F_BO = ΣF = 2F_δ + 2F_z1 + 2F_z2 + 2F_m + F_cl + F_oб

где F_δ, F_z1, F_z2, F_m, F_cl ,F_oб – соответственно соответственно маг­нитные напряжения зазора, зубцовых слоев статора и ротора, полюсов, спинки статора и обода, А.
З адание 3. Схема и характеристики двигателя постоянного тока последовательного возбуждения.

В этом двигателе обмотка возбуждения включена последовательно в цепь якоря, поэтому магнитный поток Ф зависит от тока нагрузки I = I_а = I_в. При небольших нагрузках магнитная система машины ненасыщенна и зависимость магнитного потока от тока нагрузки прямо пропорциональна, т.е. Ф = к_фI_а, где к_ф – коэффициент пропорциональности. При этом электромагнитный момент:

М = С_мк_фI²_а

Формула частоты вращения принимает вид:



Таким образом, вращающий момент двигателя при ненасыщенной магнитной системе пропорционален квадрату тока, а частота вращения обратно пропорциональна току нагрузки.

Р абочие характеристики

1) Скоростная характеристика n = f(I)

При ненасыщенной магнитной системе (при малых нагрузках) с увеличением нагрузки частота вращения резко убывает. Но затем наступает насыщение магнитной системы двигателя и магнитный поток при возрастании нагрузки практически не изменяется и скоростная характеристика приобретает почти прямолинейный характер. Такую характеристику принято называть

---

мягкой.

При уменьшении нагрузки двигателя постоянного тока последовательного возбуждения частота вращения резко увеличивается и при нагрузке меньше 25% от номинальной может достигнуть опасных для двигателя значений («разнос»). Поэтому работа двигателя последовательного возбуждения или его пуск при нагрузке на валу меньше 25% от номинальной недопустима.

Для более надежной работы вращающий момент с двигателя на рабочий механизм передают только с помощью зубчатых передач. Применение ременных и цепных передач недопустимо, так как при разрыве гибкой связи может произойти «разнос» двигателя.

2 ) Зависимость электромагнитного момента М от тока нагрузки М = f(I).

Электромагнитный момент М при увеличении нагрузки резко возрастает, так как он пропорционален квадрату тока нагрузки.

3 ) Механическая характеристика n = f(М). Резко падающая кривая механической характеристики обеспечивает двигателю постоянного тока последовательного возбуждения устойчивую работу при любой нагрузке большей 25% от номинальной.

Задание 4. Решение:

Определим ЭДС, наводимую в обмотке якоря


Экзаменационный билет № 8

Задание 1. Потери и КПД трансформатора.

Коэффициентом полез­ного действия трансформатора называют отношение отда­ваемой мощности Р₂к мощности Р₁:

; или

где ΔР - суммарные потери в трансформаторе.

Высокие значения КПД трансформаторов не позволяют определять его с достаточной степенью точности путем непосредственного измерения мощностей Р₁и Р₂, поэтому его вычисляют косвенным методом по значению потерь мощности.

С учетом энергетической диаграммы формулу можно представить в виде




Энергетическая диаграмма трансформатора
Согласно требованиям ГОСТа потери мощности в транс­форматоре определяют по данным опытов холостого хо­да и короткого замыкания. Получаемый при этом резуль­тат имеет высокую точность, так как при указанных опытах трансформатор не отдает мо­щность нагрузке. Следователь­но, вся мощность, поступа­ющая в первичную обмотку, расходуется на компенсацию имеющихся в нем потерь.

---

При опыте холостого хода ток I₀ невелик и электри­ческими потерями мощности в первичной обмотке можно пренебречь. В то же время магнитный поток практически равен потоку при нагрузке, так как его значение определяется приложенным к трансформатору напряжением. Магнитные потери в стали пропорциональны квадрату значения маг­нитного потока. Следовательно, с достаточной точностью можно считать, что магнитные потери в стали магнитопровода равны мощности, потребляемой трансформатором при холостом ходе и номинальном первичном напряжении, т. е.

ΔР_м ≈ Р₀
Для определения суммарных электрических потерь соглас­но упрощенной схеме замещения полагают, что I'₂ = I₁ . При этом



Или



где ΔР_эл.ном - суммарные электрические потери при номи­нальной нагрузке.

За расчетную температуру обмоток - условную темпера­туру, к которой должны быть отнесены потери мощности ΔР_эл и напряжения u_к, принимают: для масляных и сухих трансфор­маторов с изоляцией классов нагревостойкости А, Е, В температуру 75° С; для трансформаторов с изоля­цией классов нагревостойкости F, Н - температуру 115° С.

Величину можно с достаточной степенью точности принять равной мощности Р_к, потреб­ляемой трансформатором при опыте короткого замыкания, который проводится при номинальном токе нагрузке. При этом магнитные потери в стали АР_М весьма малы по сравнению с потерями ΔР_эл из-за сильного уменьшения напряжения U₁ а следовательно, и магнитного потока трансформатора и ими можно пренебречь. Таким образом,

ΔР_эл = β² Р_к

Полные потери

ΔР = Р₀ + β² Р_к

Подставляя полученные значения Р в и учитывая, что находим



Эта формула рекомендуется ГОСТом для определения КПД трансформатора. Значения Р_ои Р_кдля силовых трансформаторов приведены в соответствующих стандартах и каталогах.

