Конструктивно можно выделить

Краткий курс лекций на 10.04.2020г.

ПМ. 01. Организация технического обслуживания и ремонта электрического и электромеханического оборудования

МДК.01.03. «Электрические машины и аппараты»

Тема №1

Электроизоляционные материалы, изделия, назначение, свойства

Электроизоляционными называют диэлектрические материалы, предназначенные для электрической изоляции токоведущих частей электроустановок. Под действием высокого электрического напряжения, приложенного к электроизоляционному материалу определенной толщины, по нему может пойти большой ток. Это явление называется электрическим пробоем. Электрическая прочность характеризуется напряженностью однородного электростатического поля, при которой наступает пробой. Эта величина численно равна напряжению, при котором наступает пробой электроизоляционного материала толщиной в единицу длины.Электрическая прочность определяется по формуле:

E_пр = U / h,

где U - напряжение, В; h - толщина образца электроизоляционного материала, мм.

Технические данные электроизоляционных материалов
Материал	Плотность, кг/м³	Электрическая прочность (E_пр), МВ/м	Свойства и применение
Асбоцемент	1600-1800	2-6	Спрессованная холодным способом масса, состоящая из цемента и асбестового волокна. Из асбоцемента изготовляют панели щитов и щитков электроаппаратов
Винипласт	1350-1400	15-35	Термопластичный негорючий материал. Применяется для дугогашения, изготовления пленок, листов, трубок, стержней и уголков
Воздух	1,2929 (при 0°C и 0,1 МПа)	3	Смесь газов. Воздушные линии, выключатели
Гетинакс	1250-1450	12-35 (перпендикулярно слоям)	Материал, получаемый прессованием бумаги, пропитанной бакелитом^[1]. Применяют для изготовления щитков, панелей, изоляционных каркасов в трансформаторах. [1] Бакелит - искусственная смола, получаемая при соединении фенола с формалином.
Масло транформаторное	840-890	15-20	Для заполнения трансформаторов и др. электрических аппаратов; кроме изоляции способствует охлаждению токоведущих частей
Миканиты	2000-2200	16-34	Материалы на основе слюды. Из миканитов изготовляют прокладки для электрических машин
Поливинилхлорид	1200-1600	6-20	Изоляция и защитные оболочки кабелей, проводов; шланги и трубки
Поликапролактам (капрон)	1130-1160	20	Повышенная дугостойкость. Изготовление каркасов, пленок, нитей
Резина	1700-2000	20-45	Вулканизированная резина применяется для изоляции проводов и кабелей, а также защитных средств (галош, перчаток, ковриков)
Стекло	2500-2700	10-40	Электроизоляционный материал, из которого делают колбы для ламп и изоляторы
Текстолит	1250-1450	2,2-25	Материал, получаемый прессованием бумаги, пропитанной резольной смолой. Область применения его аналогична гетинаксу
Фарфор электротехнический	2450-2700	20-30	Применяется для производства изоляторов высокого и низкого напряжения
Фибра	1000-1200	3,5-7	Материал, получаемый обработкой пористой бумаги раствором хлористого цинка. Из фибры изготовляют прокладки и каркасы для катушек аппаратов, дугогасящие камеры, патроны трубчатых предохранителей
Эбонит	1150-1250	15-20	Твердая резина, полученная из каучука путем добавления к нему 25-50% серы. Используется в низковольтных установках
Электрокартон	950-1250	8-13	Применяется при изготовлении конденсаторов, кабелей, слоистых пластин

ТЕМА 2.

Устройство и принцип действия генератора переменного тока

Генера́тор переме́нного то́ка — электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую энергию переменного тока. Большинство генераторов переменного тока используют вращающееся магнитное поле. Принцип действия генератора основан на законе электромагнитной индукции — индуцировании электродвижущей силы в прямоугольном контуре, находящейся в однородном вращающемся магнитном поле. Или наоборот, прямоугольный контур вращается в однородном неподвижном магнитном поле.

По конструкции можно выделить: - генераторы с неподвижными магнитными полюсами и вращающимся якорем;

-генераторы с вращающимися магнитными полюсами и неподвижным статором.

Получили наибольшее распространение, так как благодаря неподвижности статорной обмотки отпадает необходимость снимать с ротора большой ток высокого напряжения с использованием скользящих контактов (щёток) и контактных колец.

Подвижная часть генератора называется ротор, а неподвижная — статор. Статор собирается из отдельных железных листов, изолированных друг от друга. На внутренней поверхности статора имеются пазы, куда вкладываются провода якорной обмотки генератора.

Ротор изготавливается обычно из сплошного железа, полюсные наконечники магнитных полюсов ротора собираются из листового железа. На сердечники полюсов посажены катушки возбуждения, питаемые постоянным током. Постоянный ток подводится с помощью щёток к контактным кольцам, расположенным на валу генератора.

По способу возбуждения генераторы переменного тока делятся на

· генераторы, обмотки возбуждения которых питаются постоянным током от постороннего источника электрической энергии, например от аккумуляторной батареи (генераторы с независимым возбуждением).

· генераторы, обмотки возбуждения которых питаются от постороннего генератора постоянного тока малой мощности (возбудителя), сидящего на одном валу с обслуживаемым им генератором.

· генераторы, обмотки возбуждения которых питаются выпрямленным током самих же генераторов (генераторы с самовозбуждением). См также бесщёточный синхронный генератор.

· генераторы с возбуждением от постоянных магнитов.

Конструктивно можно выделить

· генераторы с явно выраженными полюсами;

· генераторы с неявно выраженными полюсами.

По количеству фаз можно выделить

· Однофазные генераторы.

· Двухфазные генераторы.

· Трёхфазные генераторы.

Данные генераторы являются синхронными, то есть угловая скорость (число оборотов) вращающегося магнитного поля пропорциональна угловой скорости (числу оборотов) ротора генератора.

Если ротор генератора двухполюсный, то за один его полный оборот индуктированная электродвижущая сила совершит полный цикл своих изменений.

Следовательно, частота электродвижущей силы синхронного генератора будет: ,

где

— частота в герцах;

— число оборотов ротора в минуту.

Если генератор имеет число пар полюсов , то соответственно этому частота электродвижущей силы такого генератора будет

в раз больше частоты электродвижущей силы двухполюсного генератора: .

ТЕМА 3.

Коэффициент мощности. Определение cos φ

Коэффицие́нт мо́щности — безразмерная физическая величина, характеризующая потребителяпеременного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения. Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига cos φ (где φ — сдвиг фаз между током и напряжением. Равен отношению потребляемой электроприёмником активной мощности к полной мощности.

Активная мощность расходуется на совершение работы. Полная мощность — геометрическая сумма активной и реактивной мощностей (в случае синусоидальных тока и напряжения). В общем случае полную мощность можно определить как произведение действующих (среднеквадратических) значений тока и напряжения в цепи. Полная мощность равна корню квадратному из суммы квадратов активной и неактивной мощностей. В качестве единицы измерения полной мощности принято использовать вольт-ампер (В∙А) вместо ватта (Вт).

Для расчётов используются следующие математические формулы: