Файл: Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования Югорский государственный университет.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.02.2024
Просмотров: 126
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Рэ2= 0, а поэтому s0≈ 0 и n20 ≈ п1. По мере увеличения нагрузки на валу двигателя отношение Рэ2/Рэм растет, достигая значений 0,01…0,08 при номинальной нагрузке. В соответствии с этим зависимость п2 = f(Р2) представляет собой кривую, слабо наклоненную к оси абсцисс. Однако при увеличении активного сопротивления ротора 
угол наклона этой кривой увеличивается. В этом случае изменения частоты вращения п2при колебаниях нагрузки Р2возрастают. Объясняется это тем, что с увеличением возрастают электрические потери в роторе.
Зависимость М2 = f(Р2). Зависимость полезного момента на валу двигателя М2от полезной мощности Р2определяется выражением
где Р2- полезная мощность, Вт;
ω2 =2πf2/60 - угловая частота вращения ротора.
Из этого выражения следует, что если п2= const, то график М2 =f2(Р2) представляет собой прямую линию. Но в асинхронном двигателе с увеличением нагрузки Р2 частота вращения ротора уменьшается, а поэтому полезный момент на валу М2сувеличением нагрузки возрастает несколько быстрее нагрузки, а следовательно, график М2 = f(P2) имеет криволинейный вид.
Зависимость cosφ1 = f(Р2). В связи с тем что ток статора I1имеет реактивную (индуктивную) составляющую, необходимую для создания магнитного поля в статоре, коэффициент мощности асинхронных двигателей меньше единицы. Наименьшее значение коэффициента мощности соответствует режиму х.х. Объясняется это тем, что ток х.х. I0 при любой нагрузке остается практически неизменным. Поэтому при малых нагрузках двигателя ток статора невелик и в значительной части является реактивным. При увеличении нагрузки на валу двигателя растет активная составляющая тока I1и коэффициент мощности возрастает, достигая наибольшего значения (0,80…0,90) при нагрузке, близкой к номинальной. Дальнейшее увеличение нагрузки сопровождается уменьшением соsφ
1, что объясняется возрастанием индуктивного сопротивления ротора за счет увеличения скольжения, а следовательно, и частоты тока в роторе. В целях повышения коэффициента мощности асинхронных двигателей чрезвычайно важно, чтобы двигатель работал всегда или по крайней мере значительную часть времени с нагрузкой, близкой к номинальной.
Задание 2. Коммутация в машинах постоянного тока. Способы улучшения коммутации.
При работе машины постоянного тока щетки и коллектор образуют скользящий контакт. Площадь контакта щетки выбирают по значению рабочего тока машины, приходящегося на одну щетку, в соответствии с допустимой плотностью тока для выбранной марки щеток. Если по какой-то причине щетка прилегает к коллектору не всей поверхностью, то возникают чрезмерные местные плотности тока, приводящие к искрению на коллекторе.
Причины, вызывающие искрение на коллекторе, разделяют на механические, потенциальные, коммутационные.
Механические причины искрения - слабое давление щеток на коллектор, биение коллектора, его эллиптичность или негладкая поверхность, загрязнение поверхности коллектора, выступание миканитовой изоляции над медными пластинами, неплотное закрепление траверсы, пальцев или щеткодержателей, а также другие причины, вызывающие нарушение электрического контакта между щеткой и коллектором.
Потенциальные причины искрения появляются при возникновении напряжения между смежными коллекторными пластинами, превышающего допустимое значение. В этом случае искрение наиболее опасно, так как оно обычно сопровождается появлением на коллекторе электрических дуг.
Коммутационные причины искрения создаются физическими процессами, происходящими в машине при переходе секций обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую.
Иногда искрение вызывается целым комплексом причин. Выяснение причин искрения следует начинать с механических, так как их обнаруживают осмотром коллектора и щеточного устройства. Труднее обнаружить и устранить коммутационные причины искрения.
При выпуске готовой машины с завода в ней настраивают темную коммутацию, исключающую какое-либо искрение. Однако в процессе эксплуатации машины, по мере износа коллектора и щеток, возможно появление искрения. В некоторых случаях оно может быть значительным и опасным, тогда машину необходимо остановить для выяснения и устранения причин искрения. Однако небольшое искрение в машинах общего назначения обычно допустимо.
