Методичні вказівки до 2.4

Трифазний трансформатор можна скласти, використовуючи три однофазних трансформатори. Однак на практиці застосовуються спеціально виготовлені трифазні трансформатори з плоскою магнітною системою. При вивченні цього розділу варто звернути увагу на вплив конструкції магнітопровода трансформатора на його роботу в режимі холостого ходу і під навантаженням.

Трансформатор – нелінійний елемент, тому він є генератором вищих гармонік, що присутні в струмі, у потоці та у ЕРС. Однак при різних способах з'єднання обмоток вищі гармонійні більш помітно виявляються або в струмі первинної (або вторинної) обмотки, або в потоці. Необхідно уважно розглянути вплив способу з'єднання обмоток і конструкції магнітопровода трансформатора на форму результивних кривих струму холостого ходу, потоку і ЕРС.

Велике значення в трифазних трансформаторах має група з'єднання обмоток, що визначає фазу вторинної лінійної напруги щодо лінійної напруги первинної обмотки. Група з'єднання трансформатора залежить від ряду обставин, однак визначним є маркування затискачів вторинної обмотки при відповідному позначенні затискачів первинної обмотки.

При вивченні паралельної роботи трансформаторів варто засвоїти умови, які необхідно виконати при їхньому вмиканні на паралельну роботу, а також розглянути відхилення від цих умов на практиці. Зокрема, необхідно чітко виділяти випадки появи зрівнювального струму й оцінити його вплив на навантажувальну здатність паралельно умімкнених трансформаторів.

2.5 Спеціальні трансформатори

Автотрансформатори. Схеми, рівняння напруг і векторні діаграми автотрансформаторів. Співвідношення між потужностями автотрансформатора і звичайного трансформатора. Конструктивні особливості автотрансформаторів у порівнянні зі звичайними трансформаторами. Області застосування автотрансформаторів.

Регулювання напруги трансформаторів. Схеми регулювання напруги трансформатора під навантаженням і з відключенням від мережі.

Багатообмотковий трансформатор. Основні рівняння напруг трьохобмоткового трансформатора; заступні схеми. Змінення вторинних напруг. Співвідношення між потужностями обмоток. Області застосування. Багатообмоткові трансформатори малої потужності, розміщення обмоток. Векторна діаграма.

Трансформатори спеціального призначення: перетворення числа фаз, частоти, для випрямних пристроїв, пік-трансформатори.

[I, с.I83-199, 220-230; 2, с.57-60, 71-75, 84-94].

Методичні вказівки до 2.5

Перелік спеціальних трансформаторів великий. Одні з них, залишаючись трансформаторами, працюють у специфічних режимах, їхня конструкція відповідає умовам цих режимів (вимірювальні, грубні, зварювальні). В інших трансформаторах заздалегідь змінена конструкція, що забезпечує їм нові якості і можливості (автотрансформатор, трьохобмотковий трансформатор, регульований трансформатор). У третіх трансформаторах найбільш характерні ті властивості, що у звичайних випадках були другорядними (пік-трансформатори, помножувателі частоти, магнітні підсилювачі).

При вивченні автотрансформаторів потрібно звернути увагу на його схему і здатність передавати споживану потужність у виді двох складових: потужностей електричної й електромагнітної (або розрахункової). Розрахункова потужність автотрансформатора менше повної (чи прохідної) і визначається коефіцієнтом вигідності:

,

де К_а - коефіцієнт трансформації автотрансформатора.

При вивченні конструкції, принципу роботи перемикаючих пристроїв і конструктивних особливостей трансформаторів при регулюванні напруги під навантаженням (РПН) варто звернути увагу на те, що регулювання може бути східчастим і плавним, подовжнім (зміна значення напруги) і поперечним (зміна фази напруги). Більш складну фізичну роботу трьохобмоткових трансформаторів

доцільно вивчати з використанням різницевих рівнянь і заступних схем. Аналіз векторних діаграм дозволяє наочно представити вплив навантаження кожної з обмоток на вторинні напруги.

2.6 Загальні питання теорії машин змінного струму

Основні елементи конструкції машин змінного струму, ЕРС провідника, витка, котушки, фази. Коефіцієнти скорочення і розподілу. Обмотковий коефіцієнт. Способи зменшення вищих гармонік у кривої ЕРС.

МРС трифазних і двуфазних обмоток. Утворення обертового магнітного поля. Швидкості обертання магнітних полів для основної і несинхронної гармонік. Зображення обертових МРС за допомою просторово-тимчасового вектора.

Принцип утворення і класифікація обмоток статора. Петльові і хвильові обмотки. Одношарові і двошарові обмотки. Обмотки мікромашин підвищеної точності.

[I, с.27-32, 68-89, 253-258; 2. с.97-136; 3, с. 18-22,112-131].

Методичні вказівки до 2.5

Вивчення процесів наведення ЕРС зв'язано з розглядом способів утворення обмоток і їхніх конструкцій. Значення і форма кривої ЕРС залежать від типу обмотки і значною мірою визначаються коефіцієнтами розподілу і скорочення обмотки.

При вивченні обмоток важливо засвоїти основну термінологію: активний провідник, виток, секція (котушка), котушкова група. Ширина секції (крок) повинна бути приблизно дорівнювати полюсному діленню. Петльові і хвильові обмотки відрізняються числом витків у секції, перетином проводу і способом з'єднання секцій між собою. Двошарові обмотки дозволяють скоротити крок, спростити технологію виготовлення і забезпечити необхідну надійність конструкції.