---

Задание 2. Реакция якоря синхронной машины и ее виды.

В процессе работы нагруженного синхронного генератора в нем одновременно действуют МДС возбуждения F_b0 и статора (якоря) F₁, при этом МДС статора (якоря) воздействует на МДС возбуждения, усиливая или ослабляя поле возбуждения или же искажая его форму. Воздействие МДС обмотки статора (якоря) на МДС обмотки возбуждения называется реакцией якоря. Реакция якоря оказывает влияние на рабочие свойства синхронной машины, так как изменение магнитного поля в машине сопровождается изменением ЭДС, наведенной в обмотке статора, а следовательно, изменением и ряда других величин, связанных с этой ЭДС. Влияние реакции якоря на работу синхронной машины зависит от значения и характера нагрузки.

Синхронные генераторы работают на смешанную нагрузку (активно-индуктивную или активно-емкостную).

Активная нагрузка (ψ = 0). На рис. а представлены статор и ротор двухполюсного генератора. На статоре показана часть фазной обмотки. Ротор явнополюсный, вращается против движения часовой стрелки. В рассматриваемый момент времени ротор занимает вертикальное положение, что соответствует мак­симуму ЭДС Ė₀в фазной обмотке. Так как ток при активной нагрузке совпадает по фазе с ЭДС, то указанное положение ротора соответствует также и максимуму тока. Изобразив линии магнитной индукции поля возбуждения (ротора) и линии магнитной индукции поля обмотки статора, видим, что МДС статора F₁, направлена перпендикулярно МДС возбуждения F_в0.



Реакция якоря синхронного генератора при активной (а), индуктивной (б) и емкостной (в) нагрузках
Такое воздействие МДС статора (якоря) F₁на МДС возбуждения F_в0 вызовет искажения результирующего поля машины: магнитное поле машины ослабляется под набегающим краем полюса и усиливается под сбегающим краем полюса. Вследствие насыщения магнитной цепи результирующее магнитное поле машины несколько ослабляется. Объясняется это тем, что размагничивание набегающих краев полюсных наконечников и находящихся над ними участков зубцового слоя статора происходит беспрепятственно, а подмагничивание сбегающих краев полюсных наконечников и находящихся над ними участков зубцового слоя статора ограничивается магнитным насыщением этих элементов магнитной цепи. В итоге результирующий магнитный поток машины ослабляется, т. е. магнитная система несколько размагничивается. Это ведет к уменьшению ЭДС машины

---

Е₁.

Индуктивная нагрузка (ψ₁ = 90°). При чисто индуктивной нагрузке генератора ток статора İ₁отстает по фазе от ЭДС Ė₀I на 90°. Поэтому он достигает максимального значения лишь после поворота ротора вперед на 90° относительно его положения, соответствующего максимуму ЭДС Ė₀. Пои этом МДС Ḟ₁действует вдоль оси полюсов ротора встречно МДС возбуждения Ḟ_в0. В этом мы также убеждаемся, построив векторную диаграмму.

Такое действие МДС статора F₁ослабляет поле машины. Следовательно, реакция якоря в синхронном генераторе при чисто индуктивной нагрузке оказывает продольно-размагничивающее действие.

В отличие от реакции якоря при активной нагрузке в рассматриваемом случае магнитное поле не искажается.

Емкостная нагрузка. (ψ = -90° ). Так как ток İ₁при емкостной нагрузке опережает по фазе ЭДС Ė₀на 90°, то своего наибольшего значения он достигает раньше, чем ЭДС, т. е. когда ротор займет положение, показанное на рис. 3, в. Магнитодвижущая сила статора Ḟ₁так же, как и в предыдущем случае, действует по оси полюсов, но теперь уже согласно с МДС возбуждения Ḟ_в0.

При этом происходит усиление магнитного поля возбуждения.

Таким образом, при чисто емкостной нагрузке синхронного генератора реакция якоря оказывает продольно-намагничивающее действие. Магнитное поле при этом не искажается.

Смешанная нагрузка.

При смешанной нагрузке синхронного генератора ток статорa İ₁сдвинут по фазе относительно ЭДС Ė₀на угол ψ, значения которого находятся в пределах 0 < ψ₁ < ±90°.
Задание 3. Схема и характеристики двигателя постоянного тока смешанного возбуждения.



Этотдвигатель имеет две обмотки возбуждения: параллельную и последовательную. Частота вращения определяется формулой Знак «плюс» соответствует согласному включению обмоток возбуждения (потоки складываются). В этом случае с увеличением нагрузки общий магнитный поток увеличивается (за счет потока последовательной обмотки Ф₂), что ведет к уменьшению частоты вращения двигателя. Знак «минус» соответствует встречному включению обмоток возбуждения, при этом поток последовательной обмотки

---

Смотрите также файлы

• Р. А. адырлов, Н. К. Берістемова.docx

• I вопрос Понятия менеджмент и управление. Термин менеджмент означает профессиональную деятельность эффективное управление организациями. Менеджмент.docx

• Тип 7 21 Добавить в вариант Определите, какой город имеет географические координаты 41 с ш. 4 з д.docx

• Семинар 1.docx

• Преддипломная практика проходила в Слонимском ровд в отделении дознания период с 14. 11. 2011. по 11. 12. 2011.rtf