Нужны ли щетки и контактные кольца для синхронного двигателя, ротор которого представляет собой постоянный магнит?
28. Определить частоту вращения синхронного двигателя, если 
Гц, р= 1.
а) 285 об/мин; в) 1500 об/мин. б) 3000 об/мин;
С какой целью на роторе синхронного двигателя размещают дополнительную короткозамкнутую обмотку?
а) для увеличения вращающего момента;
б) для раскручивания ротора при запуске;
в) для увеличения пускового тока.
30. Механическая характеристика синхронного двигателя является:
в) абсолютно жесткой.
ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА И ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ
Какую роль играет преобразующее устройство в электроприводе?
а) преобразует постоянное напряжение в переменное;
б) преобразует переменное напряжение в постоянное;
в) преобразует напряжение, ток или частоту напряжения.
Сколько электродвигателей входит в электропривод?
в) количество электродвигателей зависит от типа электропривода.
От каких факторов зависит температура нагрева двигателя?
а) от мощности на валу двигателя;
б) от КПД двигателя;
в) от температуры окружающей среды;
г) от всех трех факторов.
Какой принимается температура окружающей среды при расчете двигателей?
При каком режиме работы двигатель должен рассчитываться на максимальную мощность?
Какой электрический параметр оказывает непосредственное физиологическое воздействие на организм человека?
а) напряжение; б) мощность; в) ток; г) напряженность.
Электрическое сопротивление человеческого тела 5 000 Ом. Какой ток проходит через него, если человек находится под напряжением 380 В?
а) 19 мА; б) 38 мА; в) 76 мА; г) 50 мА.
Какой ток наиболее опасен при прочих равных условиях?
б) переменный с частотой 50 Гц;
в) переменный с частотой 50 мГц;
г) опасность во всех случаях одинакова.
Какие части электроустановок заземляются?
а) соединенные с токоведущими частями;
б) изолированные от токоведущих деталей;
в) все перечисленные.
Можно ли заземлить корпус двигателя, не соединенный с заземленной нейтралью?
а) можно; б) нельзя; в) можно, но нецелесообразно.
ЭЛЕКТРОНИКА
Какой пробой опасен для p-n-перехода?
в) тепловой и электрический;
г) пробой любого вида не опасен.
2. В каких полупроводниковых приборах используется управляемая барьерная емкость?
а) в стабилитронах;
б) в туннельных диодах;
Для вольт-амперной характеристики каких полупроводниковых приборов характерно наличие участка с отрицательным дифференциальным сопротивлением?
б) туннельных диодов;
У какого транзистора входное сопротивление максимально?
а) у биполярного;
б) у полевого с затвором в виде p-n-перехода;
в) у МДП-транзистора;
г) у транзистора типа p-n-p.
Какая схема включения транзистора обладает наибольшим коэффициентом усиления?
а) с общим эмиттером;
б) с общей базой;
в) с общим коллектором.
Какая из перечисленных схем выпрямителей является самой распространенной в электронике?
а) двухполупериодная с выводом средней точки;
г) схема трехфазного мостового выпрямителя.
Как повлияет увеличение частоты питающего напряжения на работу емкостного сглаживающего фильтра?
а) сглаживание не изменится;
б) сглаживание улучшится;
в) сглаживание ухудшится.
В течение какого промежутка времени открыт каждый диод в схеме трехфазного выпрямителя?
а) 
; б) 
; в) 
; г) 
.
Каково главное достоинство схемы трехфазного выпрямителя?
а) малая пульсация выпрямленного напряжения;
б) отсутствие трансформатора с выводом средней точки;
в) малое обратное напряжение;
г) малые токи диодов.
Какие носители обеспечивают ток в базе фототранзистора типа p-n-p?