Під час вивчення ЕМ змінного струму необхідно пам'ятати про тимчасову і просторову зміну електромагнітних хвиль. У реальних машин ці хвилі, як правило, носять несинусоїдальний характер і можуть описані сумою основних і вищих гармонійних складових. В електричних машинах мають місце пульсуючі (у фізиці - стоячі) і обертові (у фізиці - що біжать) хвилі. Варто звернути увагу на те, як тісно вони між собою зв'язані і взаємообумовлені.

В усіх трифазних машин змінного струму використовується обертове магнітне поле. Необхідно засвоїти спосіб утворення обертового магнітного поля за допомогою полів, нерухомих у просторі, але змінних у часі. Обертове магнітне поле статора індукує в обмотці ротора ЕРС, яка у замкнутій обмотці ротора створює струм, що утворить МРС ротора, яка обертається синхронно з полем статора (тому МРС статора і ротора нерухомі відносно один одного).

2.7 Робочий процес асинхронної машини

Уже згадувалося про те, що спосіб одержання обертового магнітного поля був запропонований Феррарісом у 1885 р. (повідомлення надійшло лише в березні 1886 р.) і Тесла (травень 1888 р.).

Ферраріс і Тесла показали, що якщо дві котушки, розташовані під прямим кутом друг до друга, живити двома перемінними синусоїдальними струмами, що відрізняються друг від друга тільки по фазі на 90⁰, те вектор сумарної магнітної індукції у точці перетинання осей котушок одержує рівномірний обертальний рух, не змінюючись по абсолютній величині.

Помітимо тут, що у 1879 р. У.Берлі (Англія) сконструював прилад, у якому просторове переміщення магнітного поля здійснювалося шляхом почергового намагнічування чотирьох електромагнітів (у даний час подібне рішення застосовують у вентильних чи у крокових електродвигунах, тобто це приклад повернення до старих ідей, однак у нових умовах).

Але як одержати два струми зі зрушенням по фазі на 90⁰? Для цього потрібно "розщеплення" фаз за допомогою пристроїв (резистивно-емнісних чи індуктивних). Цим шляхом пішов Ферраріс.

Тесла, працюючи в Америці, прийшов до висновку про доцільність побудови двофазного генератора. Його двигуни мали явнополюсну систему статора і ротора, із зосередженими обмотками, що було основним їхнім недоліком. Ці двигуни мали великий магнітний опір і вкрай несприятливий розподіл МДС уздовж повітряного зазору, що приводило до погіршення характеристик машин.

Такі були наслідки механічного переносу в техніку перемінного струму, конструктивних схем машини постійного струму. Стара форма ввійшла в суперечність з новим змістом. Були також труднощі з передачею електроенергії від двохфазних генераторів.

У Європі була розроблена більш досконала електрична система - трифазна. Її автором по праву вважається М.О.Доливо-Добровольский, який досяг найбільших успіхів у реалізації на, практиці своїх теоретичних розробок.

Ще восени 1888 р. Доливо-Добровольский, ознайомившись зі змістом доповіді Ферраріса, не погодився з його висновком про практичну непридатність індукційного двигуна.

Насамперед він прийшов до висновку про недоцільність виготовлення обмотки ротора з таким опором, при якому ковзання складало б 50%.

Потім він успішно вирішив протиріччя, що виникло в конструкції двигуна Феррариса з мідним ротором, суть якого полягає у наступному. Мідь є гарним провідником для струму, але поганим для магнітного потоку. Сталь же навпаки. Як з'єднати у роторі дві, кращі якості зазначених матеріалів?

Вихід з цього протиріччя М.О.Доливо-Добровольский знайшов у створенні ротора з обмоткою типу «білчина клітка» (патент від 8 березня 1889 р.).

Далі пішли й інші розробки М.О.Доливо-Добровольского в області трифазних електричних машин, що витримали іспит часом [5]. Визначимо, що однією з вирішальних причин успіхів М.О.Доливо-Добровольского було надзвичайно вдале сполучення в його творчості наукового передбачення й інженерного підходу до вирішення задачі. З'єднання цих чудових якостей у сполученні з щоденною напруженою роботою дозволило одній людині зробити такий внесок у науку і техніку, що здавалося б, міг бути під силу тільки великому колективу. Додамо ще, що зміст його робіт збігся з основним напрямком у розвитку електротехніки, тобто його талант винахідника, інженера, ученого проявився в належний історичний момент. Він вніс вирішальний вклад у рішення найголовнішої енергетичної проблеми кінця XIX століття - проблеми централізованого виробництва електроенергії і передачі її на великі відстані, Електрична енергія у формі трифазного струму від місця її виробництва прийшла до окремого цеху, відділенню, а потім і до окремого верстата. Це сприяло подальшій концентрації і централізації виробництва на основі електрифікації. Цей реферат має на меті простежити діалектику розвитку електричних машин, однак важко удержатися від бажання відзначити цікаве передбачення М.О.Доливо-Добровольского про те, що з розвитком електротехніки при спорудженні наддалеких ліній передачі, прийдеться знову повернутися до постійного струму. Повернутися на більш високому рівні. Починаючи із середини двадцятих-тридцятих років минулого сторіччя радянська електромашинобудівна промисловість випускає ряд серій АД, СМ і МПТ. Однак різні серії машин довгий час мали незбіжні технічні дані (потужність, частота обертання, висота осі обертання і т.п.), що спричиняло утруднення для споживачів по частині заміни, ремонту і створення резерву машин.

У зв'язку з цим виникла необхідність створення єдиних серій машин з урахуванням сучасних вимог економіки й експлуатації. Перша єдина серія АМ була створена до початку п'ятидесятих років – це АД потужністю від 0,6 до 100 кВт серії А і АТ. Потім єдина серія була продовжена до 10000 кВт (серії А і АК). Однак у зв'язку зі зміною вимог до електричних машин, поява поліпшених електротехнічних матеріалів, удосконалення конструкції і технологічних процесів виробництва привели до того, що ці серії застаріли через 10 – 20 років.

