Изменение напряжения, подаваемого на обмотку якоря; изменение магнитного потока; включение добавочного сопротивления в цепь якоря

Электротехника

1. Почему станину машины постоянного тока выпускают из толстой листовой стали, а сердечник якоря из тонких отдельных пластин?

Сердечник из пластин для уменьшения потерь на вихревые токи и перемагничивание.

Станина машины постоянного тока выполняется массивной из литой стали, так как благодаря постоянству по величине и неподвижности магнитного поля в пространстве в этой части машины отсутствуют потери энергии на вихревые токи.

2. Какими способами можно регулировать частоту вращения двигателей постоянного тока?

Изменение напряжения, подаваемого на обмотку якоря; изменение магнитного потока; включение добавочного сопротивления в цепь якоря

3. Почему по мере разгона двигателя постоянного тока уменьшается Iя?

Во время пуска возникает большой пусковой ток. Возникает потому, что сопротивление в цепи якоря Rя невелико, подаваемое напрядение U номинальное, а ЭДС E, которая в рабочем положении уравновешивает большую часть приложенного напряжения, в момент пуска равна нулю.

4. Почему пусковой реостат после пуска двигателя необходимо вывести?

Пусковой ток постепенно будет уменьшаться до рабочего значения, следовательно для работы двигателя нужно уменьшить сопротивление.

5. Какая часть машины постоянного тока предназначена для преобразования переменных величин в постоянные?

Щеточно-коллекторный узел

6. Какие существуют способы реверсирования двигателей постоянного тока?

Можно осуществить, изменив направление вращающего момента M. Обычно для реверса изменяют полярность напряжения на обмотке якоря, т.е. направление тока в обмотке якоря.

7. При каких условиях и как осуществляется процесс самовозбуждения генератора постоянного тока с параллельным возбуждением?

Условия:наличие в магнитной цепи машины потока остатончного магнетизма; магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения направлен согласно с магнитным потоком остаточного магнетизма; сопротивление цепи возбуждения меньше критического.

Принцип:Магнитная цепь машины имеет небольшой остаточный магнитный поток (примерно 2-3% номинального). При вращении якоря в поле остаточного потока в нем наводится небольшая ЭДС, вызывающая некоторый ток в обмотке возбуждения. При соответствующем направлении он увеличивает остаточный магнитный поток, ЭДС в якоре возрастает и процесс развивается лавинообразно до тех пор, пока не будет ограничен насыщением магнитной цепи.

8. Как протекает процесс саморегулирования двигателя постоянного тока?

при изменении момента сопротивления нагрузки на валу изменяется угол рассогласования и электромагнитный вращающий момент становится равным моменту нагрузки. При этом изменяются активная мощность и ток статора двигателя. Но частота вращения остается неизменной: механическая характеристика синхронного двигателя - зависимость - представляет собой горизонтальный отрезок прямой.

9. Зарисуйте внешнюю характеристику генератора с параллельным возбуждением и укажите на ней токи: кор, зам, крит, номин.

10. Почему машина постоянного тока не боится режима КЗ?

В генераторах с параллельным возбуждением увеличение нагрузки ведет к уменьшению напряжения на зажимах генератора. Последующее уменьшение сопротивления внешней цепи ведет к резкому уменьшению напряжения на зажимах генератора, а следовательно, и к уменьшению тока в цепи.

-При коротком замыкании напряжение на полюсах генератора окажется равным нулю.

Поэтому генераторы с параллельным возбуждением не боятся короткого замыкания.

11. К чему приводит реакция якоря?

Снижается ЭДС машины и ухудшаются условия работы коллектора-усиливается искрение под щетками.

12. Почему при установке дополнительных полюсов в машине постоянного тока уменьшается искрение щеток?

Искрение возрастает с увеличением тока якоря и частоты его вращения. Для улучшения коммутации между основными полюсами устанавливают дополнительные полюса, токи обмоток которых создают в зоне коммутации магнитный поток, противоположный магнитному потоку якоря.

13. Можно ли реверсировать двигатель постоянного тока параллельного и последовательного возбуждения, меняя полярности напряжение источника?

можно

14. В каком двигателе постоянного тока при одинаковом пусковом токе можно получить наибольший пусковой момент?

