Шпоры по ТОЭ. Т рехфазной системой
 Скачать 0.82 Mb.
|
|
Асинхронный двигатель - электри машиной перем тока, осущ преобразование эл энергии в мех посредством вращающегося магнитного поля. Скорость вращения ротора асинхронного двигателя меньше скорости вр магн поля статора. Осн частями двигателя являются статор и ротор. Статор - неподвижная часть, представляющая собой полый цилиндр, набранный из листов электротехнической стали. Статор трехфазного двигателя имеет три обмотки, распол в пазах на внутр поверхности статора и смещ относительно друг друга по окружности статора на 120. Ротор - вращ часть двигателя. Сердечник ротора набирают из штампованных листов электротехнической стали. Обмотка короткозамкнутого ротора выполняется в виде медных или алюминиевых стержней, замкнутых между собой по торцевой стороне ротора и укладывается в пазы, распол на наружной поверхности ротора. Обмотки статора соединяют между собой в "звезду или "треугольник При включении обмоток статора в трехфазную сеть перем тока в рабочем зазоре двигателя образуется магн поле, вращ вокруг оси статора с пост частотой вращения  , величина которой определяется частотой сети  и числом пар полюсов вращающегося магнитного поля   При вращении магн поля статора с частотой вращения  в проводниках ротора будет индуктироваться ЭДС Е1, под действием которой в короткозамкнутых проводниках обмотки ротора возникает ток  .Вращ магн поле взаимодействует с током в обмотке ротора по закону электромагнитной силы. В результате на валу асин двигателя возникает электромагнитный вращ момент и ротор начнет вращаться с частотой вращения  меньшей в направлении вращения магн поля статора. Отставание ротора от магнитного поля статора оценивается скольжением .  Для асинхронных двигателей скольжение, соотв номинальному режиму, составляет (3 7) %. При пуске короткозамкнутого асинхронного двигателя пусковой ток достигает  .Электр состояние цепи статора двигателя характеризуется уравнением, по второму закону Кирхгофа  , где  - фазное напряжение обмотки статора; - активное сопротивление фазы обмотки статора;Ток I10 очень мал и обычно не превышает неск процентов от номин первичного тока. Поэтому с большой степенью точности уравнение можно записать  Обычно  , поэтому 0 близок к 90.При холостом ходе отношение первичного ко вторичному напряжению равно с большой точностью коэффициенту трансформации  (1.9)Мощность Р0, потребляемая трансформатором в режиме ХХ, равна магнитным потерям (потери в стали), т.е. Р0 Рст. Нагрузочный режим трансформатора- такой режим работы, когда вторичная обмотка замкнута на нагрузку zн и по ней протекает ток I2.   где R2 – акт сопр втор обмотки; Х2– реакт сопр вторичной обмотки МДС перв обмотки трансформатора при хол ходе w1I10должна быть равна сумме МДС обеих обмоток при нагрузке  (1.12)  - током втор обмотки, привед к числу витков первичной обмотки. Сост тока перв обмотки  , создающая магн поток в трансформаторе при хол ходе, постоянна. Сост тока  , и  , зависит от нагрузки.Осн св-ва трансформатора определяются его рабочими характеристиками, представляющими зависимость первичного тока  , выходного напряжения U2, к.п.д. и коэффициента мощности cos в функции тока нагрузки. Эти характеристики получают из опытных данных или расчетным путем из анализа схемы замещения трансформатора. Параметры схемы замещения опр из опытов хол хода и к з На схеме замещения парам втор цепи «приводятся» к первичной в соотв с выр-ми : Е2 = kZ2 U2 = kU2; Zн = k2Zн; R2 = k2R2 ; X2 = k2X2.  - индуктивное сопротивление фазы обмотки статора; - ЭДС, наведенная в фазе обмотки статора вращающимся полем.Уравнение электрического состояния цепи обмотки ротора  , (4.3)где  - активное сопротивление фазы обмотки ротора; - индуктивное сопротивление фазы обмотки вращающегося ротора; - действующее значение тока в фазе вращающегося ротора; - действующее значение ЭДС в фазе вращающегося ротора.Для асинхр двигателя важнейшей хар-кой явл зав-ть  , график связывает две механ величины – частоту вращения ротора и вращ момент М, поэтому кривая называется механ характеристикой асинхронного двигателя.