О САЙТЕ
Добро пожаловать!

Теперь вы можете поделиться своей работой!

Просто нажмите на значок
O2 Design Template

ФЭА / Электроэнергетика / Ответы на контрольные вопросы 4. по электротехнике

(автор - student, добавлено - 17-08-2013, 22:23)

 

СКАЧАТЬ:  otvety_na_kontrolnye_voprosy4_i5.zip [350,44 Kb] (cкачиваний: 31)

 

 

Ответы на контрольные вопросы 4.

  1. 1.      Составьте электрические схемы замещения АД с КЗ и фазным ротором.

 

Т-образная схема замещения

 

 Г-образные  схемы замещения  асинхронной  машины  (а,  б)

  1. 2.      Принцип действия АД.

Асинхронная машина обычно используется в качестве двигателей.

            Асинхронный двигатель имеет на статоре трехфазную обмотку, а на роторе в простейшем случае короткозамкнутую обмотку, т.е. витки обмотки замкнуты сами на себя. Если обмотку статора соединяют в схему звезда или треугольник и подключают к трехфазной сети появляется вращающиеся магнитное поле, которая индуктирует в обмотках статора ЭДС самоиндукции, в обмотках ротора ЭДС взаимоиндукции. ЭДС самоиндукции – ограничивает ток в статоре, а ЭДС взаимоиндукции вызывает появление тока в обмотках ротора.

            Взаимодействие токов с магнитным полем создается электромагнитная сила, которая стремится повернуть ротор в направлении вращающегося магнитного поля. Ротор начинает вращаться в первый момент времени, когда скорость ротора еще равна 0, относительная скорости перемещения проводников ротора в магнитном поле имеет максимальное значение ns=n1. При этом наблюдается максимальное значение ЭДС и токов в обмотках. По мере разгона относительная скорость ns уменьшается, также уменьшается ЭДС и токи. Ротор достигает установившегося тока когда вращающийся электромагнитным момент сравняется с моментом сопротивления на валу двигателя.

            Скорость ротора  n2 всегда меньше скорости вращающегося магнитного поля n1: n2 <n1

Ротор не может разогнаться до скорости n1, т.к. при этом относительная скорость ns стала бы равна 0. ns = n1 - n2 = 0

Это исключено проявления электромагнитной индукции в обмотках не создается вращающийся момент, не индукцируется  ЭДС.

            Относительная скорость ns называется также скоростью скольжения.

Скольжение – это отставание скорости ротора от скорости магнитного поля. Она выражается в относительных единицах или процентах.

 

Номинальное скольжение АД соответствующего его номинальной нагрузке обычно лежит в пределах 1…8%.

  1. 3.      Дайте классификацию силовых преобразователей применяемых в электроприводах.

 

ЕК – естественная коммутация 

ИК – искусственная коммутация

ШИМ – широтно-импульсная модуляция

ФР – выходное напряжение

ТИРМ – тиристорные источники реактивной мощности

УВЕК – управляемые выпрямители с естественной коммутацией

НУВ – неуправляемые выпрямители

УВИК – управляемые выпрямители с искусственной коммутацией

НПЧ – непосредственные преобразователи частоты

В-ВИ - выпрямительно-инверторные преобразователи частоты

УВ-ВИ – выпрямительно-инверторные с управляемым выпрямителем

НУВ-ВИ  – выпрямительно-инверторные с неуправляемым выпрямителем

  1. 4.      Рабочие характеристики АД.

Рабочие характеристики асинхронного двигателя представляют  собой зависимости скольжения S, числа оборотов ротора n2, раз­виваемого момента М, потребляемого тока I1, расходуемой мощности Р1, коэффициента мощности соsφ и кпд η от полезной мощности Р2 на валу машины. Эти характеристики (рис. 115) снимаются три естественных условиях работы двигателя, т. е. двигатель нерегулируемый, частота  f1 и напряжение U1 се­ти остаются постоянными, а изменяется только нагрузка на валу двигателя.

 

При увеличении нагрузки на валу двигателя скольжение возрастет, причем при боль­ших нагрузках скольжение увеличивается несколько быст­рее, чем при малых.

При холостом ходе двигателя n2=n1 или S=0.

При    номинальной    нагрузке   скольжение  обычно   составляет S = 3-5%.

Скорость вращения ротора

 

Так как при увеличении нагрузки на валу двигателя скольжение возрастает, то число оборотов будет уменьшаться. Однако из­менение скорости вращения при увеличении нагрузки от 0 до номи­нальной очень незначительно и не превышает 5%. Поэтому скоро­стная характеристика асинхронного двигателя является жесткой — она имеет очень малый наклон к горизонтальной оси.

Вращающий момент, развиваемый двигателем М, уравновешен тормозным моментом на валу М2 и моментом, идущим на преодоление механических потерь М0, т. е.

 

где Р2 — полезная мощность двигателя,

      W2 — угловая скорость ротора.