Тому в даний час вітчизняною електропромисловістю випускаються АД потужністю від 0,12 до 400 кВт єдиної серії 4А [9].

Машини цієї серії володіють високими техніко-економічними показниками, що знаходяться на рівні сучасних серій ведучих закордонних фірм. Розробка серії проводилася всіма країнами – членами СЭВ, що являє гарний приклад співдружності соціалістичних країн, яскравим свідченням переваг планової соціалістичної економіки і єдиної технічної політики [10, 14].

За рахунок застосування нових прогресивних електротехнічних матеріалів, а також за рахунок раціональних розмірів сердечників, обумовлених за допомогою ЕОМ, у серії 4А потужність двигунів при даних висотах осі обертання підвищена на дві, три ступені у порівнянні з потужністю попередньою серією А2, що дало велику економію дефіцитних матеріалів. При проектуванні серії 4А велика увага була приділена підвищенню надійності машин. Вперше у світовій практиці для АД загального призначення були стандартизовані показники надійності. Особлива увага при проектуванні приділялася економічності двигунів, тому що в народно господарському парку електродвигунів вони складають по кількості 90%, а по потужності – 55% і споживають більш 40% виробленої в країні електроенергії.

В даний час закінчується розробка єдиної для всіх країн - членів СЭВ серії А1 асинхронних двигунів потужністю від 0,04 до 315 кВт, що по своїх габаритних, енергетичних і електромеханічних характеристиках, за рівнем вібрацій і шуму буде відповідати перспективному світовому рівню в області асинхронних двигунів.

Основні тенденції у розвитку електромашинобудування наступні:

- застосування більш тонкої корпусної ізоляції і емалъпроводів;

- використання більш нагрівостійкої ізоляції (в основному класу F, у машинах для тяжких умов роботи кл. Н);

- застосування поліпшених марок електротехнічної сталі з підвищеною магнітною проникністю і зменшеними магнітними втратами;

- удосконалення охолодження машин;

- удосконалення методів розрахунку машин;

- удосконалення конструкцій машин.

Конструкція і принцип дії асинхронного двигуна. Конструкція обмоток статора і ротора. Частота обертання магнітного поля статора. Частота обертання ротора. Ковзання. Просторово-тимчасові діаграми МРС статора і ротора. Приведення робочого процесу обертової асинхронної машини до нерухомої (до робочого процесу трансформатора). Приведення параметрів вторинного кола до первинного. Основні рівняння напруг і струмів. Векторна діаграма асинхронного двигуна. Електромагнітна потужність. Електромаг-нітний обертальний момент асинхронної машини. Т - і Г -подібні заступні схеми. Аналітичне визначення струмів і електромагнітного моменту у функції ковзання. Механічна характеристика асинхронного двигуна і побудування графіка механічної характеристики за каталожними даними. Область усталеної роботи. Енергетична діаграма активної потужності. Втрати і ККД асинхронного двигуна. Робочі характеристики асинхронного двигуна.

Кругова діаграма асинхронної машини. Області роботи асинхронної машини в режимах двигуна, генератора і електромагнітного гальма. Визначення параметрів заступної схеми і побудова кругової діаграми за даними дослідів холостого ходу і короткого замикання. Побудова робочих характеристик асинхронного двигуна за круговою діаграмою.

[I, с.239-253, 258-282, 284-297; 2, с.137-194; 3, c. 132-162].

Методичні вказівки до 2.7

Конструктивно асинхронна машина складається з нерухомої (статора) і обертової частин (ротора). Циліндричний ротор з рівномірно розташованими пазами може мати трифазну обмотку, подібну до обмотки статора. Обмотку ротора звичайно з'єднують за схемою "зірка", початки якої виводяться на три контактних кільця.

Робочий процес асинхронної машини близький до робочого процесу трансформатора, що дозволяє використовувати в теорії асинхронної машини положення і методи, розроблені в теорії трансформаторів: векторні діаграми, приведення обмотки ротора до числа витків обмотки статора, заступну схему.

При розгляді параметрів ротора асинхронного двигуна з короткозамкненою обмоткою (білчиною кліткою) варто враховувати, що число фаз клітки дорівнює числу стрижнів, що приходяться на пару полюсів, тому число витків кожної фази дорівнює 1/2.

Електромагнітний обертальний момент асинхронної машини має своєрідну залежність від ковзання: при малих значеннях ковзання момент збільшується до максимального чи критичного, а потім зі збільшенням ковзання зменшується. Для побудови механічної характеристики асинхронного двигуна по каталожним даним варто користатися формулою Клосса.

Енергетична діаграма дає уявлення про баланс активної потужності в машині. Використання рівняння струмів (МРС) у сполученні з енергетичною діаграмою дозволяє побудувати кругову діаграму асинхронної машини і одержати її робочі характеристики в режимі двигуна. Звичайно застосовується спрощена кругова діаграма, що будується за даними дослідів холостого ходу і короткого замикання асинхронної машини.

2.8 Пуск у хід, регулювання частоти обертання і електричне гальмування асинхронних двигунів

Основні проблеми пуску асинхронних двигунів (АД). Рівняння руху при розгоні. Час розгону. Утрати при пуску. Пуск у хід АД з короткозамкнутим ротором і з контактними кільцями. Асинхронні двигуни з поліпшеними пусковими властивостями (двигуни з глибокими пазами на роторі, двигуни з подвійною білчиною кліткою). Вплив вищих гармонійних магнітного поля на криву моменту АД.

Основні способи регулювання частоти обертання АД. Способи електричного гальмування АД.

[I, с.308-324, 332-338; 2, с.195-209; 3, c. 163-190].