Трансформатор Опыт короткого замыкания режим, при кот его втор обмотка при испытании замкнута накоротко, к перв обмотке подводится пониж напр, кот наз напр к за U1к, при этом в обмотках протекают номин токи I1н и I2н. Опыт короткого замыкания проводится для определения напряжения U1к, электр потерь в обмотках Робм, параметров схемы замещения Rк = R1 + R2,Xк = Х1 + X2. Мощность, измер в перв цепи в режиме к з, равна приближенно электр потерям на нагрев обмоток трансформатора Рк.з. = Робм. Мощностью магнитных потерь в стали Рст можно пренебречь, так как U1 мало, следовательно, мал и рабочий магнитный поток, так как U1 = 4,44f1Фm. Электрическая цепь и её элементы Эл цепью наз сов-ть электротехн устройств, образ путь для прохождения эл тока и предназн для передачи, распределения и взаим преобразования эл и других видов энергии. Электромагн процессы, прот в устройствах эл цепи, могут быть описаны при помощи понятий об (Э.Д.С.), токе и напр.Эл цепи, в кот получение эл энергии, её передача и преобразование происходят при неизм во времени токах и напр, называют цепями пост тока. В таких цепях эл и магн поля также не изм во времени. в индуктивности сопротивление постоянному току равно нулю, а ёмкость, наоборот, представляет собой бесконечно большое сопротивление. Поэтому в цепи постоянного тока катушка индуктивности представляет собой закоротку (обычный провод, сопротивлением которого можно пренебречь), а ёмкость (конденсатор) – представляет собой разрыв цепи. Основными элементами электрической цепи являются источники и приёмники электрической энергии, которые соединяются между собой проводами. В источниках эл энергии (электромагнитные генераторы, гальванические элементы, термопреобразователи и др.) происходит преобразование механической, химической, тепловой и других видов энергии в электрическую. В приёмниках электрической энергии (электродвигатели, электротермические устройства, лампы накаливания, резисторы, электролизные ванны и др.), наоборот, электрическая энергия преобразуется в тепловую, световую, механическую, химическую и др. Схема эл цепи Граф изобр-е реальной эл цепи с помощью усл символов и знаков наз эл схемой Схема представляет собой идеализир цепь, кот служит расчетной моделью реальной цепи и иногда наз экв схемой замещения. Эта схема по возможности должна отражать реальные процессы, происх в действительности. В цепях пост тока чаще всего используют два осн элемента: источник энергии с Э.Д.С. Е c внутренним сопротивлением r0 и резистивный элемент (нагрузка) с сопротивлением R. Под внутренним сопротивлением генератора r0 понимают сопротивление электрическому току всех элементов внутри генератора. Сопротивление приёмника R характеризует потребление электр энергии, то есть превращение эл энергии в другие виды с выделением мощности:  . И сточник Э.Д.С. изображают в виде окружности диаметром 10мм со стрелкой внутри, кот указывает полож направление Э.Д.С. (или направление увеличения потенциала). Резисти элемент изобр в виде прямоугольника размером 10 x 4 мм. Заземление любой точки схемы означает, что потенциал этой точки принят равным нулю. Токораспределение в такой схеме не изменяется, так как никаких новых ветвей, по которым могли бы протекать токи не образуется. Если же заземлить 2 точки схемы и более, то в этом случае в схеме токораспределение изменится. При рассм эл цепей совокупность сопр резисторов, соед произв образом, целесообразно представить в виде одного резистора, обладающего эквивалентным сопротивлением Rэ.Такой элемент, заменяющий часть цепи и имеющий два входных зажима называется пассивным двухполюсником. Если выделенная часть цепи содержит источник Э.Д.С. или тока, то соответствующий эквивалентный элемент будет называться активным двухполюсником. На схемах необходимо указывать полож направление Э.Д.С. и токов. Это нужно для того, чтобы при проведении расчетов по тем или иным методам было возможным составить необходимые уравнения. В цепях пост тока с одним ист-м эл энергии эти напр-я легко определить при зад полярности ист (ток течет от плюса к минусу). В сл цепях направления токов и напряжений на отд участках сразу определить трудно. Поэтому для составления необх уравнений, из кот найдутся токи и напряжучастков цепи, эти напр задают произвольно. Если после решения уравнений значения тока или напряжения для участка цепи окажется отриц, то это означает, что в действ этот ток и напряж имеют другое направление. Для цепей перем тока также указывают условные полож направления, хотя и токи, и напряж измен во времени. Неразветвленная электрическая цепь характеризуется тем, что на всех ее участках протекает один и тот же ток, а разветвленная - содержит одну или несколько узловых точек, при этом на отдельных участках цепи протекают разные токи. Расчет цепей с одним источником электрической энергии можно проводить с помощью метода эквивалентных преобразований. Электрическая цепь с последовательным соединением n сопротивлений заменяется при этом цепью с одним эквивалентным сопротивлением Rэк=R1+R2+R3+...