Тема1.1. Электрические машины постоянного тока
Nbsp; ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ ФГБОУ ВПО “КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ” БАЛТИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ РЫБОПРОМЫСЛОВОГО ФЛОТА КАЛИНИНГРАДСКИЙ МОРСКОЙ РЫБОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ
ПМ 01. МДК 01.01. Тема 1.2
«ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ».
по специальности 26.02.06 «Эксплуатация транспортного электрооборудования
и автоматики»
Преподаватель Дробот А.В
20015г.
СОДЕРЖАНИЕ
Тема1.1. Электрические машины постоянного тока. 6
Принцип действия элементарного генератора и двигателя. 6
Устройство, принцип работы электрической машины постоянного тока. 9
Обмотки якорей машин постоянного тока. 10
Простая петлевая обмотка якоря. 11
Сложные петлевые обмотки. 13
Простая волновая обмотка якоря. 14
Сложная волновая обмотка. 15
Комбинированные обмотки. 16
ЭДС, электромагнитная мощность и электромагнитный момент МПТ. 17
Результирующая ЭДС. 17
Электромагнитный момент. 18
Электромагнитная мощность машины постоянного тока. 19
Электромагнитная мощность генератора. 19
Электромагнитная мощность эл. двигателя. 19
Реакция якоря. 20
Коммутация обмотки якоря машин постоянного тока. 23
Способы компенсации реакции якоря и улучшения коммутации. 26
Генераторы постоянного тока. 27
Генератор независимого возбуждения. 27
Генератор параллельного возбуждения. 29
Генератор последовательного возбуждения. 32
|
|
|
Генератор смешанного возбуждения. 33
Двигатели постоянного тока. 34
Двигатели параллельного возбуждения. 34
Двигатели последовательного и смешанного возбуждения. 37
Пуск, реверс и регулирование частоты вращения электродвигателя постоянного тока. 40
Потери и кпд машин постоянного тока. 42
Электромашинный усилитель. 43
Тахогенераторы постоянного тока. 44
Электрические тахометры.. 44
Бесщеточный двигатель постоянного тока. 45
Тема 1.2. Трансформаторы. 48
Однофазные трансформаторы. 49
Устройство трансформаторов. 49
Типы судовых трансформаторов. 49
Принцип действия. 50
Режимы работы трансформатора. 51
Потери в тр-ре. КПД. 52
Трехфазный трансформатор. 53
Параллельная работа трансформаторов. 55
Специальные трансформаторы. 56
Сварочные трансформаторы.. 56
Автотрансформаторы. 56
Стабилизатор напряжения. 57
Измерительные трансформаторы. 57
Трансформаторы напряжения. 57
Трансформаторы тока. 58
Магнитные усилители. 58
Принцип действия дросселя насыщения. 58
Назначение, принцип действия и конструкция магнитного усилителя. 60
Дифференциальный магнитный усилитель. 60
Способы повышения коэффициента усиления МУ. 62
МУ с положительной обратной связью.. 63
Тема 1.3. Асинхронные электрические машины.. 64
|
|
|
Устройство, принцип работы, режимы работы.. 64
Принцип действия АД. 68
Скольжение ротора. 69
Холостой ход и рабочий режим асинхронного двигателя. 70
Электромагнитный момент и механические характеристики АД.. 70
Механические характеристики асинхронного двигателя. 73
Рабочие характеристики асинхронного двигателя. 75
Пуск в ход и регулирование скорости вращения АД. 76
Способы пуска в ход асинхронного двигателя. 76
Регулирование угловой скорости трехфазных АД. 78
Изменение сопротивления цепи ротора. 79
Изменение частоты тока. 80
Изменение числа пар полюсов статора. 80
Тормозные режимы.. 82
Рекуперативное торможение. 82
Торможение противовключением.. 84
Динамическое торможение. 85
Специальные типы АД.. 87
Однофазные и конденсаторные асинхронные двигатели. 87
Принцип действия и пуск однофазного асинхронного двигателя. 87
Асинхронные конденсаторные двигатели. 90
Работа трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети. 91
Однофазный двигатель с экранированными полюсами. 93
Тема 1.4. Синхронные машины.. 94
Общие положения. Устройство. 94
Классификация синхронных генераторов. 97
Реакция якоря синхронного генератора. 99
Характеристики одиночно работающего СГ. 102
|
|
|
Параллельная работа синхронных генераторов. 104
Синхронный электродвигатель. 106
Тема 1.5. Прочтение электрических и электронных схем.. 106
12. Шаговые (импульсные) двигатели
13. Особенности работы электрических машин в составе агрегатов с тиристорными преобразователями.
