Лекция 27. Асинхронная машина

ТЕКСТЫ ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ»

Минск 2012

Автор: доц. кафедры АППиЭ

Коровкина Н. П.

В пособии излагается теория электрических и магнитных цепей. Рассмотрены элементы и устройства электроники; описана конструкция и принцип работы машин постоянного и переменного тока; приводятся современные подходы к регулированию частоты вращения двигателей; рассмотрены вопросы электропривода. Лекции сопровождаются презентациями. Пособие предназначено для стедунтов спец.1 – 36 07 01.

Содержание

Лекция 1. Введение………………………………………………………..10

Презентация Mikrosoft Power Point 1 Введение. Слайды 1…9.

Лекция 2. Электрические цепи. Электрические цепи постоянного тока.17

2.1. Основные понятия и определения…………………………………….17

2.2. Законы Ома и Кирхгофа ………………………………………………20

2.3. Режимы работы электрических цепей ………………………………..22

2.4. Эквивалентные преобразования последовательного, параллельного

и смешанного соединений элементов электрических цепей ………..22

2.5. Преобразования схем соединений «звезда» и «треугольник»……….25

Презентация Mikrosoft Power Point 2.Электрические цепи постоянного тока Слайды 1…9.

Лекция 3. Методы расчета сложных цепей постоянного тока …………..

3.1 Классификация цепей и особенности их расчета ………………………28

3.2. Метод прямого применения законов Кирхгофа ……………………….28

3.3. Метод наложения (суперпозиции) ……………………………………...29

3.4. Метод контурных токов ………………………………………………....31

3.5. Метод эквивалентного генератора ……………………………………...33

3.6. Метод узловых напряжений ……………………………………………..34

3.7. Уравнение баланса мощностей электрической цепи …………………..35

3.8. Потенциальная диаграмма ……………………………………………….36

Презентация Mikrosoft Power Point 2. Электрические цепи постоянного тока

Слайды 12…24.

Лекция 4 Однофазные электрические цепи синусоидального тока ……….37

4.1. Основные понятия и определения ……………………………………….37

4.2. Векторное изображение синусоидальных ЭДС, напряжений и токов ..41

4.3. Комплексный метод расчета электрических цепей синусоидального тока……………………………………………………………………………….41

4.4. Построение векторной диаграммы на комплексной плоскости ………..42

4.5. Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме ………………………….44

4.6. Пассивные элементы в цепи синусоидального тока ……………………..44

4.7. Цепь с резистивным элементом ………………………………………….. 45

Презентация Mikrosoft Power Point 3. Однофазные электрические цепи синусоидального тока. Слайды 1…9.

Лекция 5.

5.1. Цепь с индуктивным элементом ………………………………………… 47

5.2. Цепь с последовательным соединением резистивного и индуктивного

элементов ……………………………………………………………………49

5.3. Цепь с емкостным элементом ……………………………………………..50

5.4. Цепь с последовательным соединением резистивного и емкостного

элементов ………………………………………………………………… 52

5.5. Цепь с последовательным соединением элементов с R, L и С ………… 53

5.6. Треугольники напряжений, сопротивлений и мощностей ………………55

5.7. Резонанс напряжений ………………………………………………………56

Презентация Mikrosof Power Point. Слайды 10…14.

Лекция 6.

6.1. Электрическая цепь с параллельным соединением резистивного,

индуктивного и емкостного элементов …………………………………58

6.2. Треугольники токов и проводимостей ………………………………….59

6.3. Параллельное соединение нескольких электроприемников …………..60

6.4. Резонанс токов …………………………………………………………… 61

6.5. Электрическая цепь со смешанным соединением резистивного,

индуктивного и емкостного элементов …………………………………64

6.6. Мощность однофазной цепи синусоидального тока ………………… ..65

6.7. Методика расчета однофазных цепей синусоидального тока …………66

Презентация Mikrosoft Power Point 3. Однофазные электрические цепи синусоидального тока. Слайды 15…21.

Слайды 15…21

Лекция 7.Трехфазные электрические цепи

7.1. Основные понятия и определения ………………………………………67

7.2. Получение трехфазной системы ЭДС …………………………………..67

7.3. Соединение обмоток генератора и фаз приемника звездой ………… 70

7.4. Напряжение между нейтральными точками генератора и приемника…72

Презентация Mikrosoft Power Point 4. Трехфазные электрические цепи Слайды 1…3.

Лекция 8.