Согласно ГОСТу, искрение на коллекторе оценивается степенью искрения (классом коммутации) под сбегающим краем щетки.
Степень 1 - искрения нет (темная коммутация).
Степень 11/4 - слабое искрение под небольшой частью щетки, не вызывающее почернения коллектора и появления нагара на щетках.
Степень 1 1/2 - слабое искрение под большей частью щетки, приводящее к появлению следов почернения на коллекторе, легко устраняемого протиранием поверхности коллектора бензином, и следов нагара на щетках.
Степень 2 - искрение под всем краем щетки. Допускается только при кратковременных толчках нагрузки и при перегрузке. Приводит к появлению следов почернения на коллекторе, не устраняемых протиранием поверхности коллектора бензином, а также следов нагара на щетках.
Степень 3 - значительное искрение под всем краем щетки с появлением крупных вылетающих искр, приводящее к значительному почернению коллектора, не устраняемое протиранием поверхности коллектора бензином, а также к подгару и разрушению щеток.
Допускается только для моментов прямого (безреостатного) включения или реверсирования машин, если при этом коллектор и щетки остаются в состоянии, пригодном для дальнейшей работы.
Если допустимая степень искрения в паспорте электрической машины не указана, то при номинальной нагрузке она не должна превышать 1 1/2.
При вращении якоря машины постоянного тока коллекторные пластины поочередно вступают в соприкосновение со щетками. При этом переход щетки с одной пластины (сбегающей) на другую (набегающую) сопровождается переключением секции обмотки из одной параллельной ветви в другую и изменением как значения, так и направления тока в этой секции. Процесс переключения секции из одной параллельной ветви в другую и сопровождающие его явления называются коммутацией.
Секция, в которой происходит коммутация, называется коммутирующей, а продолжительность процесса коммутации - периодом коммутации:
где bщ - ширина щетки; К - число коллекторных пластин; n - частота вращения якоря, об/мин; bк - расстояние между серединами соседних коллекторных пластин (коллекторное деление).
Существует 2 вида коммутации: прямолинейная и криволинейная замедленная. Коммутация, при которой ток в коммутирующей секции изменяется по прямолинейному закону, называется прямолинейной (идеальной) коммутацией. При прямолинейной коммутации пластина коллектора выходит из-под щетки без разрыва тока и благодаря этому этот вид коммутации не сопровождается искрением на коллекторе. При криволинейной замедленной коммутации плотность тока под щеткой в начале и в конце периода коммутации неодинакова.
Способы улучшения коммутации: Выбор щеток, уменьшение реактивной ЭДС, добавочные полюсы.
Задание 3. Устройство, принцип работы и основные элементы конструкции масляных выключателей.
Различают масляные выключатели двух видов – баковые и маломасляные. Методы деионизации дугового промежутка в этих выключателях одинаковы. Различие заключается лишь в изоляции контактной системы от заземленного основания и в количестве масла.
Основные недостатки баковых выключателей: взрыво- и пожароопасность; необходимость периодического контроля за состоянием и уровнем масла в баке и вводах; большой объем, масла, что обусловливает большую затрату времени на его замену, необходимость больших запасов масла; непригодность для установки внутри помещений.
Маломасляные выключатели (горшковые) получили широкое распространение в закрытых и открытых распределительных устройствах всех напряжений. Масло в этих выключателях в основном служит дугогасящей средой и только частично изоляцией между разомкнутыми контактами.
Изоляция токоведущих частей друг от друга и от заземленных конструкций осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами. Контакты выключателей для внутренней установки находятся в стальном бачке (горшке), отсюда сохранилось название выключателей «горшковые».
Маломасляные выключатели напряжением 35 кВ и выше имеют фарфоровый корпус. В этих выключателях корпус крепится на фарфоровых изоляторах к общей раме для всех трех полюсов. В каждом полюсе предусмотрен один разрыв контактов и дугогасительная камера.
Конструктивные схемы маломасляных выключателей 1 – подвижный контакт; 2 – дугогасительная камера; 3 – неподвижный контакт; 4 – рабочие контакты.
