Методические указания к решению задачи № 3

1. Скольжение

,

где

- число пар полюсов;

- частота тока в сети, =50 Гц;

- номинальная частота вращения, об/мин

2. Индуктивное сопротивление фазы ротора при таком скольжении

,

где - индуктивное сопротивление фазы неподвижного ротора, Ом

3. Ток в фазе вращающего ротора

,

где - ЭДС, наводимая в фазе ротора при работе двигателя со скольжением S, В;

- активное сопротивление фазы ротора, Ом.

4. Ток в фазе ротора при пуске

, В

, А

Задача № 4

Трехфазный синхронный неявнополюсный генератор работает параллельно с сетью, напряжение которой равно U. Генератор развивает ЭДС Е₀. Синхронное сопротивление генератора Х_с. Угол между напряжением сети и ЭДС генератора составляет Q градусов. КПД генератора равен . Частота вращения равна n_н. Обмотки генератора соединены в звезду.

Определить:

1. Электромагнитную мощность, отдаваемую генератором в сеть.

2. Необходимую мощность первичного двигателя для вращения генератора.

3. Тормозной момент, создаваемый генератором.

Данные для решения приведены в таблице 5.

Методические указания к решению задачи

1. Отдаваемая генератором активная мощность

, кВт

В формуле значения напряжения и ЭДС-фазные

2. Мощность первичного двигателя должна быть больше мощности генератора на величину потерь мощности в генераторе

,

где - заданный КПД генератора

3. Тормозной момент, создаваемый генератором и преодолеваемый двигателем

где угловая скорость вращается

, рад/с

Мощность двигателя следует выражать в ваттах

Таблица 3 Технические данные некоторых асинхронных двигателей серии 4А

Тип двигателя	Пн, об/мин	Рн, кВт	ηн	cosфн	Ih/Iн	Мп/Мн	Ммакс/Мн
4А90L2У3			0,85	0,88	6,5		2,2
4А100S2У3		5,5	0,88	0,91	7,5		2,2
4А112M2У3		7,5	0,88	0,88	7,5		2,2
4А132M2У3			0,88	0,9	7,5	1,6	2,2
4А160S2У3			0,88	0,91	7,5	1,4	2,2
4А160M2У3		18,5	0,89	0,92	7,5	1,4	2,2
4А180S2У3			0,89	0,91	7,5	1,4	2,2
4А180M2У3			0,9	0,92	7,5	1,4	2,2
4А200M2У3			0,9	0,89	7,5	1,4	2,2
4А200L2У3			0,91	0,9	7,5	1,4	2,2
4А225M2У3			0,91	0,92	7,5	1,2	2,2
4А250S2У3			0,91	0,89	7,5	1,2	2,2
4А250M2У3			0,92	0,9	7,5	1,2	2,2
4А100S4У3			0,82	0,83	6,5	2,0	2,2
4А100L4У3			0,84	0,84	6,5	2,2	2,2
4А112M4У3		5,5	0,86	0,85	7,0	2,0	2,2
4А132S4У3		7,5	0,88	0,86	7,5	2,0	2,2
4А132M4У3			0,88	0,87	7,5	2,0	2,2
4А160S4У3			0,89	0,88	7,0	1,4	2,2
4А160M4У3		18,5	0,9	0,88	7,0	1,4	2,2
4А180S4У3			0,9	0,9	7,0	1,4	2,2
4А180M4У3			0,91	0,9	7,0	1,4	2,2
4А200M4У3			0,91	0,9	7,0	1,4	2,2
4А200L4У3			0,92	0,9	7,0	1,4	2,2
4А225M4У3			0,93	0,9	7,0	1,2	2,2
4А250S4У3			0,93	0,9	7,0	1,2	2,2
4А250M4У3			0,93	0,91	7,0	1,2	2,2
4А112М6У3			0,81	0,76	6,0	2,0	2,2
4А112В6У3			0,82	0,81	6,0	2,0	2,2
4А132S6У3		5,5	0,85	0,8	7,0	2,0	2,2
4А132У6У3		7,5	0,86	0,81	7,0	2,0	2,0
4А160S6У3			0,86	0,86	6,0	1,2	2,2
4А160М6У3			0,88	0,87	6,0	1,2	2,2
4А180М6У3		18,5	0,88	0,87	6,0	1,2	2,0
4А200М6У3			0,9	0,9	6,5	1,2	2,0
4А200L6У3			0,9	0,9	6,5	1,2	2,0
4А225М6У3			0,91	0,89	6,5	1,2	2,0
4А250S6У3			0,92	0,89	7,0	1,2	2,0
4А250М6У3			0,92	0,89	7,0	1,2	2,0
4А280S6У3			0,92	0,89	7,0	1,2	1,9
4А280М6У3			0,93	0,89	7,0	1,2	1,9

Таблица 4 Исходные данные к задаче № 3

Вариант	E2, В	E2S,В	S, %	R2, Ом	Х2, Ом	Х2S, Ом	F2, Гц	P	п1, об/мин	п2, об/мин	I2п, А	I2, А
		-	-	0,5	2,0	-	3,5		-	-	-	-
	-		-	0,2	0,5	0,02	-	-		-	-	-
	-	-		1,5	-	0,106	-	-	-			-
	-		-	-	1,8	-	-		-		-
	-	-	-	0,15	0,75	-		-		-	-
		-		0,1	0,5	-	-	-		-	-	-
			-	0,5	1,5	-	-		-	-	-	-
	-	-	2,5	0,3	-	0,04	-		-	-	-
	-	-	-	0,2	0,5	-	2,5	-		-		-
	-		-	0,3	-	0,1			-	-	-	-