Методичні вказівки до 2.8

Асинхронний двигун має пусковий момент і здатний до саморозвороту. Проблема пуску полягає, головним чином, у необхідності обмежувати пусковий струм або зниженням напруги, або збільшенням повного опору кола двигуна. Якщо відомі аналітичні вираження моментів двигуна і навантаження у функції частоти обертання, то рівняння руху системи може бути вирішено одним з відомих способів. Це рішення дозволяє визначити характер руху при розгоні, час розгону і інші параметри. У випадках, коли точне аналітичне рішення не може бути отримано, звертаються до спрощених способів, зокрема, до графічного.

Під час аналізу засобів пуску АД варто вивчити можливості поліпшення пускових властивостей цих двигунів з фазним і короткозамкнутими роторами. Треба також враховувати, що прагнення знизити пусковий струм АД з короткозамкнутим ротором за рахунок зменшення напруги живлення U суперечить можливості пуску двигуна під навантаженням. Необхідно чітко знати і вміти обґрунтовувати заступну схему АД під час пуску, формули пускового моменту і струму, вміти пояснювати фізичну сутність поліпшення пускових характеристик АД з глибоким пазом і подвійною білчиною кліткою на роторі.

Відповідно до формули n = n₁(1-s) усі способи регулювання частоти обертання ротора АД зводяться до двох: зміні синхронної частоти обертання п₁ і ковзання s. Необхідно ознайомитися з практичними способами їхньої реалізації і вміти пояснювати фізичні процеси в АД при регулюванні. Для електричного гальмування АД застосовуються три способи: генераторне, динамічне гальмування і режим електромагнітного гальма.

2.9 Спеціальні асинхронні машини (AM)

Електричні машини з робочими характеристиками і конструктивними особливостями, що дозволяють експлуатувати їх у визначених умовах (кранові і тягові двигуни, лінійні, дугостаторні, виконавчі, вентильні, крокові, моментні, вибухозахищені та ін.) називають спеціалізованими чи машинами спеціального призначення.

Історія розвитку й удосконалювання кожної з перерахованих машин заслуговує детального аналізу, однак це зайняло б занадто багато місця і не цілком відповідало задуму реферату. Тому розглянемо лише ті машини, у яких найбільше чітко й у той же час легко виявляється прояв основних закономірностей розвитку техніки, згаданих на початку роботи.

Візьмемо, наприклад, лінійні електричні машини, застосовувані в основному як двигуни. Їх розробки, що ведуть свій початок одночасно з обертовими машинами, не привели до успіху по двох причинах: по-перше, створюваний ними поступальний рух прагнули перетворити потім в обертальне за допомогою відомого кривошипно-шатунного механізму; по-друге їх теорія не була розроблена, хоча деякі специфічні явища були замічені. Це стосується в першу чергу подовжнього крайового ефекту в лінійних машинах перемінного струму, наявність якого деякі електрики вважали нездоланною перешкодою (Штейнметц).

У 1946 р. професор Штурман (м. Харків) опублікував свою, що стала нині класичною, роботу, у якій уперше показав, що в машині з розімкнутим магнітопроводом поряд з бігучим магнітним полем мають місце два пульсуючих поля [13]. Однак Г.И.Штурман не зробив зі своєї роботи практичних висновків і не досліджував можливих мір зниження пульсуючих потоків з метою поліпшення характеристик таких машин. Це було зроблено в роботах інших учених (Охременко Н.М., Вольдек А.И., Гум М.Г., Фридкин П.А., Скобелєв). Вони ж, а також вчені інших країн (Лейтуэнг, Ямамура, Насар, Болдеа, Ойой, Оберетль та ін.) розробили основи теорії лінійних асинхронних двигунів, завдяки чому отримана можливість створення інженерних методів розрахунку таких, двигунів із застосуванням ЕОМ для пошуку раціональних параметрів. У результаті були досягнуті цілком прийнятні для практики енергетичні показники лінійних асинхронних двигунів. Основна причина порушення інтересу, до лінійних електричних машин випливає з потреб життя, а саме розробки ВСНТ, насосів для перекачування рідких металів, промислові пристрої з поступальним рухом, переміщення виробів шляхом безпосереднього силового впливу на них бігучого магнітного поля і т.п. Слід зазначити, що в останньому випадку має місце таке конструктивне зрощування двигуна з об'єктом його силового впливу, при якому сам об'єкт виступає у якості вторинної частини двигуна. Це приводить до істотного спрощення кінематичної структури технологічного пристрою, створює передумови механізації й автоматизації багатьох технологічних процесів, що вимагають поступального переміщення металевих виробів.

На прикладі розглянутого матеріалу можна знайти прояв закону переходу кількісних змін у якісні, категорії, «Форма і зміст», а також помітити, що не завжди новий зміст входить у суперечність зі старою формою (чи, іншими словами, що форма в техніці більш консервативна, чим зміст).

Робота AM у режимі генератора. Асинхронний перетворювач частоти, індукційний регулятор. Машина подвійного живлення. Лінійні АД.

Однофазний АД. Заступна схема однофазного АД; обертовий момент. Пуск однофазних АД. Конденсаторні двигуни. Робота трифазного АД в однофазному режимі.

Асинхронні виконавчі (керовані) двигуни. Методи керування. Самохід і його усунення. Конструктивні форми виконавчих двигунів: з порожніми немагнітним і феромагнітним роторами, з білчиною кліткою на роторі. Характеристики при амплітудному керуванні. Фазове керування. Конденсаторна схема. Електромеханічна постійна часу. Порівняння різних методів керування. Асинхронний тахогенератор. Конструкція і принцип дії. Вихідна характеристика. Причини амплітудної і фазової похибок.

Сельсини. Принцип дії. Індикаторний режим роботи сельсина. Трансформаторний режим. Диференціальні сельсини.

Обертові трансформатори. Призначення. Конструктивні форми. Синусно-косинусний обертовий трансформатор. Лінійний обертовий трансформатор. Трансформатор-побудівельник. Застосування обертових трансформаторів.

Типи асинхронних двигунів.

[I, с. 338-362; 2, с.210-231; 3, с.195-206].

Методичні вказівки до 2.9

При вивченні роботи AM у режимі генератора варто звернути увагу, що віддаючи активну енергію в мережу, асинхронний генератор (АГ) споживає реактивну енергію з мережі. Саме тому робота автономного АГ (режим самозбудження) можлива лише при наявності джерела реактивної енергії. Якщо спеціальним двигуном обертати фазний ротор AM у магнітному полі статора, то з його обмоток можна одержувати напругу частотою від 0 до 100 Гц. Якщо подати напругу одночасно до статора і до ротора, одержимо машину подвійного живлення. Можливо використання асинхронної машини як індукційного регулятора і фазорегулятора.

При вивченні однофазних АД варто чітко усвідомити схеми і способи живлення трифазних і однофазних машин. Пульсуюче магнітне поле однофазної обмотки можна представити двома обертовими в протилежні сторони полями. Якщо розглядати їх окремо, то кожне забезпечує нормальну механічну характеристику однофазного двигуна (для різних напрямків обертання ротора). Сума цих двох характеристик – механічна характеристика однофазного двигуна. Істотний недолік однофазного двигуна – відсутність пускового моменту.

До спеціальних AM відносяться: Мгд -двигуни, лінійні AM з декількома ступенями волі, машини з що котиться чи з хвильовим ротором, AM автоматичних пристроїв. У системах автоматичного регулювання як двигуни відпрацьовування кута застосовуються двуфазні асинхронні виконавчі двигуни. Для забезпечення високої швидкодії в двигунах застосовують порожній ротор, момент інерції якого дуже малий у порівнянні з моментом інерції звичайного ротора. Необхідно засвоїти принцип дії цих машин, вимоги, пропоновані до них, їх механічні і робітничі характеристики. Важлива властивість керованого асинхронного двигуна – відсутність "самоходу" (ротор зупиняється при знятті сигналу з керуючої обмотки без застосування яких-небудь гальмуючих пристроїв). Варто вивчити умови, необхідні для відсутності "самоходу", і способи їхнього виконання.

По конструкції до малоінерційних асинхронних двигунів з порожнім ротором близький асинхронний тахогенератор, застосовуваний для виміру частоти обертання валів, для вироблення прискорюючих чи гальмуюючих сигналів в автоматичних пристроях. Найважливіший показник властивостей асинхронного тахогенератора – залежність його вихідної напруги від частоти обертання ротора. У зв'язку з цим необхідно вивчити причини, які викликають амплітудну і фазову похибки в асинхронному тахогенераторі. і способи їхнього усунення.

Розвиток лічильно-вирішальної техніки зажадав розробки електричних машин, що дозволяють одержати напруги, пропорційні синусу або косинусу якої-небудь величини. Такі машини одержали назву обертових трансформаторів. Необхідно вивчити конструкцію, принцип дії обертових трансформаторів, їхні властивості і методи усунення похибок.

Електричні системи, що забезпечують синхронне обертання двох чи декількох осей, механічно не взаємозалежних, одержали назву систем синхронного зв'язку. Для рішення цієї технічної задачі розроблені і застосовуються різні типи електричних машин. Найбільше поширення одержали двуполюсні AM (однофазні і трифазні), названі сельсинами. Ці машини в системах синхронного зв'язку мають властивість самосинхронізації: при подачі напруги на первинні обмотки сельсин-приймач автоматично встановлюється в таке ж положення, у якому знаходиться в даний момент сельсин-датчик. Основним параметром, що визначає роботу синхронної передачі, є кут неузгодженості. Повинна бути засвоєна залежність ЕРС, струмів, моментів датчика і приймача від кута неузгодженості. Важливо також усвідомити властивості синхронної передачі, виконаної на трифазних машинах, і порівняти їх з типовими для системи з однофазними машинами.

Трансформаторний режим роботи сельсинів - електричний різновид синхронної передачі кута, тому що кожному куту неузгодженості відповідає своє значення ЕРС. При вивченні принципу роботи і основних співвідношень для сельсинів, що працюють у трансформаторному режимі, рекомендується порівняти режими роботи синхронної передачі моментів з режимом синхронної передачі напруги (трансформаторна система).

Істотним показником, що характеризує конструкцію сельсинів-датчиків і сельсинів-приймачів, є питомий синхронізуючий момент, тобто значення обертового моменту при куті неузгодженості давача і приймача на 1°. Чим вище питомий синхронізуючий момент, тим краще дана машина. Іншим важливим показником роботи синхронного зв'язку є точність обробки кута, що залежить від багатьох факторів, наприклад, конструктивних і технологічних особливостей машин синхронної передачі. Студент повинний знати фактори, що визначають статичну точність сельсинів, і способи її підвищення.

Як давачі і приймачі у системах синхронної передачі застосовуються і нові типи машини – безконтактні сельсини (основну увагу варто звернути на конструкцію магнітного кола і розташування обмоток, що створюють МРС).

2.10 Загальні відомост про синхронні машини

Основним елементом електричних станцій по виробництву електроенергії є турбогенератори чи гідрогенератори трифазного струму.

