- •Законы Ома и Кирхгофа для цепей постоянного тока.
- •Пассивные интегрирующие цепи.
- •Расчёт параллельной rl-цепи.
- •Расчёт параллельной rc-цепи.
- •Вопрос 10
- •Комплексное сопротивление и комплексная проводимость.
- •Цепь синусоидального тока с последовательным соединением элементов r,l,c (характер цепи, векторные диаграммы, фазовые соотношения между током и напряжением).
- •Параллельное соединение элементов r,l,c приемников синусоидального тока (характер цепи, векторная диаграмма).
- •Резонансные явления в последовательных цепях, условия возникновения и практическое значение.
- •Резонансные явления в параллельных цепях, условия возникновения и практическое значение.
- •Добротность цепи.
- •Определение резонансной частоты и добротности цепи.
- •Сопротивление индуктивного и емкостного элемента.
- •Законы коммутации.
- •Переходные процессы при разряде конденсатора через активное сопротивление.
- •Переходные процессы при разряде конденсатора через активно-индуктивное сопротивление.
- •Колебательный разряд конденсатора.
- •Время переходного процесса. Постоянная времени цепи.
- •Способы компенсации реактивной мощности.
- •Условия соединения приемников «звездой» или «трегольником».
- •Влияние несимметричной нагрузки на векторные диаграммы при соединении приемников «звездой» или «треугольником».
- •Расчёт напряжения смещения нейтрали.
- •Четырехпроводная трехфазная цепь: преимущества, выравнивание фазных напряжений при нессимитричной нагрузке.
- •Измерение активной и определение реактивной мощностей методом одного прибора в трехфазных сетях.
- •Измерение реактивной мощности одним ваттметром.
- •Измерение активной и реактивной мощностей методом двух ваттметров.
- •Понятие магнитной цепи. Магнитное поле и его характеристики.
- •Магнитная проницаемость среды.
- •Законы Ома и Кирхгофа для магнитной цепи.
- •Намагничивание ферромагнитных материалов, кривая гистерезиса.
- •Потери мощности при перемагничивании, магнитное сопротивление.
- •Магнитотвердые и магнитомягкие материалы.
- •Потери в магнитопроводе.
- •Устройство и принцип действия однофазного двухобмоточного трансформатора.
- •Работа трансформатора в режиме холостого хода и под нагрузкой.
- •52.И 53. Опыт холостого хода трансформатора. Опыт короткого замыкания трансформатора.
- •54. Внешняя характеристика трансформатора, кпд.
- •55.Трехфазные трансформаторы: виды, схемы соединения обмоток.
- •56. Измерительные трансформаторы тока.
- •57.Измерительные трансформаторы напряжения.
Магнитотвердые и магнитомягкие материалы.
Магнитомягкие материалы способны намагничиваться до насыщения в слабых полях, высокая ? и малые потери на перемагничивание. Условно к магнитомягким относят материалы с Нс<800 А/м. Применяются в основном в качестве магнитопроводов дросселей, трансформаторов, электромагнитов, электрических машин и т.д.
Магнитомягкими магнитными материалами являются: 1) электротехническое железо и стали (низкоуглеродистые и кремнистые); 2) кристаллические сплавы на основе Fe-Ni - в т.ч. бинарные (пермаллои) и легированные Мо (суперпермаллои), Mn (муметалл), Сr, Ti, Nb, Сu, Аl (изопермы); на основе Fe-Co с добавками V (пермендюры); на основе Fe-Ni-Co с добавками Mn и Сr (перминвары); на основе Fe-Al (алферы, алфенолы) и Fe-Si-Al (алсиферы, сендасты и др.); 3) аморфные сплавы на основе Fe (типа 80% Fe, 20% В), Fe-Ni (типа 40% Fe, 40% Ni, 20% SiB), Co-Fe (типа 70% Co, 5% Fe, 10% Si, 15% B), Co-Zr, Co-Zr-Mo; 4) ферриты-шпинели, ферриты-гранаты, ортоферриты (со структурой перовскита); 5) композиты ферромагнитного металлического порошка (карбонильное железо, пермаллой. алсифер) с диэлектрическим связующим на основе смол (напр., шеллака), полистирола, жидкого стекла, талька и т.п. (магнитодиэлектрики).