8.1. Трехфазный приемник, соединенный по схеме «звезда» ………………74

8.2. Соединение фаз приемника по схеме «треугольник» …………………..78

8.3. Несимметричная нагрузка при соединении треугольником……………80

8.4. Определение мощности и коэффициента мощности трехфазного

приемника………………………………………………………………….82

Презентация Mikrosoft Power Point 4. Трехфазные электрические цепи Слайды 4…17

Лекция 9. Переходные процессы в линейных электрических цепях

9.1.Общие вопросы и законы коммутации …………………………………….83

9.2. Подключение катушки индуктивности с R, L к источнику постоянного

напряжения ………………………………………………………………84

9.3. Переходные процессы при заряде и разряде конденсатора..………….85

Презентация Mikrosoft Power Point. 5 Переходные процессы Слайды 1…8.

Лекция 10. Цепи периодического несинусоидального тока

10.1 Причины возникновения периодических несунусоидальных ЭДС, токов

и напряжений. Представление функций рядом Фурье ……………… 88

10.2 Действующее значение несинусоидальных электрических величин....90

10.3 Мощность электрической цепи при несунусоидальных напряжениях и

токах ………………………………………………………………………91

10.4. Причины возникновения периодических несинусоидальных ЭДС, токов

и напряжений. Представление рядом Фурье……………………………92

10.5. Действующее значение несинусоидальных электрических величин…93

Презентация Mikrosoft Power Point. 6. Слайды 1…29

Лекция 11. Магнитные цепи

11.1 Основные величины, характеризующие магнитное поле ………………94

11.2. Магнитные свойства и характеристики ферромагнитных материалов ..94

11.3. Расчет магнитных цепей ………………………………………………….97

11.4. Катушка с магнитопроводом в цепи переменного тока ………………. 98

Презентация Mikrosoft Power Point. 7

Лекция 12. Основы электроники

12.1. Введение ……………………………………………………………… 102.

12.2 Электропроводность полупроводников ………………………………103

12.3. P-N-переход и его свойства ……………………………………………107

12.4. Полупроводниковые резисторы ……………………………………… 108

12.5 Полупроводниковые диоды …………………………………………… 110

Презентация Mikrosoft Power Point 8. Основы электроники Слайды 1…27.

Лекция 13

13.1 Биполярные транзисторы ……………………………………………….116

13.2 Униполярные (полевые) транзисторы ………………………………… 120.

