Шпаргалки по электротехнике (стр. 1 из 16)

Билет №1

1. Асинхронный электродвигатель. Конструкция, принцип действия, классификация, обозначение двигателей серии 4А и АИ.

Неподвижная часть машины называется статором, а подвижная - ротором. Сердечники статора и ротора АМ собираются из листов эл-тех стали, которые до сборки покрывают с обеих сторон масляно-канифольным изоляционным лаком. Сердечник статора закрепляется в корпусе, а сердечник ротора - на валу (машины малой и средней мощности) или на ободе с крестовиной и втулкой, надетой на вал. Вал ротора вращается в подшипниках, которые помещаются в подшипниковых щитах, прикрепляемых к корпусу статора машины или на отдельно стоящих стойках. На внутренней цилиндрической поверхности статора и на внешней цилиндрической же поверхности ротора имеются пазы, в которых размещаются проводники обмоток статора и ротора. Обмотка статора выполняется обычно трехфазной, присоединяется к сети трехфазного тока и называется поэтому первичной. Обмотка ротора тоже м.б выполнена трехфазной. Концы фаз такой обмотки ротора соединяются обычно в звезду, а начала с помощью контактных колец и металлографитных щеток выводятся наружу. Такая машина называется машиной с фазным ротором. К контактным кольцам обычно присоединяется трехфазный пусковой реостат. Фазная обмотка выполняется с тем же числом полюсов магнитного поля, как и статор. Другая разновидность обмотки ротора - обмотка в виде беличьей клетки. При этом в каждом пазу находится медный или алюминиевый стержень и концы всех стержней с обоих торцов ротора с медным или ал.кольцами, которые замыкают стержни накоротко. Стержни от сердечника обычно не изолируются. Такая машина называется машиной с коротко замкнутым ротором. Воздушный зазор между статором и ротором в АМ выполняется минимально возможным по условиям производства и надежности работы и тем больше, чем крупнее машины (0.4-0.5 мм). АМ охлаждаются воздухом. Принцип действия АМ. Магнитный поток поля статора пересекает проводники замкнутой обмотки ротора и наводит в них ЭДС которое создает ток I2. этот ток взаимодействует с магнитным полем статора и созд-ет вращающий момент М который и заставляет вращаться ротор в направлении вращения поля статора с угловой частотой w. Разницу между угловыми скоростями или частотами вращения поля статора и ротора принято оценивать величиной скольжения s=(w0-w)/w0=(n0-n)/n*100%. Т.к условием возникновения тока в роторе яв-ся неравенство n0≠n т.е ротор не может вращаться с синхронной скоростью поэтому данная машина получила название асинхронная учитывая что номинал скольжение от 1до 10% под нагрузкой, а при холостом ходе стремится к 0 то можно отметить что в режиме работы АД частота вращения находится в пределах 0<n<n0 или можно записать 1>s>0. когда n>n0 –тодвигат режим, n0>n-генерат-ый режим работы АД, n навстречу n0-то электр мпгн торможение. В 70х годах была разработана и внедрена единая серия АД серии 4А. Одновременно с конструкцией двигателя разрабат сталь, провода, изоляция и технология. В 80х годах вышли машины серии АИ, которые отлич-сь повышенной надежностью и перегрузочной способностью, расширенным диапазоном регулирования, лучшими габаритными и энергетическими показателями чем АД серии 4А. 2. Реакция якоря в машинах постоянного тока. В процессе работы двигателя обмотки возбуждения и якоря создают магнитные поля. Результирующее магнитное поле двигателя можно рассматривать как сумму двух магнитных полей. При идеал хх, когда ток якоря Iа=0, в двигателе действует только МДС обмотки возбуждения Fв, которая создает магнитное поле, симметрично распределенное относительно оси полюсов. График распределения магнитной индукции в зазоре B_δ представляет собой трапециидальную кривую рис 1

Если двигатель нагрузить то по обмотке якоря потечет ток и появится МДС якоря Fа вектор которого неподвижен и направлен перпендикулярно оси полюсов. МДС создает

магнитное поле якоря рис2

Если щетки двигателя расположены на геометрич нейтрали nn’ то вектор Fа направлен по геометрич нейтрале т.е по поперечной оси двигателя. На рис3 показан также граёфик распределения магнитной индукции поля якоря в зазоре.