15. Зачем необходимо устанавливать в двигателях Rдоб и куда его подключать?

Подключается в цепь якоря. Устанавливается для защиты цепи якоря от сгорания в процессе пуска двигателя. Так как пусковой ток очень большой.

16. Почему при пуске двигателя постоянного тока средней и большой мощности стараются уменьшить пусковой ток?

Чтобы не сгорела обмотка якоря.

17. Почему реакция якоря является отрицательным явлением?

Так как . Потому что в результате этого явления ток якоря создает свой магнитный поток, который искажает и даже уменьшает основной магнитный поток машины.

18. Какое различие в формулах электрического состояния якоря генератора и двигателя?

Ток якоря сонаправлен с ЭДС в генераторе, а в двигателе ток противоположно-направлен ЭДС. Соответственно для генератора . Для двигателя .

19. Как регулируется частота вращения в двигателях постоянного тока?

Изменение напряжения, подаваемого на обмотку якоря; изменение магнитного потока; включение добавочного сопротивления в цепь якоря

21. Что показывает внешняя характеристика генератора с параллельным возбуждением?

Характеристика показывает, что с увеличением нагрузки напряжение генератора уменьшается.

22. Почему двигатель называют асинхронным?

Потому что частота вращения магнитного поля ротора не совпадает с частотой вращения магнитного поля статора. Она всегда меньше частоты вращения магнитного поля статора.

23. От чего зависит частота вращения магнитного поля асинхронного двигателя?

От числа пар полюсов, значения или частоты питающего напряжения.

24. Почему пусковой ток асинхронного двигателя больше номинального?

Вращающееся магнитное поле статора наводит в неподвижном

роторе очень большую ЭДС(скольжение в этот момент максимально). Высокая ЭДС и вызывает скачок пускового тока, в 8-10 раз превышающего номинальный.

25. Чем определяется частота вращения ротора синхронного генератора при заданной частоте напряжения на его зажимах?

частота вращения ротора n=60f/p (об/мин), где f-частота напряжения, p-число пар полюсов ротора.

26. Какие существуют способы пуска трехфазных синхронных машин (этого вопроса нет, блядь в лекциях!)?

Пуск синхронных двигателей может быть:

– при помощи разгонного двигателя;

– частотным;

– асинхронным.

При пуске синхронного двигателя с помощью разгонного двигателя может использоваться асинхронный, имеющий большую, чем синхронную частоту вращения, или двигатель постоянного тока, если есть источник постоянного тока. Пуск с помощью разгонного двигателя применяется редко, так как разгонный двигатель используется только при пуске.

При частотном пуске обмотка статора синхронного двигателя подключается к преобразователю частоты. Синхронный двигатель с частотным пуском входит в синхронизм при малых частотах. Частотный пуск удобно использовать, если преобразователь частоты можно применять для пуска нескольких двигателей.

Наиболее распространенным является асинхронный пуск. Этот способ пуска возможен при наличии в полюсных наконечниках ротора пусковой короткозамкнутой обмотки (клетки). Схема включения двигателя при этом способе приведена на рис. 18.2.

Невозбужденный синхронный двигатель включают в сеть. Возникшее при этом вращающееся магнитное поле статора наводит в стержнях пусковой клетки эдс, которые создают токи I₂. Взаимодействие этих токов с полем статора вызывает вращение ротора. После разгона ротора до частоты вращения близкой к синхронной ( ) обмотку возбуждения подключают к источнику постоянного тока. Образующийся при этом синхронный момент втягивает ротор двигателя в синхронизм.

В процессе асинхронного пуска магнитный поток статора наводит в обмотке возбуждения ротора эдс, особенно значительной величины в начальный период пуска, так как скорость пересечения полем статора обмотки ротора в этот период наибольшая. Из-за большого числа витков обмотки возбуждения эта эдс достигает значений, опасных как для целости изоляции самой обмотки, так и для обслуживающего персонала. Для исключения этого обмотку возбуждения на период разгона замыкают на активное сопротивления r переключателем П (рис. 18.2).

