного возбуждения.
Уравнения и векторные диаграммы ад.
ОС: ОР:
; ; – акт.; инд. сопротивленияя рассеяния
считаем r2 ≠ f(s) при повышенной частоте и без учетаскольжения
Система выражений (1),(2),(3) описывает рабочий процесс, работающей АМ.
ВД АД
Определяется системой выражений:
величина со штрихом означает, что данная величина является приведенной, т.е. обмотку ротора приводят по числу витков и числу фаз к обмотке статора.
Порядок построения ВД:
Под углом строим вектор .
– фаза тока относительно потока , обуславливается магнитными потерями в стали магнитной системы АМ.
индуктирует и они отстают от потока на угол .
На основании выражения (2) определяем фазу тока относительно ЭДС :
, т.к. приведение ОР и ОС не отражается на величине фазы . По выражению (2) можно построить треугольник падения напряжения для фазы ОР.
По выражению (3) строим вектор тока статора , для этого берем ( )
По выражению (1) строим вектор .
– угол фазы тока относительно .
Из ВД видно, что если АМ работает в двигательном режиме, т.е. s>0 и находится в интервале [0;1], то и тогда
, т.е. активная мощность, потребляемая АМ из сети положительна, т.е. проекция тока на положительна.
23.Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения. Конструктивная схема, пуск, характеристики, регулирование скорости.
Д вигатель параллельного возбуждения – двигатель постоянного тока, у которого цепь обмоток якоря(ОЯ) и возбуждения(ОВ) включена параллельно относительно сети. Нагрузкой является механизм или устройство, которое этим двигателем приводится в действие. Эта нагрузка создает тормозной момент Mc.
I2-ток ОЯ,I1-ток ОВ, Мс-торм.момент, Iд-ток из сети, Е2-ЭДС индуктированная в ОЯ, r2 – сопр-е ОЯ,r1-сопр-е ОВ,𝜌 – регулировочный реостат цепи возбуждения, Фδ – поток ОВ, Rпр– пускорегулировочный реостат.
Пуск:
Для работающего двигателя: Uc=E2+I2r2=>I2=Uc-E2/r2
E2-регулятор силы тока раб.двигателя
При пуске I2п’=Uc/r2=(8÷16)I2н-прямой пуск(аварийный режим)(при n2=0)
Для ограничения пускового тока для двигателя на время пуска,последовательно с ОЯ включается пускорег.реостат(Rпр) и тогда :
Uc=E2+I2(r2+ Rпр)=> I2=(Uc-E2)/(r2+rпр)
Rпр выбирают таким образом чтобы Uc/(r2+rпр)<(2-2,5)I2н=> = Rпр =(Uc/(2-2,5)I2н)-r2
Сопротивление пускового реостата соизмеримо с сопр.двигателя(ОЯ)
После пуска с Rпр,якорь начинаетвращается и в ем инд. е.д.с
I2=(Uc-E2)/(r2+rпр)=>I2уменьшается,и поэтому Rпрможно плавно уменьшать до конца разгона.
Перед подключением к сети,ρ ставится в положение нулевого.сопр,чтобы обеспечить при пуске Imax:
1)обеспечить необходимое значение Mп=КмI2п* Фδmax
2)обеспечить после запуска формальную скорость вращения
Характеристики. Электромеханическая характеристика.
n 2=f(I2)приUc=const; r1+𝜌=const. Воспользуемся уравнением напряжения для якорной цепи для вывода зависимости. U2=E2+I2r2+∆Uщ; E2= kEn2Фδ. ; ; т.к. n2 определяется величиной Мс=> ток I2 определяется нагрузкой на валу.
из (*) следует, что с увеличением тока якоря, т.е. с увеличением нагрузки на валу, скорость вращения уменьшается, из-за падения напряжения на сопротивлении ОЯ. ∆n – уменьшение скорости вращения от перехода ХХ к нагрузке. ∆n=(5 10%)n2н. Жесткая электромеханическая характеристика. . Первое слагаемое – n0 – скорость вращения при идеальном ХХ, второе - ∆n. - ток потребляемый из сети при ХХ. – скорость ХХ двигателя(незначительно меньше n0). При нагрузке двигателя, появляется МДС ОЯ и в частности если щетки расположены на линии геометрической нейтрали, то поперечная составляющая МДС ОЯ Fq обуславливает уменьшение магнитного потока через якорь, т.е. при работе двигателя под нагрузкой Фδ-∆Ф. ∆Ф – уменьшение магнитного потока из-за реакции якоря. . 2 – реальная э/м хар-ка.