Задание 4. Рассчитать электрическую линию однофазного переменного тока для питания группы ламп мощностью Р = 3,5 кВ при напряжении питающей сети Uном = 220 В и протяженностью линии L = 30 м. Условия прокладки линии - в трубе
угол наклона этой кривой увеличивается. В этом случае изменения частоты вращения п2при колебаниях нагрузки Р2возрастают. Объясняется это тем, что с увеличением возрастают электрические потери в роторе.Зависимость М2 = f(Р2). Зависимость полезного момента на валу двигателя М2от полезной мощности Р2определяется выражением
где Р2- полезная мощность, Вт;
ω2 =2πf2/60 - угловая частота вращения ротора.
Из этого выражения следует, что если п2= const, то график М2 =f2(Р2) представляет собой прямую линию. Но в асинхронном двигателе с увеличением нагрузки Р2 частота вращения ротора уменьшается, а поэтому полезный момент на валу М2сувеличением нагрузки возрастает несколько быстрее нагрузки, а следовательно, график М2 = f(P2) имеет криволинейный вид.
Зависимость cosφ1 = f(Р2). В связи с тем что ток статора I1имеет реактивную (индуктивную) составляющую, необходимую для создания магнитного поля в статоре, коэффициент мощности асинхронных двигателей меньше единицы. Наименьшее значение коэффициента мощности соответствует режиму х.х. Объясняется это тем, что ток х.х. I0 при любой нагрузке остается практически неизменным. Поэтому при малых нагрузках двигателя ток статора невелик и в значительной части является реактивным. При увеличении нагрузки на валу двигателя растет активная составляющая тока I1и коэффициент мощности возрастает, достигая наибольшего значения (0,80…0,90) при нагрузке, близкой к номинальной. Дальнейшее увеличение нагрузки сопровождается уменьшением соsφ
1, что объясняется возрастанием индуктивного сопротивления ротора за счет увеличения скольжения, а следовательно, и частоты тока в роторе. В целях повышения коэффициента мощности асинхронных двигателей чрезвычайно важно, чтобы двигатель работал всегда или по крайней мере значительную часть времени с нагрузкой, близкой к номинальной.
Задание 2. Коммутация в машинах постоянного тока. Способы улучшения коммутации.
При работе машины постоянного тока щетки и коллектор образуют скользящий контакт. Площадь контакта щетки выбирают по значению рабочего тока машины, приходящегося на одну щетку, в соответствии с допустимой плотностью тока для выбранной марки щеток. Если по какой-то причине щетка прилегает к коллектору не всей поверхностью, то возникают чрезмерные местные плотности тока, приводящие к искрению на коллекторе.
Причины, вызывающие искрение на коллекторе, разделяют на механические, потенциальные, коммутационные.
Механические причины искрения - слабое давление щеток на коллектор, биение коллектора, его эллиптичность или негладкая поверхность, загрязнение поверхности коллектора, выступание миканитовой изоляции над медными пластинами, неплотное закрепление траверсы, пальцев или щеткодержателей, а также другие причины, вызывающие нарушение электрического контакта между щеткой и коллектором.
Потенциальные причины искрения появляются при возникновении напряжения между смежными коллекторными пластинами, превышающего допустимое значение. В этом случае искрение наиболее опасно, так как оно обычно сопровождается появлением на коллекторе электрических дуг.
Коммутационные причины искрения создаются физическими процессами, происходящими в машине при переходе секций обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую.
Иногда искрение вызывается целым комплексом причин. Выяснение причин искрения следует начинать с механических, так как их обнаруживают осмотром коллектора и щеточного устройства. Труднее обнаружить и устранить коммутационные причины искрения.
При выпуске готовой машины с завода в ней настраивают темную коммутацию, исключающую какое-либо искрение. Однако в процессе эксплуатации машины, по мере износа коллектора и щеток, возможно появление искрения. В некоторых случаях оно может быть значительным и опасным, тогда машину необходимо остановить для выяснения и устранения причин искрения. Однако небольшое искрение в машинах общего назначения обычно допустимо.
Согласно ГОСТу, искрение на коллекторе оценивается степенью искрения (классом коммутации) под сбегающим краем щетки.
