Тұрақты тоқ машиналары
Пәннің сипаттамасы
Пәннің пререквизиті
«Электр машиналары» курсының теориялық негізі: жоғары математика, физика, теориялық механика және электр техникасының теориялық негіздері.
Электр машиналарының құрылысы мен жұмыс режимдерін оқу кезінде инженерлік графикадан, электр техникалық материалдардан, қолданбалы механикадан, электрлік өлшеуден және өндірістік электроникадан да білім қажет.
Пәннің мақсаты және міндеті
«Электр машиналары» курсы жоғары оқу орындары студенттері үшін міндетті пән болып табылады және жалпы кәсіби пән ретінде оқу жоспарларына енгізіледі.
Пәнді оқыту мақсаты болашақ мамандардың энергияны электр механикалық түрлендіру процестерінің, электр машиналарының конструкциясының, олардың қасиеттерінің, сипаттамаларының, эксплуатациялау ережелерінің теориялық және практикалық білімін игеру болып табылады.
Пәнді оқыту мәселелері
Курсты оқу нәтижесінде студенттер:
- электр машиналары мен трансформаторлардың әртүрлі типтерінің құрылғылары мен әрекет ететін принциптерін;
- электр машиналарындағы және трансформаторлардағы әртүрлі жұмыс режимдерінде болатын физикалық құбылыстарды және олардың математикалық сипатын;
- электр машиналары мен трансформаторлардың негізгі сипаттамаларын білуі керек.
Курсты оқу нәтижесінде студенттер:
- нақты практикалық жағдайлар үшін электр машиналары мен трансформаторларды таңдау;
- электр машиналары мен трансформаторлар енгізілген жүйелердегі процестерді сипаттау және талдау жасау;
- электр машиналарына және трансформаторларға сынақ жасау қолынан келуі керек.
Пәннің қысқа мазмұны
Электр машиналарының қазіргі заманғы техника мен энергетикадағы орны мен мәні. Электр машиналары мен трансформаторлардың дамуы жөнінде қысқаша мағлұмат.
Өз кезегінде «Электр машиналары» курсы электр механика саласындағы барлық келесі пәндерді оқу үшін негіз болады.
Трансформаторлар
Трансформаторлардың энергетикадағы орны мен міндеттері. Құрылысы және әрекет ету принципі. Бос жүріс пен қысқа тұйықталған кездегі трансформатордағы физикалық процестер. ЭҚК теңдеуі. Трансформациялау коэффициенті. Келтірілген трансформатор. Трансформатордың жүктемеге жұмыс істеуі. Векторлық диаграммалар. Орын басу схемалары. Кернеудің өзгеруі. Сыртқы сипаттамалары. Параметрлерді тәжірибе жүзінде анықтау. Трансформаторлардың шығындары мен П.Ә.К.
Үшфазалы трансформаторлар. Бөлек және ортақ магниттік жүйелері бар үшфазалы трансформаторлардағы физикалық процестердің ерекшеліктері. Орамаларды жағлау схемалары, топтары. Үшфазалы трансформаторлардың бос жүрісінің ерекшеліктері.
Трансформаторлардың параллель жұмысы. Параллель жұмысқа қосу шарттары. Параллель жұмыс кезіндегі трансформаторлар арасында жүктемелерді тарату.
Айнымалы тоқ машиналары теориясының жалпы мәселері
Айнымалы тоқ машиналарының электр энергиясын генерациялауда және пайдаланудағы алатын орны. Айнымалы тоқ машиналарының жұмыс істеу принципі және құрылысы.
Айнымалы тоқ машиналары орамаларындағы индукцияланатын ЭҚК. Орама коэффициенті. ЭҚК қисығындағы жоғары гармоникаларды азайту тәсілдері.
Айнымалы тоқ машиналарының: бір қабатты және екі қабатты, толық және қысқартылған қадамды, полюс пен фазаға бүтін және бөлшекті ойығы бар тұзақты және толқынды орамалары.
Айнымалы тоқ машиналары орамаларының магнит қозғаушы күші (МҚК).
Асинхронды машиналар
Құрылысы, жұмыс істеу принциптері.
Ротор айналып тұрған кездегі үшфазалы асинхронды машина. Кернеу мен тоқтар теңдеулері, асинхронды машиналардың орын басу схемалары мен векторлық диаграммасы.
Асинхронды машинаның айналу моменті және оның сырғу, кернеу параметрлеріне тәуелділігі. Бастапқы, номиналды және максималды айналу моменті. Паразиттік иінкүш және олармен күресу шаралары.
Қысқа тұйықталған роторлы және түйіспе сақиналы асинхронды қозғалтқыштарды іске қосу. Толық және төмендетілген кернеуде іске қосу.
Асинхронды қозғалтқышты желіге қосқан кездегі өтпелі процесстер. Өтпелі процесстегі тоқтар мен моменттер.
