Билет 3. Вопрос 2. Асинхронный двигатель с фазным ротором: конструктивные особенности, достоинства и недостатки. Пуск и реверсирование асинхронных двигателей

У фазного ротора обмотка выполняется трёхфазной, аналогично обмотке статора, с тем же числом пар полюсов. Витки обмотки закладываются в пазы сердечника ротора и соединяются по схеме звезда. Концы каждой фазы соединяются с контактными кольцами, закреплёнными на валу ротора, и через щётки выводятся во внешнюю цепь. Контактные кольца изготавливают из латуни или стали, они должны быть изолированы друг от друга и от вала. В качестве щёток используют металлографитовые щётки, которые прижимаются к контактным кольцам с помощью пружин щёткодержателей, закреплённых неподвижно в корпусе машины. Достоинства асинхронного электродвигателя с фазным ротором большой начальный вращающий момент; возможность кратковременных механических перегрузок; приблизительно постоянная скорость при различных перегрузках; меньший пусковой ток по сравнению с электродвигателями с короткозамкнутым ротором; возможность применения автоматических пусковых устройств. Недостатки асинхронного электродвигателя с фазным ротором большие габариты; cos φ(коэффициент активной мощности) и КПД ниже, чем у электродвигателей с короткозамкнутым ротором.

Билет 4. Вопрос 2. Синхронный генератор: устройство и принцип работы. Реакция якоря: понятие, зависимость от характера нагрузки, способы уменьшения. Синхронный генератор – это машина переменного тока, преобразовывающая какой-либо вид энергии в электрическую энергию. Устройство синхронного генератора. На тепловозах с передачей мощности переменно-постоянного и переменного тока в качестве тяговых используют синхронные генераторы, первичными двигателями которых служат двигатели внутреннего сгорания (дизели). Их также используют в качестве вспомогательных машин на тепловозах, электровозах и в пассажирских вагонах. Реакция якоря — воздействие тока якоря на магнитное поле электрической машины, в результате чего искажается кривая распределения индукции в воздушном зазоре и изменяется величина магнитного потока, входящего в якорь (в машинах с явно выраженными полюсами). Наиболее действенным и распространенным средством уменьшения влияния реакции якоря на работу машины является применение дополнительных полюсов. Дополнительные полюсы устанавливаются на геометрической нейтральной линии между главными полюсами Их обмотка включается последовательно с обмоткой якоря и намотана так, что ее магнитное поле направлено против магнитного поля якоря. В зоне геометрической нейтральной линии создаются условия, благоприятные для безыскровой работы щеток

Билет 5. Вопрос 2. Генератор постоянного тока: устройство и принцип действия, характеристики. Генераторы постоянного тока. Генераторы постоянного тока являются источниками постоянного тока, в которых осуществляется преобразование механической энергии в электрическую. Якорь генератора приводится во вращение каким-либо двигателем, в качестве которого могут быть использованы электрические двигатели внутреннего сгорания и т.д. Генераторы постоянного тока находят применение в тех отраслях промышленности, где по условиям производства необходим или является предпочтительным постоянный ток (на предприятиях металлургической и электролизной промышленности, на транспорте, на судах и др.). Используются они и на электростанциях в качестве возбудителей синхронных генераторов и источников постоянного тока. Генераторы постоянного тока выпускаются на мощности от нескольких киловатт до 10 000 кВт.Режим работы электрической машины в условиях, для которых она предназначена заводом-изготовителем, называется номинальным. Величины, соответствующие этому режиму работы (мощность, ток, напряжение, частота вращения и др.), являются номинальными данными машины.

Билет 6. Вопрос 2. Способы возбуждения генераторов постоянного тока и соответствующие им схемы включения генераторов. 1. с независимым возбуждением: обмотка возбуждения получает питание от постороннего источника постоянного тока (аккумуляторной батареи, небольшого вспомогательного генератора, называемого возбудителем, или выпрямителя); 2. с параллельным возбуждением: обмотка возбуждения подключена параллельно обмотке якоря и нагрузке; 3. с последовательным возбуждением: обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря и нагрузкой; 4. со смешанным возбуждением: имеются две обмотки возбуждения — параллельная и последовательная; первая подключена параллельно обмотке якоря, а вторая — последовательно с нею и нагрузкой. Генераторы с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением относятся к машинам с самовозбуждением, так как питание их обмоток возбуждения осуществляется от самого генератора.