Сердечник якоря намагничивается и его участки расположенные по геометрической нейтрале приобретают полярность Na и Sa. Воздействие магнитного поля якоря на основное поле машины называют реакцией якоря. Результирующее поле генератора отличается от основного за

счет действия поля реакции якоря. Из сравнение рис1 и рис3 следует что реакция якоря искажает магнитное поле двигателя. Физическая нейтраль рез-го маг поля смещается на угол альфа относит нейтрали nn’ Искажение магнитного поля двигателя приводит к тому что одни края полюсных наконечников и располож-е под ними зубцы якоря подмагничиваются, а другие размагничиваются. Влияние реакции якоря на результир-ий магнитный поток зависит также от положения щеток. Когда щетки находятся на геометр. нейтрали МДС якоря Fa направлена по поперечной оси и в двигателе имеет место поперечная реакция якоря. Если щетки сместить с геометрич. нейтрали против направл-я вращения якоря, размагнич-ее действие реакции якоря усилится. Вредное влияние реакции якоря в двиг-лях постоянного тока заключается в след: умен-ся основной магнитный поток Ф что может привести к нарушению устойчивой работы двигателя за счет роста частоты вращения якоря при увел-ии нагрузки. Искажается результ-ее магнитное поле двигателя, что вызывает появление на геометр нейтрали магнитной индукции Вк и может вызвать нарушение работы щеточного контакта и привести к недопустимому искрению на коллекторе, повышается напряжение между смежными коллекторными пластинами что может привести к появлению “ кругового огня”.

Билет №2

1. Трансформатор. Конструкция, принцип действия, классификация, обозначение.

Def это электромагнитный статический преобразователь электроэнергии. Основное назначение трансформатора изменять напряжение переменного тока, но может применяться как числа фаз. Наиболее применяются силовые трансформаторы. Работа тран-ра осн-на на явл ЭМИ в тран-ре. ЭДС в обмотках индуцируется пульсирующим магнитным потоком по закону Ленца: е=-dψ/dt, ψ=ωФ. ЭДС наведенная в контуре по з-ну Ленца пропорционально скорости изменения магнитного потока: е=- ωdФ/dt. Но с другой стороны ψ=Li => е= -Ldi/dt – это выр-е применимо только если в катушке отсутствует феромагнитный сердечник. Простейший трансформатор имеет как минимум 2 обмотки

Обмотка к которой подвод-ся эл энергия U источника назыв 1-ой. Обмотка от которой энергия отвод-ся к приемнику назыв 2-ой. Магнитопровод в тран-ре служит для усиления магнитной связи между обмотками и яв-ся также основанием для крепления и установки обмоток. По констр-ии магн-од бывает:

Трансформаторы малой мощности часто имеют броневую конструкцию. Они собираются из стали Ш – образной формы. Сборка магнитопровода бывает: в стык, в нахлест. В нахлест – более хорошие магн-ые хар-ки но усложняется сборка и разборка. Форма поперечного сечения магнитопровода зависит от мощности трансформатора. При малой мощности – прямоугольная форма. Для тран-ра большой мощности в магнитопроводе выполн-ся вентиляционные каналы. Магнитопровод изготовл спец. стали ( катаная или текстурованная). У этой стали в направлении прокатки улучшены магнит. характ-ки. Обмотки транфор-ра бывают цилиндрические, дисковые. У дисковой обмотки снижаются потери на магн. рассеивания но затраты по изготовл. возрастает. Особое влияние при изготовл. тран-ра удел-ся изоляции и охлаждению. Изоляция бывает главная (изоляция между стержнем и обмоткой и между обмотками), продольная (между слоями одной и той же обмотки). Охлаждение бывает воздушное или масляное. В зависимости от кол-ва обмоток тран-ра бывают: 2-х обмоточные, 3-х обмоточные, много обмоточеные. Трансформаторы бывают понижающие и повышающие. Транс-ры бывают: силовые, трансформаторы спец. наз-я ( сварочные), измерительные ( тока, напр-я), испытательные ( для получ-я высоких и свер высоких напр), разнотрансфор-ые ( для устр-в техники и автоматики). Так же классифиц. по числу фаз: о-однофаз тр, Т-3-х фазный тр, С-сухой тр, Н – с рег напр-ем, У- герметезир тр, М- масленый тр. Sн- ном. мощ тр-ра.

2. Коммутация в машинах постоянного тока.

Работа машины постоянного тока может сопровождаться

искрением между краями щеток и коллекторными пластинами,

когда возникает местный искровой разряд. При интенсивном искрении поверхность коллектора и щеток разрушается,

увеличивается переходное сопротивление скользящего контакта и нагрев коллектора. Искрение снижает надежность машины

постоянного тока и создает помехи радиоустройствам. Однако искрение не неизбежно. Оно вызывается либо

неудовлетворительным состоянием щеточно-коллекторного узла, либо неудовлетворительным процессом коммутации.