а) электроны и дырки;
б) только электроны;
ОТВЕТЫ НА ТЕСТЫ
| 1.1 – г | 2.1 — в | 3.1 — а |
| 1.2 — в | 2.2 — а | 3.2 — а |
| 1.3 — г | 2.3 — в | 3.3. — г |
| 1.4 — б | 2.4 — г | 3.4 — а |
| 1.5 — б | 2.5 — б | 3.5 — а |
| 1.6 — б | 2.6 — б | 3.6 — в |
| 1.7 — в | 2.7 — а | 3.7 — а |
| 1.8 — а | 2.8 — б | 3.8 — а |
| 1.9 — б | 2.9 — в | 3.9 — б |
| 1.10 — б | 2.10 — б | 3.10 — в |
| 4.1 – г | 4.11 -а | 4.21 — а |
| 4.2 — а | 4.12 — б | 4.22 — г |
| 4.3 — б | 4.13 — а | 4.23. — в |
| 4.4 -г | 4.14 — в | 4.24 — в |
| 4.5 — б | 4.15 — а | 4.25 — в |
| 4.6 — г | 4.16 — в | 4.26 — б |
| 4.7 — в | 4.17 — в | 4.27 — а |
| 4.8 — б | 4.18 — а | 4.28 — б |
| 4.9 — а | 4.19 — а | 4.29 — б |
| 4.10 — б | 4.20 — в | 4.30 — в |
| 5.1 – в | 6.1 — а |
| 5.2 — в | 6.2 — в |
| 5.3 — г | 6.3 — б |
| 5.4 — б | 6.4 — в |
| 5.5 — б | 6.5 — а |
| 5.6 — в | 6.6 — б |
| 5.7 — в | 6.7 — б |
| 5.8 — б | 6.8 — б |
| 5.9 — а | 6.9 — а |
| 5.10 — в | 6.10 — а |
Контрольные вопросы для аттестации
1.Дать определение полного, активного, индуктивного, емкостного сопротивлений.
2. Дать определение мгновенной и активной мощности.
3. Для переменных напряжения и тока записать выражение мгновенных напряжений и токов, дать определение амплитуды, начальной фазы, частоты.
4. Записать комплексное сопротивление последовательной цепи состоящей из R, L.
5. Записать комплексное сопротивление последовательной цепи состоящей из R, L и С.
6. Как записать комплексное сопротивление последовательной исследуемой цепи?
7. Как построить векторную диаграмму напряжений для последовательной исследуемой цепи?
8. Что такое резонанс напряжения и в каких цепях он может наблюдаться?
9. Каковы признаки резонанса напряжения?
10. От чего зависит угол сдвига фаз между током и напряжением в цепи переменного тока?
11.По какому признаку можно определить момент резонанса напряжения или
Трансформаторы:
— как будут изменяться в трансформаторе токи в первичной и во вторичной обмотке, напряжения, показание ваттметра, включенного в первичную обмотку при изменении сопротивления нагрузки?
— как изменится техническое состояние трансформатора, рассчитанный на напряжение в первичной обмотке 220 В частотой 500 Гц, если его включить в сеть с напряжением в первичной обмотке 220 В частотой 50 Гц?
— какова величина мощности расходуемой в сопротивлении нагрузки трансформатора, если мощность потребляемая трансформатором Р= 100 Вт., потери мощности в опытах холостого хода и короткого замыкания соответственно равны 10 Вт. и 15 Вт.
— поясните свойство авторегулирования для трансформатора?
— зависит ли ЭДС трансформатора от нагрузки?
Электрические машины постоянного тока:
— на каком физическом законе базируется принцип действия генератора постоянного тока?
— от каких параметров зависит ЭДС генератора?
— от каких параметров зависит вращающий момент двигателя постоянного тока?
— что необходимо выполнить для реверсирования двигателя постоянного тока?
— в каком случае может произойти аварийный режим “двигатель пошел в разнос”?
— каким достоинством обладает двигатель постоянного тока?
Машины переменного тока:
— от каких параметров зависит вращающий электромагнитный момент АД?
— какими достоинствами обладают асинхронные двигатели?