При холостом ходе двигателя вращающий момент равен М0; с увеличением нагрузки на валу этот момент также увеличивается, причем за счет некоторого уменьшения скорости ротора увеличение вращающего момента происходит быстрее, чем увеличение полезной мощности на валу.

Сила тока I1 потребляемого двигателем из сети, неравномерно изменяется с увеличением нагрузки на валу двигателя. При холо­стом ходе соs j мал и ток имеет большую реактивную составляю­щую и очень малую активную составляющую. При малых нагруз­ках на валу двигателя активная составляющая тока статора меньше реактивной составляющей, а потому изменение нагрузки, т. е. изменение активной составляющей тока, вызывает незначитель­ное изменение силы тока I1 (определяющейся в основном реактивной составляющей). При больших нагрузках активная составляющая тока статора становится больше реактивной и изменение нагрузки вызывает значительное изменение силы тока I1.

Потребляемая двигателем мощность Р1 при графическом изоб­ражении имеет вид почти прямой линии, незначительно отклоняю­щейся вверх при больших нагрузках, что объясняется увеличением потерь в обмотках статора и ротора с увеличением нагрузки.

Изменение коэффициента мощности при изменении нагрузки на валу двигателя происходит следующим образом. При холостом ходе соsφ мал (порядка 0,2), так как активная составляющая тока ста­тора, обусловленная потерями мощности в машине, мала по срав­нению с реактивной составляющей этого тока, создающей магнит­ный поток. При увеличении нагрузки на валу соsφ возрастает (достигая наибольшего значения 0,8—0,9) в результате увеличе­ния активной составляющей тока статора. При очень больших на­грузках происходит некоторое уменьшение соsφ, так как вследствие значительного увеличения скольжения и частоты тока в роторе возрастает реактивное сопротивление обмотки ротора.

Кривая кпд имеет такой же вид, как в любой машине или трансформаторе. При холостом ходе кпд равен нулю. С увели­чением нагрузки на валу двигателя кпд резко увеличивается, а затем уменьшается. Наибольшего значения кпд достигает при такой нагрузке, когда потери мощности в стали и механические потери, не зависящие от нагрузки, равны потерям мощности в обмотках статора и ротора, зависящим от нагрузки.

  1. 5.      Дайте определение номинального режима работы электрической машины. 

            Режим работы электрической машины  при условиях, для которых машина предназначены заводом-изготовителем, называется номинальным режимом работы. Он характеризуется величинами, указанными на заводском щитке машины или трансформатора и называемыми номинальными.

            Обычно электрические машины предназначаются для номинального продолжительного режима работы, при котором они могут работать с установившимися превышениями температуры их отдельных частей над температурой воздуха, не превосходящими допускаемых общесоюзными стандартами.

            Другие номинальные режимы работы — кратковременный и повторно-кратковременный — характерны главным образом для электрических машин, работающих в условиях электрической тяги или обслуживающих подъемные краны, лифты, прессы и т. п.

  1. 6.      Дайте краткую характеристику режимам работы: продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный.

Согласно ГОCТ 183-74 устанавливаются следующие режимы работы двигателей:
S1  – продолжительный режим работы. Работа двигателя с постоянной нагрузкой достаточно продолжительное время для достижения установившегося режима; 

S2 – кратковременный режим работы. Работа двигателя с постоянной нагрузкой в течении времени недостаточного для достижения установившегося режима, после чего следует остановка двигателя на время, достаточное для охлаждения машины до температуры, не более чем на 2 °С превышающий температуру окружающей среды;

S3 – повторно кратковременный режим работы. Последовательность одинаковых циклов работы, двигателя при которой каждый цикл состоит из периода работы с постоянной нагрузкой и выключенного состояния. Тепловой режим двигателя в периоде работы с постоянной нагрузкой не достает установившегося значения, а в периоде включенного состояния двигатель не охлаждается до температуры окружающей среды;

S4 – повторно-кратковременный режим работы с частыми пусками. Режим работы аналогичен режиму S3, только при этом количество пусков двигателя в час может достигать 240;

S5 – повторно-кратковременный режим работы с частыми пусками и электрическим торможением. Режим работы аналогичен режиму S4, только при этом для ускорения остановки двигателя используется электрическое торможение;

S6 – перемежающиеся режим работы. Последовательность одинаковых циклов работы двигателя, при которой каждый цикл состоит из периода работы с постоянной нагрузкой и периода холостого хода. Тепловой режим двигателя в периоде работы с постоянной нагрузкой не достигает установившегося значения;

S7 – перемежающейся режим работы с частыми пусками и электрическим торможением. Режим работы аналогичен S6, только при этом для ускорения остановки двигателя используется электрическое торможение и количество пусков двигателя в час может достигать 240;
S8 – перемежающейся режим работы с двумя или более частотными вращения. Режим работы аналогичен S7, при этом двигатель будет работать на нескольких частотных вращения.

 

 

 

 

 


Ключевые слова -


ФНГ ФИМ ФЭА ФЭУ Яндекс.Метрика
Copyright 2021. Для правильного отображения сайта рекомендуем обновить Ваш браузер до последней версии!