Терең ойықты қозғалтқыштар. Қос торлы қозғалтқыштар. Үш фазалы қысқа тұйықталған және роторлы асинхронды қозғалтқыштардың статор және ротор жақтарына әрекет жасаумен айналу жиілігін реттеу.
Көп фазалы асинхронды машиналардың ерекше түрлері және жұмыс істеу режимдері.
Асинхронды қозғалтқыштың номиналды емес жұмыс режимдері. Номиналды емес қуатта, кернеуде, жиілікте, симметриялы емес қоректендіретін кернеуде, ротор тізбегінде симметрия бұзылған кездегі асинхронды машинаның жұмысы.
Бір фазалы асинхронды қозғалтқыш, құрылысы, схемасы, электр магниттік моменті, сипаттамалары, жүргізіп жіберу тәсілдері. Үшфазалы қозғалтқышты бірфазалы желіден жұмыс істеу үшін қолдану.
Фаза реттеуіш, индукциялы реттеуіш: мақсаты, мәні, құрылысы, әрекет ету принципі, кернеулердің векторлық диаграммалары.
Синхронды машиналар
Синхронды генератордың бос жүрісі. Синхронды генератордың симметриялы активті, индуктивті және сыйымдылықты жүктеме кезіндегі якорының реакциясы. Көлденеңді және ұзына бойы якорь өрісі. Айқындалмаған және айқындалған полюсті синхронды машиналардың якорь реакциясының көлденең және ұзына бойы МҚК-ін қоздыру орамасының МҚК-не келтіру коэффициенттері. Бір қалыпты түскен режимдегі статор орамасының параметрлері. Қатысты бірліктер жүйесіндегі параметрлер.
Магниттік тізбектің ұзына бойы өсі бойынша қанығуын ескермеген және ескерген кездегі айқындалған және айқындалмаған полюсті синхронды машиналардың векторлық диаграммалары. Синхронды генератордың сипаттамалары. Қысқа тұйықталудың қатынасы.
Синхронды генераторлардың басқа синхронды генераторлармен параллель ортақ торапқа жұмыс істеуі. Генераторларды параллель жұмысқа қосу шарттары және синхронизация. Шексіз қуатты желімен жұмыс істейтін синхронды машиналардың активті және реактивті қуаттарын реттеу. Бұрыштық және U-тәріздес сипаттамалары. Векторлық диаграммалары. Синхронды қозғалтқыштар. Құрылысының ерекшеліктері. Іске қосу. Жұмыстық, бұрыштық және U-тәріздес сипаттамалары. Қолдану салалары.
Синхронды компенсатор. Құрылысы және қолданылуы, сипаттамалары.
Тұрақты тоқ машиналары
Конструкциясының негізгі элементтері, әрекет ету принципі, қайтымдылық принципі. Якорь орамасы. Орамалардың жіктелуі және олардың орындалу принциптері. Ораманың түрін таңдау, симметриялы шарттары, қарапайым және күрделі орамалардағы теңестірілетін жалғанулар, аралас орамалар.
Якорь орамасының электр қозғауыш күші. Коллектордағы кернеудің соққылау (пульсация) және оларды азайту тәсілдері.
Бос жүріс кезіндегі машинаның ауа саңылауындағы магнит өрісі. Жүктеме кезіндегі машинаның магнит өрісі. Якордың көлденең өзгеруінің коллектордың потенциал қисығына әсері. Компенсациялық орама.
Ток коммутациясы. Коммутациялық процестің маңызы. Коммутация теориясының негіздері.
Тұрақты тоқ генераторы. Қоздыру тәсілдері бойынша генераторлардың жіктелуі. Энергетикалық диаграмма, ЭҚК теңдеуі, электр магнит иінкүші. Өзі қозу шарттары. Тәуелсіз, параллель, тізбектеле және аралас қоздырылатын генераторлардың сипаттамалары. Сипаттамалық үшбұрышты қолдана отырып жүктемелік және реттеулік сипаттамаларды тұрғызу әдістері. Генераторлардың параллель жұмысы істеуі, параллель жұмысқа қосу шарттары.
Тұрақты тоқ қозғалтқыштары. Энергетикалық диаграмма. Кернеулер, жылдамдықтар, иінкүштер теңдеулері. Жүргізу және іске қосу сипаттамалары. Әртүрлі схемалармен қоздырылатын тұрақты тоқ қозғалтқыштарының механикалық сипаттамалары. Әртүрлі схемалармен қоздырылатын тұрақты тоқ қозғалтқыштарының айналу жиілігін реттеу.
Тұрақты тоқ машиналары шығындары мен П.Ә.К.
Тұрақты тоқ арнайы машиналары. Коллекторсыз тұрақты тоқ машиналары. Жартылай өткізгішті вентильдер негізінде коллекторды коммутатормен алмастыру принциптері; құрылысы, қолдану салалары. Электр машиналық күшейткіш. Униөрісті тұрақты тоқ машиналары. Басқа арнайы тұрақты тоқ машиналары.