Таблица 5 Исходные данные к задаче №4

Ва-риант	Е0, В	U, В	Хс, ОМ	Q, град		пн, об/мин
			2,44		0,95
			2,7		0,95
			6,0		0,95
			8,0		0,95
			0,22		0,95
			8,47		0,94
			0,25		0,95
			10,0		0,93
			8,0		0,92
			0,2		0,93

ТЕСТЫ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ

Глава 1. Общие вопросы теории машин переменного тока

1.1. Почему ротор синхронной машины может быть изготовлен массивным, а сердечник статора обязательно набирается из штампованных тонких листов электротехнической стали? Укажите неправильный ответ.

1. Сердечник статора перемагничивается с частотой ЭДС индуктированной в обмотке статора.

2. Магнитный поток в сердечнике статора значительно превышает величину потока в сердечнике ротора.

3. Частота вращения магнитного поля статора равна частоте вращения ротора.

4. Магнитный поток машины в установившемся режиме неподвижен относительно ротора.

1.2. Какое влияние оказывает укорочение шага обмотки машин переменного тока? Укажите неправильный ответ.

1. Уменьшается величина ЭДС.

2. Форма кривой ЭДС не изменяется.

3. Уменьшается длина лобовых соединений катушек обмотки.

4. Уменьшается ЭДС высших гармоник.

1.3. Угол сдвига между соседними пазами γпри анализе обмоток машин переменного тока измеряется в электрических градусах и может быть определен по одному из следующих соотношений. Укажите правильный ответ.

1. = . 2. . 3. . 4. .

1.4 Каковы основные преимущества трехфазных двухслойных обмоток машин переменного тока перед однослойными? Укажите неправильный ответ.

1. Все катушки обмотки имеют одинаковую форму и размеры.

2. Коэффициент распределения таких обмоток равен единице и не зависит от числа пазов на полюс и фазу.

3. Можно выполнять обмотки с укороченным шагом на любое число зубцовых делений.

4. Такие обмотки имеют более короткие лобовые соединения.

1.5 Число зубцов сердечника статора Z = 90. Определить шаг шестиполюсной обмотки, при котором в кривой результирующей МДС будет отсутствовать пятая гармоника. Чему равен коэффициент укорочения при этом шаге первой гармоники? Укажите правильный ответ.

1. у = 10; Ку1 = 0.933. 2. у = 11; Ку1 = 0.942

3. у = 12; Ку1 = 0.951. 4. у = 13; Ку1 = 0.963

Глава 2 Синхронные машины.

2.1 В каком из приведенных определений, характеризующих синхронную машину, допущена ошибка?

1. Синхронной называется такая машина переменного тока, у которой частота вращения ротора не зависит от частоты тока в сети.

2. Неподвижная часть машины называется статором, вращающаяся часть- ротором. Как правило, обмотка возбуждения постоянного тока располагается на роторе.

3.В зависимости от конструкции ротора синхронные машины подразделяются на явнополюсные и неявнополюсные.

4. Неявнополюсный ротор обычно выполняется в турбогенераторах, гидрогенераторы – явнополюсные машины.

2.2. В каком из приведенных определений, характеризующих синхронные генераторы, допущена ошибка?

1. Синхронные генераторы являются основными источниками при производстве электрической энергии.

2. Ротор синхронного генератора вращается с частотой n₁ = p f_1.

3. На тепловых электростанциях синхронные генераторы приводятся во вращение паровыми турбинами и называются турбогенераторами – это машины с горизонтальным расположением вала.

4. На гидроэлектростанциях синхронные генераторы приводятся во вращение гидравлическими турбинами и называются гидрогенераторами. Это, как правило, машины с вертикальным исполнением вала.

2.3. На каком участке кривой намагничивания синхронной машины выбирается наложение рабочей точки, и какими соображениями при этом руководствуются? Укажите правильный ответ.

1. На насыщенном участке, что приводит к снижению расхода обмоточного провода на обмотку возбуждения.

2. Несколько выше колена кривой намагничивания, что обеспечивает оптимальное соотношение массогабаритных показателей и расхода мощности на возбуждение.

3. На ненасыщенном участке из-за возникающей при этом экономии расхода мощности в цепи возбуждения.

4. На ненасыщенном участке, что сопровождается повышением надежности машины.

2.4. Какое влияние оказывает реакция якоря в синхронном генераторе? Укажите неправильный ответ.

1. При активной нагрузке реакция якоря искажает магнитное поле под полюсом: сбегающий край полюса намагничивается, набегающий - размагничивается.

2. При индуктивной нагрузке реакция якоря размагничивает генератор.

3. При ёмкостной нагрузке реакция якоря намагничивает генератор.

4. При реактивной нагрузке ось результирующего поля смещается по направлению вращения ротора.

2.5. Рассчитайте число пар полюсов синхронных генераторов, вырабатывающих переменный ток частотой f₁=50 Гц, если частота вращения их роторов составляют:

1. 3000 об/мин; 2. 1500 об/мин; 3. 187.5 об/мин; 120 об/мин.

Укажите неправильный ответ.

1. p=1. 2. p=2. 3. p=14. 4. p=25.