— каким существенным недостатком обладает асинхронный двигатель?
— какие нужно выполнить условия для получения вращающегося магнитного поля?
Усилители переменного тока
—Что такое резисторный усилитель на транзисторе?
-Что называется коэффициент усиления усилителя?
-Что такое рабочая точка усилителя и как она выбирается?
-Что такое амплитудно-частотная характеристика усилителя и почему она не линейна вначале и в конце частотного диапазона?
-Как влияет отрицательная обратная связь на коэффициент усиления?
Назначение преобразовательного устройства (электрического преобразователя) в электроприводе. Примеры электрических преобразователей.
раметров движения электропривода: скорости, момента и др.
Электрическое преобразовательное устройство (ПР) обычно пред-
ставляет собой преобразователь, выполненный на силовых полупро-
водниковых приборах: неуправляемых (диоды) и управляемых (на-
пример, тиристоры, запираемые тиристоры, биполярные транзисто-
ры с изолированным входом IGBT).
Назначение электромеханического преобразователя в электроприводе. Примеры электромеханических преобразователей.
Функция электрического преобразователя ЭП (если он используется) состоит в преобразовании электрической энергии, поставляемой источником (сетью) и характеризуемой напряжением Uс и током Iс сети, в электрическую же энергию, требуемую двигателем и характеризуемую величинами U, I. Преобразователи бывают неуправляемыми (трансформатор, выпрямитель, параметрический источник тока) и чаще – управляемыми (мотор-генератор, управляемый выпрямитель, преобразователь частоты), они могут иметь одностороннюю (выпрямитель) или двухстороннюю (мотор-генератор, управляемый выпрямитель с двумя комплектами вентилей) проводимость. В случае односторонней проводимости преобразователя и обратном (от нагрузки) потоке энергии используется дополнительный резистор R для “слива” тормозной энергии.
Электромеханический преобразователь ЭМП (двигатель), всегда присутствующий в электроприводе, преобразует электрическую энергию (U, I) в механическую (М, ) и
Назначение механического преобразователя в электроприводе. Примеры механических преобразователей.
Механический преобразователь (передача) – редуктор, пара винт-гайка, система блоков, кривошипно-шатунный механизм и т.п. осуществляет согласование момента М и скорости двигателя с моментом Мм (усилием Fм) и скоростью wм рабочего органа технологической машины.
Величины, характеризующие преобразуемую энергию, – напряжения, токи, моменты (силы), скорости называют координатами электропривода.
Основная функция электропривода состоит в управлении координатами, т.е. в их принудительном направленном изменении в соответствии с требованиями обслуживаемого технологического процесса.
Управление координатами должно осуществляться в пределах, разрешенных конструкцией элементов электропривода, чем обеспечивается надежность работы системы. Эти допустимые пределы обычно связаны с номинальными значениями координат, назначенными производителями оборудования и обеспечивающими его оптимальное использование.
В правильно организованной системе при управлении координатами (потоком энергии) должны минимизироваться потери Р во всех элементах и к рабочему органу должна подводиться требуемая в данный момент мощность.
Дата добавления: 2018-02-15 ; просмотров: 3496 ; Мы поможем в написании вашей работы!
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ
НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ
Промышленные и другие предприятия получают электрическую энергию от сетей трехфазного переменного тока со стандартными значениями напряжения и частоты, которые обеспечивают наиболее эффективное производство, передачу и распределение электрической энергии. Однако для сферы использования стандартные параметры электрической энергии далеко не всегда являются оптимальными. Основной потребитель электрической энергии — электропривод — во многих случаях потребляет электрическую энергию в преобразованном виде.
Основное назначение силовых полупроводниковых преобразовательных устройств в электроприводе — преобразовывать параметры электрической энергии, подводимой к электродвигателю, таким образом, чтобы можно было экономично регулировать скорость вращения электродвигателя.