+Rn . Напряжения (падения напряжения) на сопротивлениях распределяются пропорционально этим сопротивлениям: U1/R1=U2/R2=U3/R3=...=Un/Rn . Электрическую цепь с параллельным соединением n сопротивлений заменяют цепью с эквивалентным сопротивлением Rэк, которое определяется из выражения 1/Rэк=1/R1+1/R2+1/R3+...+1/Rn.. В частном случае параллельного соединения двух сопротивлений эквивалентное сопротивление будет равно а токи распределяются обратно пропорционально их сопротивлениям, при этом U=R1I1=R2I2. Эквивалентное сопротивление участка цепи, состоящего из n одинаковых параллельно соединенных сопротивлений определяется как Rэк=R/n. При расчете неразветвленной электрической цепи переменного тока с последовательно соединенными R, L и С элементами воспользуемся уравнениями, записанными на основе второо закона Кирхгофа. В комплексной форме это уравнение имеет вид ист Э.Д.С. и ист тока. Идеал ист Э.Д.С. имеет неизм Э.Д.С. и напр на выходных зажимах при всех токах нагрузки. У реал ист – Э.Д.С. и напр на зажимах измен при изменении нагрузки. В эл схеме это учит послед вкл резистора r0. Напр Uab зависит от тока приёмника и равно разности между Э.Д.С. генератора и падением напряжения на его внутреннем сопротивлении r0:  Ток, прот по цепи, зависит от сопр нагрузки: . различают четыре режима работы:РЕЖИМ ХОЛОСТОГО ХОДА - характ отсутствием тока в цепи вследствие того, что RH =  . Напряжение на зажимах источника наибольшее и равно Э.Д.С.. НОМИНАЛЬНЫЙ РЕЖИМ – режим, при кот ток и напр соотв значениям, устан заводом-изготовителем. В этом режиме генератор может длительно работать при макс допуст нагрузке, не выходя из строя. Важным показателем рациональной работы источника электрической энергии является К.П.Д.  .  . .РЕЖИМ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ - режим, при кот напр на выводах источника равно нулю, так как выходные зажимы замкнуты накоротко (RH=0). В этом случае ток в цепи будет ограничен только внутренним сопротивлением источника:   Р2=0 . Для источников с малым внутр сопр (аккумуляторы, электромагнитные генераторы) режим короткого замыкания опасен и является аварийным. Для гальванических элементов такой режим работы менее опасен, так как их внутр сопре относительно велико. СОГЛАСОВАННЫЙ РЕЖИМ - это режим, при кот сопр внешн нагрузки равно внутр сопр ист-а. в приёмнике выдел наиб мощность, равная половине мощности ист-а. В этом случае К.П.Д. =0,5. Такой режим испол в измер цепях, устройствах средств связи. При передаче больших мощностей работа в соглас режиме, как правило, недопустима. В таких цепях осн усл явл как можно большее повышение К.П.Д., то есть RH>>r0. Источник тока характ бесконечным внутр сопр и беск значением Э.Д.С.,. Эти два разнородных источника электрической энергии являются эквивалентными, поскольку при замене одного источника другим токи и напряжения во внешней электрической цепи остаются неизменными. При откл приёмников от источников, в схеме с источником Э.Д.С. мощность не расходуется, в схеме с ист-м тока составляет ∆Р=J2r0. Ист Э.Д.С. и ист тока – идеализе ист-и, физически осущ кот невозм; Идеал ист Э.Д.С. без последо соед с ним RH нельзя заменить идеал ист тока. Основными уравнениями теории электрических цепей являются уравнения Кирхгофа, поэтому все электрические цепи подчиняются первому и второму законам Кирхгофа. Первый закон Кирхгофа можно сформулировать двояко: Алгебраическая сумма токов, подтекающих к любому узлу схемы, равна нулю:  . (Подтекающие к узлу токи считаются положительными, а утекающие – отрицательными). Сумма подтекающих к любому узлу токов равна сумме утекающих от узла токов:  . Второй закон Кирхгофа можно также сформулировать двояко: Алгеб сумма напряжений вдоль любого контура равна нулю  , Алгебраическая сумма падений напряжений в любом замкнутом контуре равна алгебраической сумме Э.Д.С. вдоль того же контура:  . |