1. 2.

3. 4.

Билет 7. Вопрос 2. Двигатели постоянного тока: принцип действия, типы. КПД Различают следующие виды машин постоянного тока: по наличию коммутации: с коммутацией (обычные); без коммутации (униполярный генератор и униполярный электродвигатель); по типу переключателей тока: с коллекторными переключателями тока (с щёточно-коллекторным переключателем); с бесколлекторными переключателями тока (с электронным переключателем (вентильный электродвигатель. Машина постоянного тока может работать в двух режимах: двигательном и генераторном. Электродвигатели постоянного тока стоят почти на каждом автомобиле, это стартер, электропривод стеклоочистителя, вентилятор «печки» и др. В роли индуктора выступает статор, на котором расположена обмотка. На неё подаётся постоянный ток, в результате чего вокруг неё создаётся постоянное магнитное поле. Обмотка ротора состоит из проводников, запитанных через коллектор. В результате на них действуют пары сил Ампера, которые вызывают вращающий момент. В генераторе индуктором также является статор, создающий постоянное магнитное поле между соответствующими полюсами. При вращении ротора, в проводниках обмотки якоря, перемещающихся в магнитном поле, по закону электромагнитной индукции наводится ЭДС, направление которой определяется по правилу правой руки. Переменная ЭДС обмотки якоря выпрямляется с помощью коллектора, через неподвижные щетки, посредством которых обмотка соединяется с внешней сетью. Коэффициент полезного действия двигателей постоянного тока различной мощности лежит в пределах 10 — 85% и зависит от функционального назначения двигателя, режима работы, степени использования, способа возбуждения, конструктивного исполнения. Наибольший КПД имеют двигатели с полым якорем и возбуждением от постоянных магнитов, наименьший — двигатели с электромагнитным возбуждением.

Билет 8. Вопрос 2. Способы возбуждения двигателей постоянного тока и соответствующие им схемы включения двигателей 1. с независимым возбуждением: обмотка возбуждения получает питание от постороннего источника постоянного тока (аккумуляторной батареи, небольшого вспомогательного генератора, называемого возбудителем, или выпрямителя); 2. с параллельным возбуждением: обмотка возбуждения подключена параллельно обмотке якоря и нагрузке; 3. с последовательным возбуждением: обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря и нагрузкой; 4. со смешанным возбуждением: имеются две обмотки возбуждения — параллельная и последовательная; первая подключена параллельно обмотке якоря, а вторая — последовательно с нею и нагрузкой. Генераторы с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением относятся к машинам с самовозбуждением, так как питание их обмоток возбуждения осуществляется от самого генератора.

1. 2.

3. 4.

Билет 9. Вопрос 2. Электрические машины постоянного тока: классификация, устройство, особенности работы. Различают следующие виды машин постоянного тока: по наличию коммутации: с коммутацией (обычные); без коммутации (униполярный генератор и униполярный электродвигатель); по типу переключателей тока: с коллекторными переключателями тока (с щёточно-коллекторным переключателем); с бесколлекторными переключателями тока (с электронным переключателем (вентильный электродвигатель)). по мощности: малой мощности — 0,5-10 кВт; средней мощности — 10-200 кВт; большой мощности — более 200 кВт. по расположению вала: горизонтальные; вертикальные. Машина постоянного тока может работать в двух режимах: двигательном и генераторном. Электродвигатели постоянного тока стоят почти на каждом автомобиле, это стартер, электропривод стеклоочистителя, вентилятор «печки» и др. В роли индуктора выступает статор, на котором расположена обмотка. На неё подаётся постоянный ток, в результате чего вокруг неё создаётся постоянное магнитное поле. Обмотка ротора состоит из проводников, запитанных через коллектор. В результате на них действуют пары сил Ампера, которые вызывают вращающий момент. В генераторе индуктором также является статор, создающий постоянное магнитное поле между соответствующими полюсами. При вращении ротора, в проводниках обмотки якоря, перемещающихся в магнитном поле, по закону электромагнитной индукции наводится ЭДС, направление которой определяется по правилу правой руки. Переменная ЭДС обмотки якоря выпрямляется с помощью коллектора, через неподвижные щетки, посредством которых обмотка соединяется с внешней сетью.

