Шпаргалки по электротехнике (стр. 13 из 16)

При этом некоторому нагрузочному моменту Мн соответствуют скольжения s1, s2, s3, …, большие, чем скольжения sе, при работе двигателя на естественной характеристике (при Rдоб=0). Следовательно, установившаяся частота вращ-я двигателя ум. от ne до n1, n2, n3, … (рис С-4.37,б).Этот метод рег-я может быть использован только для двигателей с фазным ротором. Он позволяет плавно изменять частоту вращения в широких пределах. Недостатками его явл.:1)большие потери энергии в регулировочном реостате;2) чрезмерно «мягкая» механическая хар-ка двигателя при большом сопротивлении в цепи ротора. В некоторых случаях это недопустимо, т.к. небольшому изменению нагрузочного момента соотв. существен. Изменение частоты вращения. Регулирование путем изменения величины питающего напряжения. Для двигателей нормального исполнения такое регулирование не неприменимо. Т.к. при уменьшении питающего напряжения резко уменьшается максимальный момент (рис С-4.38). Рассматриваемый метод можно использовать для регулирования двигателей с большим активным сопротивлением ротора, т.к. в этом случае скольжение sкр резко возрастет и максимум момента сдвигается в зону, близкую к s=1 (кривые1’,2’,3’) и даже в область, где s>1. Однако, это ведет к значительному ув. потерь мощности и снижению КПД, поэтому такой метод можно применять только в микродвигателях, для которых вел-на КПД не имеет решающего значения. Изменение направления вращения. Для изменения направления вращения ротора электродвигателя надо изменить направление вращения маг. поля. Для этого необходимо изменить порядок чередования тока в фазах обмотки статора. В трехфазных машинах это осущ-ся путем переключения двух любых проводов, подводящих ток из трехфазной цепи к фазам этой обмотки.(рис , а и б).

Билет №21

1.Приведенный трансформатор. Схема замещения. Векторная диаграмма.

В общем случае параметры 1-ой и 2-ой обмотки отличны друг от друга, причём это отличие тем больше, чем больше коэффициент трансформации трансформатора. Это затрудняет расчёт и построение векторных диаграмм. Для устранения этого несоответствия все параметры трансформатора приводят к одинаковому числу витков, например к w1, т.е. n=w1/w2. n'=w1/w’2 при этом w2’=w1, n’=1. Этот трансформатор называется приведённым. Имеется ввиду, что приведение вторичных параметров не должно изменить энергетических показателей трансформатора, т.е. все мощности и фазовые сдвиги во 2-ой обмотке приведённого трансформатора остаются такими же что и у реального. Пример: Е2I2=E2'I2'; I2’=I2*(w2/w1), подставив полученное уравнение пересчитаем ЭДС через приведённый трансформаторÞ Е2’=E2*n

U2I2=U2’I2’ ÞU2’=U2*n

I²₂R2=I₂’²R2’ Þ R2’=R2*n²

I²₂X2=I₂’²X2’ ÞX2’=X2*n²

Z_н’= Z_н*n²

Электрическая составляющая привед. трансформатора определяют следующие формулы:1-ая цепьìU1=-E1+I1R1+I1jX1

îI1=I₀+(-I2’)

2-ая цепь U2’=E2’-I2’R2’-I2’jX2’=I2Zн’,

Схема замещения трансфор-ра.

Для облегчения исследования трансформатора в различных режимах работы, а также расчёта применяется схема замещения трансф. Обратимся к предыдущему рисунку, здесь R1X1 и R2’X2’ условно вынесены за обмотку, т.к. по условию привед-ого трансф-ра коэф. трансф-ции n’=1, очевидно E1=E2’,Þпотенциалы точек А и а и соответственно потенциалы точек X и x одинаковы, что позволяет представить эту схему в виде Т-образной схемы замещения.

Эта схема имеет ветвь с параметрами R₀ X₀, которыми заменили магнитную связь с цепями трансформатора. Эта схема удовлетворяет системе уравнений электрических составляющих приведенного трансф-ра и включает в себя 3 ветви:

1.) Первичная ветвь z1=R1+jX1

2.) Магнитная ветвь z₀=R₀+jX₀

3.) Вторичная ветвь ìz₂’=R₂’+jX₂’

îZ_н’=R_н’+jХ_н’

Параметры 2.) определяются в режиме х.х.

Векторная диаграмма трансформатора под нагрузкой.