М еханическая характеристика. n2=f(Mэм) U2=constr1+𝜌=const ; . ; . Мс=0
Вращающий момент двигателя. Мэм=Mc+M0; Mc=M2 – полезный момент на валу двигателя. М2=Мэм-М0; . Зависимость: Мэм, М2 = f(I2) при U2=constI1=const
М0 (момент ХХ) от тока I2 не зависит => М0= const. М0 зависит от скорости вращения и возрастает с увеличением n2Mэм0=М0. Характеристики 1 нарисованы без учета размагничивающего действия МДС ОЯ. Если двигатель без компенсационной обмотки, то с увеличением нагрузки двигателя, т.е. I2 поток уменьшается, обуславливая соответствующее уменьшение
моментов (хар-ки 2).
Регулирование скорости. => видно, что скорость вращения ДПрВ можно регулировать следующими способами: 1) помощью сопротивления вкл. последовательно с ОЯ (реостатное регулирование, с пом-ю реост. Rпр) 2) Изменением напряжения на зажимах ОЯ 3) Изменением потока возбуждения (изм. тока возбуждения)
Реостатное регулирование: U2=const; Фδ=const; Rпр=var.
С увеличением Rпр возрастает наклон характеристики, но все они выходят из одной точки. Rпр3>Rпр2>Rпр1>Rпр. ; , т.е. наклон зависит от второго слагаемого. ; ; Уменьшаем . . ; Mc=const(нагрузка на валу постоянная) . , т.е. скорость вращения уменьшается. ; . Снижение скорости вращения приводит к снижению ЭДС . При этом ток начнет увеличиваться, обуславливая увеличение электромагнитного момента. И процесс снижения скорости вращения будет идти до тех пор, пока ток , увеличиваясь не достигнет значения, обеспечивающего величину . Таким образом можно регулировать скорость вращения вниз от номинальной. Ступенчатое регулирование сопровождается увеличением наклона.
Изменение напряжения: U2=var; I1=const; Rпр=0.
При работающем двигателе ;Mc=const; видно, что при уменьшении , ток якоря уменьшается до значения . - скорость вращения будет уменьшаться. Уменьшение n2 =>уменьшение Е2 => увеличение . n2 будет уменьшаться до тех пор, пока возрастая не достигнет прежнего значения . При регулировании скорости вращения изменением напряжения, скорость изменяется плавно вниз, практически до 0. Жесткость механических и э/м характеристик сохраняется. Для реализации способа необходимо иметь источник регулируемого напряжения. Регулировать таким образом скорость вверх практически невозможно, из-за возможного увеличения напряжения между соседними коллекторными пластинами.
Изменение тока возбуждения: U2=const; I1=var; Rпр=0. . - меняются обратно-пропорционально магнитному потоку. – пограничная скорость,
Уменьшение тока возбуждения сопровождается увеличением наклона характеристики и увеличением , т.е. электромеханическая характеристика располагается выше и с большим наклоном, т.е. при уменьшении , при фиксированной нагрузке, скорость возрастает.
В установившемся режиме работы ; Mc=const. (*), т.е. скорость двигателя начнет увеличиваться если .(*)=> уменьшение сопровождается уменьшением потока и следовательно должен бы уменьшаться.
Пример: Дано: U2=220 В; I2н=20 А; r2=1 Ом;Фδ=095Фδн. . В установившемся режиме практически все напряжение подведенное к ОЯ уравновешивается ЭДС, индуктир. в этой обмотке. При уменьшении потока возб. На 5%, в таком же отношении уменьшится э/м момент. . . Составим соотношение: . Т.о. при уменьшении потока возбуждения в несколько раз, ток ОЯ возрастает в большее число раз => поэтому э/м момент развиваемый двигателем, при уменьшении тока возбуждения возрастает за счет увеличения тока ОЯ. По мере увеличения скорости вращения, ЭДС ОЯ возрастает, ток ОЯ снижается обуславливая снижение Mэм. Увеличение скорости будет происходить до тех пор, пока не обеспечит прежнее значение э/м момента . Таким способом можно регулировать скорость плавно вверх от номинальной, но возрастает наклон э/механической и механической характеристик.Как правило в регулировании скорости двигателя параллельного возб. Используется двухзонное регулирование: вверх от номинальной – изменением тока возб, вниз от номинальной – изменением напряжения U2.