Конструкция синхронных двигателей сложнее, чем короткозамкнутых асинхронных двигателей. Кроме того, синхронные двигатели должны иметь возбудитель или иное устройство для питания обмотки возбуждения постоянным током. Вследствие этого синхронные двигатели дороже асинхронных короткозамкнутых двигателей.

27. Какие паспортные данные у машин постоянного тока являются основными?

- напряжение на зажимах, U, B;

- ток нагрузки, I, A;

- ток возбуждения, I_в, А;

- полезная электрическая мощность, Р , Вт;

- частота вращения якоря n, мин .

Номинальные значения этих величин входят в паспортные данные всех генераторов постоянного тока. Можно указать и ряд дополнительных величин, например, число пар полюсов Р, сопротивления обмоток R_я, R_ш, R_c и т.п. Основную группу характеристик снимают при неизменной частоте вращения якоря.

Основными характеристиками ГПТ являются:

1. Характеристика холостого хода U_o= f(I_в); I = 0;

(U_o - напряжение холостого хода генератора).

2. Внешняя характеристика U = f(I); R_в= 0;

(R_в- сопротивление реостата в цепи возбуждения).

3. Регулировочная характеристика I_в= f(I); U = U_ном;

(U_ном - номинальное напряжение генератора).

28. Что показывает характеристика холостого хода генератора с параллельным возбуждением?

Характеристику холостого хода генератора с параллельным возбуждением снимают при независимом возбуждении (когда ток в якоре I_я = 0), поэтому она ничем не отличается от соответствующей характеристики для генератора с независимым возбуждением (см. рис. 121, а). Регулировочная характеристика генератора с параллельным возбуждением имеет такой же вид, как и характеристика для генератора с независимым возбуждением (см. рис. 121, в). Значит, она показывает зависимость напряжения от тока при нулевом токе в якоре.

29. В какой из машин постоянного тока процесс самовозбуждения невозможен?

В генераторе с независимым возбуждением.

30. От какой величины зависят все рабочие характеристики машин постоянного тока?

От ЭДС.

31. От чего зависит частота вращения магнитного поля асинхронного двигателя?

При включении обмотки статора в сеть трехфазного тока возникает вращающееся магнитное поле статора с частотой вращения n1. Магнитные линии вращающегося магнитного поля статора пронизывают обмотку ротора и наводят в ней ЭДС. Обмотка ротора замкнута, поэтому ЭДС ротора создает в стрежнях обмотки ротора токи. Взаимодействие этих токов с полем статора создает на роторе электромагнитные силы Fэм, которые стремятся развернуть ротор в направлении вращения магнитного поля статора. Частота вращения ротора всегда меньше частоты вращения статора, так как только в этом случае происходит наведение ЭДС в обмотке ротора двигателя.

32. Во сколько раз изменятся f₂ E_2s X_2s при переключении выводов трехфазных асинхронных двигателей со звезды на треугольник (это что, блеать?!)?

Данные значения не должны измениться.

33. Почему трехфазные двигатели переменного и постоянного тока включаются в трехфазную сеть звездой без использования нейтрального провода?

Так как напряжение на обмотке возбуждения и на обмотке якоря практически одинаковы, то нейтральный провод не нужен.

34. От каких величин зависит электромагнитный вращающий момент асинхронного двигателя?

В первую очередь - от электромагнитной силы, которую создает ток, в обмотке ротора, взаимодействующий с обмоткой ротора, вызываемый ЭДС, которая в свою очередь вызвана магнитным полем статора.

35. Почему при изменениях величины и характера нагрузки происходит изменение напряжения на выводах синхронного генератора?

Так как при подключении нагрузки в фазах обмотки статора появляются токи. При этом трехфазная обмотка статора создает вращающееся магнитное поле. Частота вращения этого поля равно частот е вращения ротора генератора. В связи с этим происходит изменение напряжения, стабилизация которого должна приходить за счет изменения величины постоянного тока в обмотке возбуждения машины.

36. Как осуществить изменение направления вращения ротора синхронного генератора?

Для изменения направления вращения синхронного генератора необходимо переключить концы обмоток возбуждения так, чтоб направление тока в обмотке возбуждения не изменилось.

37. От каких величин зависит электромагнитный вращающий момент асинхронного двигателя?

Вопрос 33