14. Назначение, классификация и виды электрических схем
15. Правила выполнения электрических структурных и функциональных схем.
16. Правила выполнения принципиальных электрических схем.
17. Правила выполнения электрических схем соединений и подключений.
18. Условные обозначения на электрических схемах релейно-контакторной аппаратуры.
19. Условные обозначения на схемах полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.
20. Условные обозначения на принципиальных электрических схемах электрических соединений.
Введение
Электрификация — это широкое внедрение в промышленность, сельское хозяйство, транспорт и быт электрической энергии, вырабатываемой на мощных электростанциях, объединенных высоковольтными электрическими сетями в энергетические системы.
Электрификация осуществляется посредством электротехнических изделий, производством которых занимается электротехническая промышленность. Основной отраслью этой промышленности является электромашиностроение, занимающееся разработкой и производством электрических машин и трансформаторов.
|
|
|
Электрическая машина представляет собой электромеханическое устройство, осуществляющее взаимное преобразование механической и электрической энергии. Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях электрическими машинами — генераторами, преобразующими механическую энергию в электрическую. Основная часть электроэнергии (до 80 %) вырабатывается на тепловых электростанциях, где при сжигании химического топлива (уголь, торф, газ) нагревается вода и переводится в пар высокого давления. Последний подается в турбину, где, расширяясь, приводит ротор турбины во вращение (тепловая энергия в турбине преобразуется в механическую). Вращение ротора турбины передается на вал генератора (турбогенератора). В результате электромагнитных процессов, происходящих в генераторе, механическая энергия преобразуется в электрическую.
Процесс производства электроэнергии на атомных электростанциях аналогичен тепловым, с той лишь разницей, что вместо химического топлива используется ядерное.
Процесс выработки электроэнергии на гидравлических электростанциях состоит в следующем: вода, поднятая плотиной на определенный уровень, сбрасывается на рабочее колесо гидротурбины; получаемая при этом механическая энергия путем вращения колеса турбины передается на вал электрического генератора, в котором механическая энергия преобразуется в электрическую.
В процессе потребления электрической энергии происходит ее преобразование в другие виды энергий (тепловую, механическую, химическую). Около 70 % электроэнергии используется для приведения в движение станков, механизмов, транспортных средств, т. е. для преобразования ее в механическую энергию. Это преобразование осуществляется электрическими машинами — электродвигателями.
Электродвигатель — основной элемент электропривода рабочих машин. Хорошая управляемость электрической энергии, простота ее распределения позволили широко применить в промышленности многодвигательный электропривод рабочих машин, когда отдельные звенья рабочей машины приводятся в движение самостоятельными двигателями. Многодвигательный привод значительно упрощает механизм рабочей машины (уменьшается число механических передач, связывающих отдельные звенья машины) и создает большие возможности в автоматизации различных технологических процессов. Электродвигатели широко применяют на транспорте в качестве тяговых двигателей, приводящих во вращение колесные пары электровозов, электропоездов, троллейбусов и др.
За последнее время значительно возросло применение электрических машин малой мощности — микромашин мощностью от долей до нескольких сотен ватт. Такие электрические машины используют в устройствах автоматики и вычислительной техники.
Особый класс электрических машин составляют двигатели для бытовых электрических устройств — пылесосов, холодильников, вентиляторов и др. Мощность этих двигателей невелика (от единиц до сотен ватт), конструкция проста и надежна, и изготовляют их в больших количествах.