Турбогенератори з'явилися логічним завершенням розвитку звичайних генераторів постійного, а потім перемінного струму, початого ще в XIX столітті[1]. Власне кажучи генератор постійного струму - це генератор перемінного струму, конструктивно об'єднаний з механічним випрямлячем (колектором). Однак генератори перемінного струму почали створюватися значно пізніше генераторів постійного струму. Усе-таки за два-три десятиліття (до 1920 р.) їх одинична потужність зросла до 60 тис. кВт (з повітряним охолодженням). Подальше збільшення потужності турбогенераторів тісно зв'язано з розвитком методів охолодження його обмоток. У 1937 р. в якості охолоджуючого середовища був уперше запропонований водень [I, c.374] що дозволяє створювати більш могутні генератори при тих же розмірах. Справа в тому, що коефіцієнт теплопередачі від охолоджуючої поверхні до водню в 1,5 рази, більше, ніж до повітря.

У СРСР починаючи з 1946 р. випускаються турбогенератори з водневим охолодженням потужністю від 25 тис. до 150 тис. кВт. У 1958 - 1959 р.р. були побудовані вперше турбогенератори потужністю 200 тис. кВт із форсованим водневим охолодженням. Відмінна риса цього способу охолодження полягає у тому, що в пазах обмотки ротора розміщені прямокутні порожні провідники і для їхнього охолодження передбачений незалежний контур.

Подальша інтенсифікація охолодження досягається за рахунок рідинного охолодження статорних обмоток, уперше застосований фірмою «Дженерал електрик» у 1954 - 1955 р.р. для генератора у 260 тис. кВт.

У 1959 р. па ХЭМЗ було освоєно виробництво турбогенераторів потужністю 200 тис. кВт із внутрішнім водневим охолодженням обмоток статора і ротора. У тому ж році завод "Електросила" завершив розробку машини в 200 тис. кВт з охолодженням обмотки ротора воднем, а статора водою. За рахунок цього удалося знизити масу генератора на 100 т.

У 1961 р. на «Електросилі» виготовлений турбогенератор потужністю в 320 тис. кВт. До цього ж часу був підготовлений технічний проект турбогенератора потужністю 500 тис. кВт.

Упровадження високоефективних систем порушення продовжувалося і при освоєнні промисловістю турбогенераторів потужністю 800, 1000 і 1200 Мвт. У нових великих турбогенераторах застосовувалися не тільки прогресивні системи охолодження, але і новітні системи збудження, контролю і регулювання, термореактивна ізоляція стрижнів обмоток статора, еластична підвіска, активної сталі статора.

Збільшення одиничної потужності і частоти обертання турбогенераторів приводить до підвищення їхніх техніко-економічних показників, значному зменшенню їхньої маси і габаритів. Так, наприклад, турбогенератор з на 25% легше машини такої ж потужності з [3]. Протягом першої чверті XX століття майже в 5 разів знижена маса ТГ на од. потужності. Так, наприклад, витрата матеріалу в ТГ потужністю 500 МВт складає проти в перших ТГ (за даними заводу "Електросила").

Застосування форсованого охолодження дозволяє зменшити загальну масу ТГ на 25%, а масу активних матеріалів на 40% [3, c.226].

У колишньому СРСР накопичений великий досвід виготовлення великих гідрогенераторів. Ще у 1938 р. "Електросила" випустив найбільший у світі гідрогенератор потужністю 55 Мвт, потім одинична потужність зросла до 100 – 120 Мвт при напрузі до 16 кВ із частотою обертання від 50 до 1500 об/хв. У 1960 р. там же виготовлений найбільший гідрогенератор у 225 Мвт для Братської ГЕС. Унікальні гідрогенератори мають потужність до 500 Мвт.

Гідрогенератори характеризуються тим, що діаметр їхнього ротора досягає 12 – 15 м і виконується багатополюсним при малій довжині відношення , а у ТГ [3, с.226].

Одним із самих складних і відповідальних вузлів гідроагрегата є підп'ятники, які випробують величезні навантаження у кілька тисяч тонн. Для їхнього розвантаження при пуску в могутніх гідрогенераторах створені спеціальні електромагніти з піднімальною силою до 1200 Т.

Таким чином, можна відзначити, що сучасний етап розвитку електричних генераторів перемінного струму характеризується збільшенням одиничної потужності агрегатів при одночасному зниженні питомих масо-габаритних показників за рахунок застосування інтенсивних способів охолодження обмоток, електротехнічних матеріалів, у тому числі сталей і ізоляції, за рахунок значного удосконалення ліній технологічних виробничих процесів.

Конструкція і принцип дії синхронних машин (СМ). Явнополюсні і неявнополюсні СМ. Системи збудження. МРС обмотки збудження. Магнітне коло СМ. Наведення ЕРС в обмотці статора. Способи зменшення вищих гармонік у кривої ЕРС. МРС і магнітне поле якоря. Швидкості обертання магнітних полів для основної і несинхронної гармонік.

Типи і конструкції сучасних великих СМ. Основні способи охолодження великих СМ. Синхронні машини з понадпровідною обмоткою збудження. Високовольтні синхронні генератори.

[I, с.362-398, 459-462; 2, с.249-267].

Методичні вказівки до 2.10

При вивченні цього розділу необхідно усвідомити особливості конструкції і принцип роботи СМ як у режимі генераторів, так і в руховому режимі. Особливу увагу звернути на те, що трифазна обмотка СМ виконується так, щоб вісі фаз були зміщені по окружності статора на 120 електричних градусів. Необхідно вивчити системи збудження СМ і принцип утворення обертового магнітного поля.

Синхронна машина складається з індуктора і якоря. Індуктор - частина машини, яка забезпечує магнітний потік у машині. Якорем називається частина машини, в обмотці якої индукується ЕРС.

Конструкція СМ залежить від числа полюсів машини і частоти обертання ротора. Машини, число полюсів яких більше чотирьох, мають явнополюсну конструкцію, при числі полюсів чотири і дві – конструкція неявнополюсна. При цьому звертається увага як на механічну міцність ротора, так і на раціональне конструювання полюсної зони.