Билет 10. Вопрос 2. Синхронный генератор: устройство и принцип работы. Реакция якоря: понятие, зависимость от характера нагрузки, способы уменьшения. Синхронный генератор – это машина переменного тока, преобразовывающая какой-либо вид энергии в электрическую энергию. Устройство синхронного генератора. На тепловозах с передачей мощности переменно-постоянного и переменного тока в качестве тяговых используют синхронные генераторы, первичными двигателями которых служат двигатели внутреннего сгорания (дизели). Их также используют в качестве вспомогательных машин на тепловозах, электровозах и в пассажирских вагонах. Реакция якоря — воздействие тока якоря на магнитное поле электрической машины, в результате чего искажается кривая распределения индукции в воздушном зазоре и изменяется величина магнитного потока, входящего в якорь (в машинах с явно выраженными полюсами). Наиболее действенным и распространенным средством уменьшения влияния реакции якоря на работу машины является применение дополнительных полюсов. Дополнительные полюсы устанавливаются на геометрической нейтральной линии между главными полюсами Их обмотка включается последовательно с обмоткой якоря и намотана так, что ее магнитное поле направлено против магнитного поля якоря. В зоне геометрической нейтральной линии создаются условия, благоприятные для безыскровой работы щеток

Билет11 И Билет12 Вопрос 2.(схема в билете 8). Способы возбуждения двигателей постоянного тока и соответствующие им схемы включения двигателей. 1. с независимым возбуждением: обмотка возбуждения получает питание от постороннего источника постоянного тока (аккумуляторной батареи, небольшого вспомогательного генератора, называемого возбудителем, или выпрямителя); 2. с параллельным возбуждением: обмотка возбуждения подключена параллельно обмотке якоря и нагрузке; 3. с последовательным возбуждением: обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря и нагрузкой; 4. со смешанным возбуждением: имеются две обмотки возбуждения — параллельная и последовательная; первая подключена параллельно обмотке якоря, а вторая — последовательно с нею и нагрузкой. Генераторы с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением относятся к машинам с самовозбуждением, так как питание их обмоток возбуждения осуществляется от самого генератора.

1. 2.

3. 4.

Билет 13. Вопрос 2. Последовательная цепь переменного тока. Резонанс токов: условия возникновения, учёт, использование.Через все элементы цепи протекает один и тот же ток, поэтому в качестве основного выберем вектор тока и будем строить вектор напряжения, приложенного к этой цепи. Напряжение, приложенное к цепи, равно векторной сумме падений напряжений на катушке индуктивности, на емкости и на резисторе: Uвектор=u_L+u_C+u_C (4.34)
Мы уже знаем, что напряжение на резисторе совпадает по фазе с током, напряжение на катушке опережает ток по фазе на? / 2, а напряжение на
емкости отстает от тока по фазе на?/2. Можно записать эти напряжения в следующем виде:

(4.35)

Поскольку нам известны амплитуды и фазы векторов, мы можем построить векторную диаграмму и найти векторU(рис. 4.17).
Из этой векторной диаграммы мы можем найти модуль вектора приложенного к цепи напряженияUи сдвиг по фазеФИмежду током и напряжением:
(4.36)
где величина
(4.37)Резонанс напряжений характеризуется обменом энергии между магнитным полем катушки и электрическим полем конденсатора.
Увеличение магнитного поля катушки индуктивности происходит исключительно за счет уменьшения энергии электрического поля в конденсаторе и наоборот.
Следует обратить внимание на то, что при резонансе напряжения на реактивных сопротивленияхмогут заметно превышать приложенное к цепи напряжение. Если мы возьмем отношение приложенного напряжения к напряжению на индуктивности (или емкости), то получим U_L = U * XL / R то есть напряжение на индуктивности будет больше приложенного напряжения в xL/Rраз. Это означает, что при резонансе напряжений на отдельных участках цепи могут возникать напряжения, опасные для изоляции приборов, включенных в данную цепь. В радиотехнике явление резонанса напряжений находит широкое применение в приемно-передающей
аппаратуре и радиоизмерительных приборах.