Электрическую энергию, вырабатываемую на электростанциях, необходимо передать в места ее потребления, прежде всего в крупные промышленные центры страны, которые удалены от мощных электростанций на многие сотни, а иногда и тысячи километров. Но электроэнергию недостаточно передать. Ее необходимо распределить среди множества разнообразных потребителей — промышленных предприятий, транспорта, жилых зданий и т. д. Передачу электроэнергии на большие расстояния осуществляют при высоком напряжении (до 500 кВ и более), чем обеспечиваются минимальные электрические потери в линиях электропередачи. Поэтому в процессе передачи и распределения электрической энергии приходится неоднократно повышать и понижать напряжение. Этот процесс выполняется посредством электромагнитных устройств, называемых трансформаторами. Трансформатор не является электрической машиной, так как его работа не связана с преобразованием электрической энергии в механическую и наоборот; он преобразует лишь напряжение электрической энергии. Кроме того, трансформатор — это статическое устройство, и в нем нет никаких движущихся частей. Однако электромагнитные процессы, протекающие в трансформаторах, аналогичны процессам, происходящим при работе электрических машин. Более того, электрическим машинам и трансформаторам свойственна единая природа электромагнитных и энергетических процессов, возникающих при взаимодействии магнитного поля и проводника с током. По этим причинам трансформаторы составляют неотъемлемую часть курса электрических машин.
Отрасль науки и техники, занимающаяся развитием и производством электрических машин и трансформаторов, называется электромашиностроением. Теоретические основы электромашиностроения были заложены в 1821 г. М. Фарадеем, установившим возможность преобразования электрической энергии в механическую и создавшим первую модель электродвигателя. Важную роль в развитии электромашиностроения имели работы ученых Д. Максвелла и Э. X. Ленца. Дальнейшее развитие идея взаимного преобразования электрической и механической энергий получила в работах выдающихся русских ученых Б. С. Якоби и М. О. Доливо-Добровольского, которыми были разработаны и созданы конструкции электродвигателей, пригодные для практического использования. Большие заслуги в создании трансформаторов и их практическом применении принадлежат замечательному русскому изобретателю П.Н. Яблочкову. В начале XX столетия были созданы все основные виды электрических машин и трансформаторов и разработаны основы их теории.
В настоящее время отечественное электромашиностроение достигло значительных успехов. Если в начале текущего столетия в России фактически не было электромашиностроения, как самостоятельной отрасли промышленности, то за последние 50—70 лет была создана отрасль электротехнической промышленности — электромашиностроение, способная удовлетворять потребности нашего развивающегося народного хозяйства в электрических машинах и трансформаторах. Были подготовлены кадры квалифицированных электромашиностроителей — ученых, инженеров, техников.
Дальнейший технический прогресс определяет в качестве основной задачи закрепление успехов электромашиностроения путем практического внедрения последних достижений электротехники в реальные разработки устройств электропривода для промышленных устройств и изделий бытовой техники. Осуществление этого требует перевода производства на преимущественно интенсивный путь развития. Главная задача состоит в повышении темпов и эффективности развития экономики на базе ускорения научно-технического прогресса, технического перевооружения и реконструкции производства, интенсивного использования созданного производственного потенциала. Значительная роль в решении этой задачи отводится электрификации народного хозяйства.
При этом необходимо учитывать возрастающие экологические требования к источникам электроэнергии и наряду с традиционными способами развивать экологически чистые (альтернативные) способы производства электроэнергии с использованием энергии солнца, ветра, морских приливов, термальных источников. Широко внедряются автоматизированные системы в различные сферы народного хозяйства. Основным элементом этих систем является автоматизированный электропривод, поэтому требуется опережающими темпами наращивать выпуск автоматизированных электроприводов.
В условиях научно-технического развития большое значение приобретают работы, связанные с повышением качества выпускаемых электрических машин и трансформаторов. Решение этой задачи является важным средством развития международного экономического сотрудничества. Соответствующие научные учреждения и промышленные предприятия России ведут работы по созданию новых видов электрических машин и трансформаторов, удовлетворяющих современным требованиям к качеству и технико-экономическим показателям выпускаемой продукции.
Тема1.1. Электрические машины постоянного тока
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 619; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!