Нерегулируемые электроприводы с синхронными и асинхронными двигателями питаются непосредственно от сети и не требуют для своей работы преобразования электрической энергии. Однако и для нерегулируемых электроприводов потребность в преобразовательных устройствах постоянно возрастает — они используются для осуществления плавного пуска асинхронных и синхронных двигателей мощностью более 100 кВт, а также для приводов со скоростью вращения выше 3000 об/мин.
Электроприводы на базе двигателей постоянного тока неизбежно содержат в своем составе управляемые выпрямители, преобразующие энергию переменного тока стандартной частоты в энергию постоянного тока (при работе электропривода в тормозном режиме требуется обратное преобразование).
Электродвигатели переменного тока не допускают экономичного регулирования скорости при непосредственном питании от сети. Наиболее совершенным способом регулирования асинхронных и синхронных двигателей является частотное управление, при котором двигатель получает питание от преобразователей частоты с регулируемой выходной частотой и напряжением (или током).
Классификация полупроводниковых преобразовательных устройств, используемых в силовом канале электропривода, дана на рис. 3.1.
Рис. 3.1. Классификация силовых полупроводниковых преобразователей для электропривода
Преобразователи энергии в виде электрических машин
Электрические машины — это преобразователи энергии, устройства, которые преобразуют энергию из одной формы в другую. Они преобразуют механическую работу в электрическую энергию или наоборот.
Существуют также силовые преобразователи, которые преобразуют электрическую энергию одной формы в другую. Они называются статическими преобразователями мощности.
Ниже перечислены некоторые примеры преобразователей мощности:
- Силовые преобразователи, которые генерируют механическую работу с использованием электрической энергии, называются электрическими двигателями. Электродвигатели — это электрические машины.
- Силовые преобразователи, которые используют электроэнергию постоянного тока и напряжения и преобразуют эту энергию в электрическую энергию переменного тока и напряжения, называются инверторами. Инверторы относятся к статическим преобразователям мощности и используют полупроводниковые силовые переключатели.
- Электрические генераторы преобразуют механическую работу в электрическую энергию. Они также принадлежат к электрическим машинам.
- Силовые трансформаторы преобразуют электрическую энергию из одной системы переменного напряжения в электрическую энергию другой системы переменного напряжения, при этом две системы переменного тока имеют одинаковую частоту.
Преобразователи мощности бывают вращающиеся и статистические.
Вращающиеся преобразователи мощности
Электрические машины, преобразующие электрическую энергию в механическую работу, называются электрическими двигателями.
Электрические машины, преобразующие механическую работу в электрическую энергию, называются электрическими генераторами.
Механическая энергия обычно проявляется в форме вращательного движения. Электрические двигатели и генераторы называются преобразователями вращательной мощности или вращающимися электрическими машинами. Процесс преобразования электрической энергии в механическую работу называется электромеханическим.
Электрические машины состоят из токовых цепей, изготовленных из изолированных проводников и магнитопроводов, изготовленных из ферромагнитных материалов. Машины производят механическую работу за счет действия электромагнитных сил на проводники и ферромагнетики, соединенные магнитным полем. Проводники и ферромагнитные элементы принадлежат либо движущейся части машины (ротору), либо неподвижной части (статору). Вращение движущейся части машины способствует изменению магнитного поля. В свою очередь, в проводниках индуцируется электродвижущая сила, которая вырабатывает электрическую энергию. Аналогично, электрический ток в проводниках машины , называемых обмотками, взаимодействует с магнитным полем и создает силы, которые возбуждают движение ротора.
Статические преобразователи мощности
В отличие от электрических машин, силовые трансформаторы не содержат движущихся частей. Их работа основана на электромагнитной связи между первичной и вторичной обмотками, окружающими один и тот же магнитопровод.
В дополнение к электрическим машинам и силовым трансформаторам существуют силовые преобразователи, работа которых не основана на электромагнитной связи токовых цепей и магнитопровода.