Степень 1 - искрения нет (темная коммутация).
Степень 11/4 - слабое искрение под небольшой частью щетки, не вызывающее почернения коллектора и появления нагара на щетках.
Степень 1 1/2 - слабое искрение под большей частью щетки, приводящее к появлению следов почернения на коллекторе, легко устраняемого протиранием поверхности коллектора бензином, и следов нагара на щетках.
Степень 2 - искрение под всем краем щетки. Допускается только при кратковременных толчках нагрузки и при перегрузке. Приводит к появлению следов почернения на коллекторе, не устраняемых протиранием поверхности коллектора бензином, а также следов нагара на щетках.
Степень 3 - значительное искрение под всем краем щетки с появлением крупных вылетающих искр, приводящее к значительному почернению коллектора, не устраняемое протиранием поверхности коллектора бензином, а также к подгару и разрушению щеток.
Допускается только для моментов прямого (безреостатного) включения или реверсирования машин, если при этом коллектор и щетки остаются в состоянии, пригодном для дальнейшей работы.
Если допустимая степень искрения в паспорте электрической машины не указана, то при номинальной нагрузке она не должна превышать 1 1/2.
При вращении якоря машины постоянного тока коллекторные пластины поочередно вступают в соприкосновение со щетками. При этом переход щетки с одной пластины (сбегающей) на другую (набегающую) сопровождается переключением секции обмотки из одной параллельной ветви в другую и изменением как значения, так и направления тока в этой секции. Процесс переключения секции из одной параллельной ветви в другую и сопровождающие его явления называются коммутацией.
Секция, в которой происходит коммутация, называется коммутирующей, а продолжительность процесса коммутации - периодом коммутации:
где bщ - ширина щетки; К - число коллекторных пластин; n - частота вращения якоря, об/мин; bк - расстояние между серединами соседних коллекторных пластин (коллекторное деление).
Существует 2 вида коммутации: прямолинейная и криволинейная замедленная. Коммутация, при которой ток в коммутирующей секции изменяется по прямолинейному закону, называется прямолинейной (идеальной) коммутацией. При прямолинейной коммутации пластина коллектора выходит из-под щетки без разрыва тока и благодаря этому этот вид коммутации не сопровождается искрением на коллекторе. При криволинейной замедленной коммутации плотность тока под щеткой в начале и в конце периода коммутации неодинакова.
Способы улучшения коммутации: Выбор щеток, уменьшение реактивной ЭДС, добавочные полюсы.
Задание 3. Устройство, принцип работы и основные элементы конструкции масляных выключателей.
Различают масляные выключатели двух видов – баковые и маломасляные. Методы деионизации дугового промежутка в этих выключателях одинаковы. Различие заключается лишь в изоляции контактной системы от заземленного основания и в количестве масла.
Основные недостатки баковых выключателей: взрыво- и пожароопасность; необходимость периодического контроля за состоянием и уровнем масла в баке и вводах; большой объем, масла, что обусловливает большую затрату времени на его замену, необходимость больших запасов масла; непригодность для установки внутри помещений.
Маломасляные выключатели (горшковые) получили широкое распространение в закрытых и открытых распределительных устройствах всех напряжений. Масло в этих выключателях в основном служит дугогасящей средой и только частично изоляцией между разомкнутыми контактами.
Изоляция токоведущих частей друг от друга и от заземленных конструкций осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами. Контакты выключателей для внутренней установки находятся в стальном бачке (горшке), отсюда сохранилось название выключателей «горшковые».
Маломасляные выключатели напряжением 35 кВ и выше имеют фарфоровый корпус. В этих выключателях корпус крепится на фарфоровых изоляторах к общей раме для всех трех полюсов. В каждом полюсе предусмотрен один разрыв контактов и дугогасительная камера.
Конструктивные схемы маломасляных выключателей 1 – подвижный контакт; 2 – дугогасительная камера; 3 – неподвижный контакт; 4 – рабочие контакты.
Задание 4. Рассчитать электрическую линию однофазного переменного тока для питания группы ламп мощностью Р = 3,5 кВ при напряжении питающей сети Uном = 220 В и протяженностью линии L = 30 м. Условия прокладки линии - в трубе