Графическое отображение основных уравнений приведённого трансф-ра. Построение начинается с вектора амплитудного значения основного магнитного потока: Фcм= ((0,9…0,95)U1)/(U1Unfw) Строим вектор намагн. Тока I₀, этот вектор опережает магн. Поток на угол магнитного запаздывания. ЭДС:E1=E2 отстают на угол 90⁰ (для приведённого трансформатора они равны). Строим вектор приведённого тока I2’. Этот вектор отстаёт от ЭДС (для RL нагрузки) на Ðy₂=arctg(X₂’+X_н’)/(R₂’+R_н’) Определим положение вектора U₂’. Обратимся к уравнению для электрической составляющей для вторичной цепи: U2’=E2’-I2’R2’-I2’jX2’ Проводим перпендикуляр к вектору I₂’ от конца вектора Е₁ откладываем на нём “-I₂’jX₂”, затем со знаком “-” параллельно I₂’ “I₂’R₂^’” и от нуля до конца вектора –I₂’R₂’ и получаем U₂’ Вектор от конца U₂’ до конца E₁(-I₂’Z₂’) А треугольник называется падением напряжения во вторичной обмотке трансформатора Ðf₂=(I₂’^U₂’) Ðf₂=arctg(Xн’/Rн)

Ðy₂=arctg(X₂’+X_н’)/(R₂’+R_н’)

U1’=-E1’+I1’R1’-I1’jX1’

2.Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя. КПД двигателя.

Асинхронный двигатель потребляет из сети активную мощность P₁=m₁U₁I₁cosφ₁. часть этой мощности теряется в виде электрический потерь p_эл1 в активном сопротивлении первичной обмотки: p_эл1=m₁I²₁r₁, а другая часть – в виде магнитных потер

ь p_мг1=m₁ I²_мr_м в сердечнике статора. Оставшаяся часть мощности P_эм=P₁- p_эл1- p_мг1 представляет собой электромагнитную мощность, передаваемую посредством магнитного поля со статора на ротор. На схеме замещения этой мощности соответствует мощность в активном сопротивлении вторичной цепи r’₂/S. P_эм= m₂I²₂r₂/S. Часть этой мощности теряется в виде электрических потерь p_эл2=m₂I²₂r₂ в активном сопротивлении вторичной обмотки r’₂. Остальная часть мощности P_мх= P_эм-p_эл2 превращается в механическую мощность развиваемую на роторе. P_мх= m₂I²₂r₂(1-S)/S Часть механической мощности теряется внутри самой машины в виде механических потерь p_мх (на вентилятор, трение и т.д.), магнитных потерь сердечнике ротора p_мг2 и добавочных потерь p_д. Последние вызваны высшими гармониками магнитных полей, которые возникают ввиду наличия высших гармоник обмоток и зубчатого строения статора и ротора. Во-первых, высшие гармоники поля индуктируют э. д. с. и токи в обмотках, в связи с чем появляются добавочные электрические потери. Эти потери заметны по величине только в обмотках типа беличьей клетки. Во-вторых, эти гармоники поля обусловливают добавочные магнитные потери на поверхности (поверхностные потери) и в теле зубцов (пульсационные потери) статора и ротора. Вращение зубцов ротора относительно зубцов статора вызывает пульсации магнитного потока в зубцах, и поэтому соответствующая часть потерь называется пульсационными потерями. Магнитные потери в сердечнике ротора при нормальных рабочих режимах обычно очень малы и отдельно не учитываются. Добавочные потери трудно поддаются расчету и экспериментальному определению. Поэтому, согласно ГОСТ 183—66, их принимают равными 0,5% от подводимой мощности при номинальной нагрузке, а при других нагрузках эти потери пересчитывают пропорционально квадрату первичного тока. Отметим, что в обмотках возникают также добавочные потери от вихревых токов в связи с поверхностными эффектами. Однако эти потери в случае необходимости учитывают соответствующим увеличением сопротивлений r1 и r2 и поэтому в величину p_д не включают.Сумма потерь двигателя p∑= p_эл1+ p_мг+ p_эл2+ P_мх + p_д

P₂=P₁- p∑К.П.Д. η=P₂/P₁=1- p∑/P₁

Билет №22

1. Электромагнитный момент асинхронного двигателя. Вывод формулы момента.

асинхронного двигателя пропорционален его электромагнитной мощности, Н*м М=Рэм/w1, где w1=2пиf1/p—угловая синхронная частота. Электромагнитная мощность Pэм=Pэ2/s=m2*r2*I2^2/s, или Pэм=m1*I'2^2*r'2/s, где r'2-приведенное активное cопротивление обмотки ротора; r'2=r2*kz, kz=m1*w1^2*kоб1^2 /(m2*w2^2*kоб2^2) - коэффициент приведения сопротивлений обмотки ротора. Приведенный ток ротора прямо пропорционален на пряженик) сети, А: I2=U1/sqrt((r1+r'2/s)^2+(x1+x'2)^2), где x'2=x2*kz — приведенное индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора. Запишем зависимость электромагнитного момента асинхронного двигателя от скольжения, Н*м:

T.к. r1, r'2, x1 u x'2 при работе Д с различными частотами вращения ротора (скольженьями s) остаются приблизительно одинаковыми, а также неизменными остаются и параметры питающей сети U1 и fi, то М=... дает возможность установить зависимость электромагнитного момента М от скольжения s. Графическая зависимость М=f(s) представляет собой механическую характеристику АД (рис. 3.7).