Преобразователи, содержащие полупроводниковые силовые переключатели, известны как статические силовые преобразователи или устройства силовой электроники. Одним из таких примеров является диодный выпрямитель, содержащий четыре силовых диода, соединенных в мост. Питаемый переменным напряжением, диодный выпрямитель выдает пульсирующее постоянное напряжение. Диодный выпрямитель осуществляет преобразование электрической энергии переменного тока в электрическую энергию постоянного тока.
Преобразование электрической энергии постоянного тока в электрическую энергию переменного тока осуществляется инверторами, статическими преобразователями мощности, содержащими полупроводниковые силовые ключи, такие как силовые транзисторы или силовые тиристоры. Статические преобразователи мощности часто используются в сочетании с электрическими машинами.
Роль электромеханического преобразования энергии
Электромеханическое преобразование играет ключевую роль в производстве и использовании электрической энергии.
Электрические генераторы производят электрическую энергию, в то время как двигатели являются потребителями, преобразующими значительную часть электрической энергии в механические работы, необходимые для производственных процессов, транспортировки, освещения и других промышленных и бытовых применений.
Благодаря электромеханическому преобразованию энергия транспортируется и доставляется удаленным потребителям с помощью электрических проводников. Электрическая передача достаточна надежна, она не сопровождается выбросами газов или других вредных веществ и осуществляется с низкими потерями энергии. Существуют линии передачи постоянного тока.
На электростанциях паровые и водяные турбины производят механическую работу, которая подается на электрические генераторы. Через происходящие процессы в генераторе механическая работа преобразуется в электрическую энергию, которая доступна на клеммах генератора в виде переменного тока и напряжения.
Назначение электрических сетей в передаче электрической энергии в промышленные центры и населенные пункты, где силовые кабели и линии распределительной сети обеспечивают электроснабжение различных потребителей, расположенных в производственных цехах, транспортных единицах, офисах и домашних хозяйствах. В процессе передачи и распределения напряжение несколько раз преобразуется с помощью силовых трансформаторов. Электрические генераторы, электродвигатели и силовые трансформаторы являются жизненно важными компонентами электроэнергетической системы
Основные законы определяющие электромеханическое преобразование энергии
Электромеханическое преобразование энергии может быть достигнуто путем применения различных принципов физики. Работа электрических машин обычно основана на магнитном поле, которое соединяет токоведущие цепи и движущиеся части машины. Проводники и ферромагнитные детали в магнитном поле связи подвергаются воздействию электромагнитных сил. Проводники образуют контуры и цепи, несущие электрические токи. Связь потока в контуре может изменяться из-за изменения электрического тока или из-за движения. Изменение потока вызывает электродвижущую силу в контурах.
Основные законы физики, определяющие электромеханическое преобразование энергии в электрических машинах с магнитным полем связи следующие:
- Закон электромагнитной индукции Фарадея, который определяет взаимосвязь между изменяющимся магнитным потоком и индуцированной электродвижущей силой.
- Закон Ампера, который описывает магнитное поле проводников, несущих электрический ток
- Закон Лоренца, определяющий силу, действующую на движущиеся заряды в магнитном и электрическом полях
- Законы Кирхгофа, которые дают соотношения между напряжениями и токами в токовых цепях, а также между потоками и магнитодвижущими силами в магнитных цепях
Процесс электромеханического преобразования энергии
Процесс электромеханического преобразования энергии в электрических машинах основан на взаимодействии магнитного поля связи с проводниками, несущими электрические токи. Магнитный поток направляется через магнитопроводы, изготовленные из ферромагнитных материалов. Электрические токи направляются через токопроводящие провода. Магнитопроводы формируются путем укладки железных листов, разделенных тонкими слоями изоляции, в то время как цепи тока выполнены из изолированных медных проводников.
Три наиболее важных типа электрических машин:
- машины постоянного тока;
- асинхронные;
- синхронные.
Типы электрических машин имеют различную конструкцию и используют различные способы создания магнитных полей и токов.