13.3 Тиристоры ………………………………………………………………..123

13.4 Интегральные микросхемы ……………………………………………..125

Презентация Mikrosoft Power Point. 8. Основы электроники Слайды 28…44

Лекция 14.Выпрямители

14.1. Общие сведения…………………………………………………………127

14.2. Однополупериодный однофазный выпрямитель …………………… 128

14.3. Однофазный мостовой выпрямитель ………………………………… .129

14.4. Двухполуперилдный выпрямитель со средней точкой

трансформатора…………………………………………………………..130

14.5. Трехфазный однополупериодный выпрямитель………………………131

14.6. Трехфазный мостовой выпрямитель …………………………………..132

Презентация Mikrosoft Power Point. 9. Выпрямители Слайды 1…11

Лекция 15.Управляемый выпрямитель. Фильтры

15.1. Введение …………………………………………………………………134

15.2. Однофазный управляемый выпрямитель со средней точкой

трансформатора ………………………………………………………… 134

15.3. Трехфазный управляемый выпрямитель ……………………………… 135

15.4. Основные характеристики управляемого выпрямителя ………………136

15.5. Трехфазный мостовой управляемый выпрямитель ……………………136

15.6. Выпрямитель для возбуждения синхронных генераторов ……………137

15.7. Сглаживающие фильтры ……………………………………………… 137

15.8. Стабилизаторы напряжения …………………………………………… 140

Презентация Mikrosoft Power Point. 9. Выпрямители Слайды 12…19

Лекция 16. Усилители

16.1. Введение ………………………………………………………………… 143

16.2. Усилительный каскад на биполярном транзисторе с общим

эмиттером…………………………………………………………………144

16.3. Графический анализ работы каскада на биполярном транзисторе с

общим эмиттером ……………………………………………………… 145

16.4. Характеристики каскада усилителя с общим эмиттером …………… 146

16.5. Температурная стабилизация ………………………………………… 148

16.6. Многокаскадные усилители напряжения ………………………………148

16.7. Усилительный каскад на полевом транзисторе ………………………..149

16.8. Режимы работы усилительных каскадов …………………………… 149

Презентация Mikrosoft Power Point. 10. Усилители Слайды 1…13

Лекция 17

17.1. Усилитель мощности ………………………………………………… 151

17.2. Обратные связи в усилителях ………………………………………… 152

17.3. Усилители постоянного тока …………………………………………..153

17.4. Балансный усилительный каскад (джифференциальный каскад) … 154

17.5. Операционный усилитель ………………………………………………155

17.6. Примеры построения аналоговых схем на ОУ…………………… …156

Презентация Mikrosoft Power Point. 10. Усилители Слайды 14…24

Лекция 18. Импульсные устройства

18.1. Общие сведения …………………………………………………………160

18.2. Ключевой режим работы транзистора …………………………………161

18.3. Импульсный (нелинейный) режим работы операционного усилителя

Компараторы …………………………………………………………….161

18.4. Мультивибраторы ……………………………………………………… 163

Презентация Mikrosoft Power Point. 11.Импульсные устройства Слайды 1…5

Лекция 19. Элементы вычислительных машин

19.1. Основные логические операции и их реализация на база микросхем .166

19.2. Триггеры ………………………………………………………………… 169

19.3. Регистры ………………………………………………………………….172

Презентация Mikrosoft Power Point. 11.Элементы ВМ Слайды 6…30

Лекция 20. Электрические измерения

20.1. Основные понятия ……………………………………………………….174

20.2. Классификация электроизмерительных устройств …………………. 174

20.3. Магнитоэлектрическая система ……………………………………… 175

20.4. Электромагнитная система …………………………………………… 176

20.5. Электродинамическая система ………………………………………… 177

20.6. Индукционная система ……………………………………………… 178

Презентация Mikrosoft Power Point. 12.Электрические измерения Слайды 1…10

Лекция 21

21.1.Измерение тока и напряжения ……………………………………… 181

21.2.Измерение сопротивлений …………………………………………… 182

21.3. Измерение мощности ………………………………………………… 184

Презентация Mikrosoft Power Point. 12.Электрические измерения Слайды 11…18

Лекция 22. Трансформаторы

22.1. Введение ………………………………………………………………….185

22.2. Однофазный трансформатор. Устройство и принцип работы ……… 185

22.3. Нагрузочный режим трансформатора ………………………………… 186

22.4. Опыт холостого хода …………………………………………………… 187

22.5. Опыт короткого замыкания ……………………………………………. 188

22.6. Параметры приведенной вторичной обмотки ……………………… 189

22.7. Схема замещения трансформатора …………………………………… 191

22.8. Уравнения ЭДС,МДС и токов трансформатора ……………………… 191

22.9. Векторная диаграмма трансформатора…………………………………192

Презентация Mikrosoft Power Point. 13.Трансформаторы. Слайды 1…15

Лекция 23

23.1. Внешняя характеристика и КПД трансформатора …………………… 194

23.2. Измерительные трансформаторы ……………………………………… 195

23.3. Трехфазные трансформаторы ………………………………………… 197

23.4. Трансформаторы для дуговой сварки и автотрансформаторы ……… 199

Презентация Mikrosoft Power Point. 13 Трансформаторы. Слайды 16…22.

Лекция 24. Машины постоянного тока

24.1. Общие сведения……………………………………………………… 202

24.2. Устройство машин постоянного тока………………………………… 202

24.3. Принцип работы генератора постоянного тока…………………… …204

24.4. Электродвижущая сила якоря…………………………………….. …..205 24.5. Реакция якоря………………………………………………………….. 206

24.6. Коммутация машин постоянного тока…………………………………207

Презентация Mikrosoft Power Point. 14. Машины постоянного тока. Слайды 1…11

Лекция 25.Генератор постоянного тока

25.1. ГПТ с независимым возбуждением……………………………………. 210

25.2. ГПТ с самовозбуждением ………………………………………………211

Презентация Mikrosoft Power Point. 14. Машины постоянного тока. Слайды 35…42

Лекция 26. Двигатель постоянного тока

26.1. Принцип действия двигателя постоянного тока …………………… 215

26.2. Вращающий момент двигателя постоянного тока ……………………216

26.3. Типы возбуждения и механические характеристики ДПТ ………… 217

26.4. Пуск ДПТ ……………………………………………………………… ..220

26.5. Регулирование частоты вращения ДПТ ……………………………….221

26.6. Торможение ДПТ ………………………………………………………..223

26.7. Рабочие характеристики ДПТ ……………………………………… 224

26.8. Достоинства и недостатки ДПТ …………………………………… …225

Презентация Mikrosoft Power Point. 14. Машины постоянного тока. Слайды 12…34

Лекция 27. Асинхронная машина

27.1. Устройство трехфазного асинхронного двигателя……………………226

27.2. Принцип работы асинхронного двигателя………………………… 228

27.3. Электромагнитная сила и электромагнитный момент АД………… 230

27.4. Схема замещения и механическая характеристика АД…………… 232

27.5. Анализ мехенической характеристики АД………………………… 233

Презентация Mikrosoft Power Point. 15. Асинхронный двигатель. Слайды 1…27

Лекция 28

28.1.Пуск асинхронного двигателя ………………………………………… 235

28.2. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя ………… 239

28.3. Способы торможения асинхронных двигателей …………………… 244

28.4. Рабочие характеристики асинхронного двигателя …………………… 246

28.5. Достоинства и недостатки асихронных двигателей………………… 247

Презентация Mikrosoft Power Point. 15. Асинхронный двигатель. Слайды. 28…48