2.11 Автономна робота синхронного генератора при симетричному навантаженні

Реакція якоря синхронного генератора (СГ) при симетричному навантаженні. Поперечне і подовжнє поле якоря. Коефіцієнти зведення подовжньої і поперечний МРС якоря і обмотки збудження. Параметри обмотки статора при сталому симетричному режимі навантаження. Параметри в системі відносних одиниць.

Рівняння напруг і векторні діаграми СГ безобліку і з урахуванням насичення. Запис рівнянь і побудова діаграми у відносних одиницях. Визначення номінального струму збудження і змінення напруги при скиданні навантаження. Характеристики СГ. Характеристика холостого ходу. Нормальна характеристика холостого ходу. Характеристики трифазного короткого замикання СГ. Відношення короткого замикання (ВКЗ). Навантажувальна характеристика при індуктивному навантаженні. Зовнішні і регулювальні характеристики СГ.

[I, с.398-419; 2, с. 267-282].

Методичні вказівки до 2.11

При вивченні цього розділу варто засвоїти процеси взаємодії поля збудження і поля статора (якоря) і утворення єдиного результівного поля машини. Фізичні умови роботи СГ і взаємозв'язок його електромагнітних параметрів зручно розглядати з використанням схеми, зображеної на рис. 2.4.

На основі схеми (рис. 2.4, а) можна одержати рівняння МРС синхронного генератора:

F _зб + F _a = F _рез.

Рисунок 2.4 – Структурно-логічна схема фізичних умов роботи СГ

Вплив МРС якоря F_a на результівну МРС машини називається реакцією якоря. З огляду на різну форму розподілу в просторі МРС збудження F_зб і МРС якоря F_a, необхідне зведення МРС якоря і МРС обмотки збудження. Взаємне положення векторів МРС якоря F _a і збудження F _зб залежить від характеру навантаження, тобто від кута зрушення вектора струму статора щодо вектора ЕРС. Необхідно знати відмінність у дії реакції якоря в явнополюсній машині в порівнянні з неявнополюсною. Для зручності аналізу в явнополюсній машині розглядають дві реакції поля статора – подовжню і поперечну.

Відповідно до схеми (рис. 2.3, б) можна одержати основне рівняння рівноваги ЕРС синхронного генератора:

яке після перетворень приймає вигляд:

В отриманому рівнянні основна ЕРС генератора Е₀ залежить від струму збудження I_зб, a Z _с уявляє власний опір СГ. Необхідно мати уявлення про параметри СМ, зокрема, про опори якоря (X_d, X_q, X_c, X_s), що значною мірою визначають характеристики машини. Студент повинен навчитися будувати векторні діаграми для аналізу роботи СМ. Векторні діаграми варто вивчати одночасно з аналізом відповідних рівнянь ЕРС і МРС машини. Рівняння допомагають з'ясувати фізичний зміст процесів, що відбуваються в машині, визначити кількісні співвідношення, а векторні діаграми дають наочне уявлення про просторові і тимчасові співвідношення.

При вивченні характеристик СГ доцільно використовувати теоретичні знання і практичний досвід, отриманий на лабораторних заняттях.

2.12 Паралельна робота СГ

Умови включення СГ на паралельну роботу. Точна синхронізація. Включення по методу самосинхронізації. Електромагнітна потужність СМ і кутові характеристики. Синхронізуюча потужність. Статична стійкість СМ в електричній системі. Перевантажувальна здатність.

V -подібні характеристики СГ. Регулювання активної і реактивної потужностей. Переклад навантаження з одного генератора на іншій і розподіл між ними активної і реактивної потужностей.

[I, с. 419-431; 2, с. 282-301].

Методичні вказівки до 2.12

Паралельна робота СГ із мережею є одним з основних режимів роботи СМ. При аналізі цього питання необхідно розглянути два випадки: а) М= const; I_зб = var; б) I_зб= const; М = var. Перший відповідає регулюванню реактивної потужності (режим V -подібних характеристик), другий визначає регулювання активної потужності Р_ем=f () – режим кутових характеристик. Необхідно знати умову статичної стійкості СМ і вміти її аналізувати. Потрібно вивчити умови і способи включення СГ на паралельну роботу.

2.13 Синхронні двигуни і компенсатори

Способи пуску трифазного синхронного двигуна. Пусковий, максимальний і вхідний моменти. Векторна діаграма. V -подібні і кутові характеристики. Синхронні мікродвигуни: реактивний, гістерезисний, редукторний, кроковий. Синхронні двигуни з постійними магнітами.

Синхронний компенсатор, його призначення і особливості конструкції. Векторна діаграма синхронного компенсатора. Синхронний тахогенератор. Область його застосування.

[I, с. 431-438, 463-474; с. 302-331 ].

Методичні вказівки до 2.13

При вивченні цього розділу необхідно пам'ятати, що стійка взаємодія обертового поля статора з полем ротора може наступити лише при обертанні. Тому без додаткових елементів синхронний двигун (СД) не має пускового моменту. З метою самозапуску ротор СД постачають додатковою (пусковою) обмоткою типу "білчина клітка". Такий СД пускається як АД, а потім ротор втягується в синхронізм і обертається синхронно з полем статора. До переваг СД відноситься сталість частоти обертання і можливість регулювання cosj. Необхідно усвідомити конструктивні особливості і відмінності СГ, СД і синхронного компенсатора.