Вращающиеся электрические машины имеют неподвижную часть, статор, и движущуюся часть, ротор, который может вращаться вокруг оси машины. Магнитная и токовая цепи могут быть установлены как на статор и ротор. В дополнение к магнитным и токовым цепям электрические машины также имеют другие детали, такие как корпус, вал, подшипники и клеммы токовых цепей.
Вращающиеся электрические машины
Механическая работа электрических машин может быть связана с вращением или перемещением.
Большинство электрических машин состоит из вращающихся электромеханических преобразователей, производящих вращательное движение и имеющих цилиндрические роторы.
Линейные двигатели обеспечивающие линейное перемещение подвижной части встречаются довольно редко.
Токовые цепи машины называются обмотками. Они могут быть подключены к внешним источникам электроэнергии или к потребителям электрической энергии. Концы обмотки доступны в качестве электрических клемм. Электрические клеммы обеспечивают электрический доступ к машине. Поскольку электрические машины выполняют электромеханическое преобразование, они имеют как электрический, так и механический доступ. Через электрические клеммы машина может получать электрическую энергию от внешних источников или поставлять электрическую энергию потребителям в схемы, которые являются внешними по отношению к машине. Ротор расположен внутри полого цилиндрического статора. Вдоль оси ротора расположен стальной вал, доступный с торцов станка. Угловая частота вращения ротора называется частотой вращения ротора.
Электрическая машина может выполнять или принимать механическую работу. Вал составляет механическую клемму машины. Он передает вращающий момент или просто крутящий момент внешним источникам или потребителям механической работы. Крутящий момент создается взаимодействием магнитного поля и электрического тока. Поэтому его еще называют электромагнитным моментом. В тех случаях, когда крутящий момент способствует движению и действует в направлении для увеличения скорости, это называется крутящим моментом привода.
Электрический двигатель преобразует электрическую энергию в механическую работу. Последняя подается через вал на машину, работающую в качестве механической нагрузки, также называемую рабочей машиной.
Электрический генератор преобразует механическую работу в электрическую энергию. Он получает механическую работу от водяной или паровой турбины; таким образом, мощность генератора имеет отрицательное значение. Вращающий момент турбины стремится привести ротор в движение, в то время как крутящий момент, создаваемый электрической машиной, противодействует этому движению.
Поскольку электрический генератор преобразует механическую работу в электрическую энергию и подает ее в сеть питания, мощность генератора имеет отрицательное значение. Знак этих переменных связан с опорными направлениями. Изменение опорных направлений для крутящих моментов и токов приведет к положительным крутящим моментам генератора и положительной мощности генератора.
Реверсивные машины
Электрические машины в основном реверсивны.
Реверсивная электрическая машина может работать либо как генератор, преобразующий механическую работу в электрическую энергию, либо как двигатель, преобразующий электрическую энергию в механическую работу. Переход от генератора в режим работы двигателя сопровождается изменением электрических и механических переменных, таких как напряжение, ток, крутящий момент и скорость. Режим работы может быть изменен без изменений в конструкции машины, без изменения в цепях тока и без изменений в соединении вала между электрической и рабочей машиной. Примером реверсивной электрической машины является асинхронный двигатель. При угловых скоростях вращения ротора ниже синхронной скорости асинхронная машина работает в режиме двигателя. Если скорость увеличивается выше синхронной скорости, электромагнитный крутящий момент противодействует движению, в то время как асинхронная машина преобразует механическую работу в электрическую энергию, таким образом, работая в режиме генератора.
Потери при преобразовании энергии
Преобразование энергии сопровождается потерями энергии в цепях тока, магнитных цепях, а также потерями механической энергии в результате различных форм вращательного трения. Из-за потерь значения мощности на электрическом и механическом терминалы не равны.
В режиме двигателя полученная механическая мощность несколько ниже, чем вложенная электрическая мощность из-за потерь на преобразование.
В режиме генератора полученная электрическая мощность несколько ниже, чем вложенная механическая мощность из-за потерь.