Магнитотвердые материалы отличаются большой удельной энергией, которые тем больше, чем больше остаточная индукция Br и коэрцитивная сила Нс материала. К магнитотвердым относят материалы с Нс> 4 кА/м. Используются главным образом для постоянных магнитов.
1. Стали, закаливаемые на мартенсит (углеродистые, легированные Сr, W, Со). Они обладают сравнительно малыми Hс (4-12 кА/м) и Wмакс (0,6-1,4 кДж/м3).
2. Диффузионно-твердеющие сплавы на основе Fe-Ni-Аl (ални) с добавками Со, Сu, Ti и др.
3. Дисперсионно-твердеющие сплавы Fe-Ni-Сu (кунифе), Co-Ni-Cu (кунико), Fe-Co-V (викаллой), Fe-Cr-Co и др. По своим магнитным свойствам они близки к диффузионно-твердеющим сплавам, но менее хрупки и подвергаются обработке давлением, а некоторые - и термомагнитообработке
4. Сплавы с использованием благородных металлов (напр., Pt, Ir, Pd) с высокими значениями коэрцитивной силы (до 400 кА/м). Применение их также весьма ограниченно из-за высокой стоимости
5. Бариевые и стронциевые ферриты с гексагональной кристаллической решеткой и кобальтовый феррит со структурой шпинели. Характеризуются сравнительно низкими значениями Вr (0,19-0,42 Тл), весьма высокими Hc (130-350 кА/м) и Wмакс (3-18 кДж/м3), температурной стабильностью (вплоть до 700 К), высоким удельным электрическим сопротивлением. Последнее обусловливает их широкое применение при высоких частотах переменного поля. Достоинство всех магнитотвердых ферритов - высокое удельное электрическое сопротивление, позволяющее применять их при высоких частотах переменного поля.
Потери в магнитопроводе.
Классификация потерь. При работе электрической машины в ее активных материалах возникают потери энергии. К ним относятся магнитные потери в стали магнитопровода и электрические потери в проводниках обмоток. При вращении машины возникают механические потери, вызываемые трением. Кроме того, имеют место добавочные потери в обмотках и в стали магнитопровода.
Магнитные потери. Явление электромагнитной индукции связано с изменением магнитного потока, вследствие чего на участках магнитопровода возникают потери на перемагничивание и вихревые токи. Потери на перемагничивание зависят от характера перемагничивания, которое может быть вращательным (возникающим при вращении стального магнитопровода в магнитном поле), циклическим (производимое переменным током) и статическим (при медленном изменении намагничивающего тока в определенных пределах). Потери на вихревые токи в листах стали зависят от свойств материала и толщины листов. Для снижения этих потерь уменьшают толщину листов и изолируют их друг от друга.
При расчете потери на перемагничивание и вихревые токи обычно не разделяют. Потери в стали рассчитывают отдельно для каждого участка магнитопровода, имеющего одинаковую магнитную индукцию. Определив значение магнитной индукции, находим удельные потери на 1 кг массы
pc = p0 ( ) 1.3 B2,
Где po – удельные магнитные потери (при индукции В=1,0 тл и частоте f = 50 гц), значение которых зависит от сорта стали и толщины листа (po = 1,2 / 4 вт/кг); f – частота перемагничивания, гц; В – индукция на участке магнитопровода, тл.
Общие потери в стали
pc = ;
Здесь pci – удельные потери i-го участка магнитопровода; Gi – вес i-го участка магнитопровода.
Электрические потери. При прохождении тока по проводникам возникают потери энергии. В машинах имеют место следующие виды электрических потерь:
1) потери в проводниках обмотки якоря
Pa = m ra;
где Ia – действующее значение тока в обмотке, a; ra – активное сопротивление обмотки якоря, определенное с учетом нагрева, ом; m – число фаз (для машин постоянного тока следует принять m=1);
2) потери в отмотке возбуждения
Pn = rB;
Где IB – ток обмотки возбуждения, a; rB – сопротивление обмотки возбуждения, определяемое с учетом нагрева, ом;
3) потери в щеточных контактах
Pщ = 2 ΔUщIщ;
Где ΔUщ – падение напряжения в щелочном контакте
Iщ – ток в щетках, a.
Общие электрические потери равны сумме
Активное сопротивление обмоток микромашин является относительно большим, поэтому электрические потери в микромашинах имеют относительно большую величину, чем в других электрических машинах.