Реактивний СД – машина без обмотки збудження, магнітне поле якої створюється МРС статора. Необхідно усвідомити, що обертальний момент у такій машині утворюється за рахунок різної провідності по подовжній і поперечній осях ротора (розходження X_d і X_q). Варто розглянути реактивні двигуни зі звичайним і секційним роторами. Висока надійність, обумовлена простотою конструктивного виконання, і відсутність необхідності постійного струму для збудження дозволили використовувати ці машини як виконавчі двигуни в системах синхронної передачі, телемеханіки, звукозапису і інших областей техніки.

2.14 Загальні відомості про машини постійного струму. Основні етапи розвитку електродвигуна постійного струму

У період с 1825 р. по 1834 р. були створені різні фізичні прилади - прототипи електродвигунів, що однак не давали безпосереднього обертання, а тому не були перспективними [4, с.16]. Перший двигун з обертовий якорем був створений В.С.Якобі у 1834 р. Винайдений ним електродвигун працював на принципі взаємодії П-образных електромагнітів, половина яких була встановлена нерухомо, а інша половина укріплена на обертовому диску. Срум до них від гальванічної батареї надходив через контактні кільця. Потужність двигуна складала ~15 Вт.

Пізніше Якобі удосконалює свій двигун (здвоєний двигун, 1838 р.).

Слід зазначити, що багато винахідників звернулися до електродвигунів зі зворотньо-поступальним рухом, а обертання одержували за допомогою кривошипно-шатунного механізму (У.Кларк, 1840р., Англія; Ч.Пэдж, 1884р., США; Бурбуз, 1850р., Париж та ін.)

Подальший прогрес у розвитку електродвигуна постійного струму зв'язаний з винаходом кільцевого якоря (А.Пачинотті, 1860р., Пизанский університет). З цього часу починається новий період розвитку електричних машин, коли двигуни і генератори розвиваються в одному руслі.

Варто помітити, що через відсутність у А.Пачинотті безпосереднього зв'язку з електротехнічними підприємствами його винахід залишився невідомим. Тому в 1869 р. 3.Грам знову винайшов електричну машину (генератор) з кільцевим якорем (1871 р., Париж).

Цікаво відзначити, що А.Пачинотті вказав на можливість звертання свого двигуна в генератор. Однак, не знаючи о застосуванні принципу самозбудження, він рекомендував при використанні машини як генератора замінити електромагніти постійними магнітами.

На початкових етапах розвиток електродвигуна постійного струму йшов швидше, ніж генератора (приблизно до 1870 р.). Однак відсутність електромашинного генератора постійного струму гальмувало розширення області застосування електрики. Тут доречно звернути увагу на наступну характерну залежність у розвитку техніки: розвиток однієї галузі відбувається через потребу іншої галузі техніки чи науки [3, с.97].

У розвитку електричного генератора можна визначити три основних етапи.

Перший етап (1831 - 1881р.р.) характеризується створенням електричних генераторів з порушенням від постійних магнітів (магнітоелектричних);

-1831 р. - уніполярний генератор Фарадея:

-1832 р. - генератор братів Піксі, з обертовими постійними магнітами;

-1842 р. - генератор В.С. Якобі з обертовим якорем і комутивним пристроєм у виді двох напівцилиндрів, що представляє собою найпростіший двохпластинчатий колектор.

У цей період якір виконується явнополюсним, що приводило до пульсацій струму, а збільшення потужності досягалося за рахунок з'єднання декількох елементарних машин в одну.

Другий етап розвитку електричного генератора (1851-1867р.р.) характеризується впровадженням електромагнітного незалежного порушення і відкриття принципу самозбудження. У якості збудника генератора з незалежним порушенням звичайно застосовували магнітоелектричний генератор.

Принцип самозбудження був відкритий у 1856 р. угорським фізиком А. Йедликом, що у 1861 р. побудував самозбудний генератор. Однак у 1866 -1867 р.р. кілька інженерів виступили з описом принципу самозбудження, що був запропонований раніше. Майже одночасна розробка принципу самозбудження у різних країнах є наочною ілюстрацією однієї з характерних закономірностей у розвитку техніки.

Третій етап - розробка самозбудних генераторів з кільцевими і барабанними якорями і розвитими магнітними системами:

- 1870 р. – З.Грам одержав патент на самозбудний генератор;

- 1873р.–Ф.Гефнер-Альтенек запропонував барабанний якір, який з 1878 р. стали робити зубчастим;

- 1880 р. - Т.А.Эдісон пропонує виготовляти якір шихтованим з тонких сталевих аркушів обклеєних папером;

- 1880 р. - X.Максим для поліпшення охолодження пропонує розділяти шихтований якір на пакети;

- 1885 р. - шаблонова обмотка;

- 1884 р. - компенсаційна обмотка;

- 1885 р. – додаткові полюси;

- 1891 р. - У.Арнольдом була опублікована перша робота, присвячена теорії і конструюванню обмоток електричних машин.

У розглянутий період був покладений початок дослідженням процесів в електричних машинах:

- 1840 р. – Б.С.Якобі описав явища проти-ЕРС;

- 1847 р. – Э.Х.Ленц відкрив явище реакції якоря;

- Максвелл Д.К. дає математичний аналіз процесів у машині із самозбудженням (60-і роки);

-А.Г.Столетов досліджує магнітні властивості «м'якого заліза» (1871 р.);

- 80-і роки Дж.Гопкінсон сформулював закон магнітного ланцюга.

Усе це сприяло розробці науково обґрунтованих методів проектування електричних машин як постійного, так і змінного струму. Завдяки відмінним регулювальним і перевантажувальним здібностям двигуни постійного струму як і раніше знаходять широке застосування головним чином у металообробних верстатах, у текстильній, гумовій, поліграфічній промисловості, допоміжних механізмах металургійної промисловості, і ін., причому питома вага їх у загальному випуску електричних машин не знижується, а навпаки, має тенденцію к підвищенню [10]. Особливо ця тенденція виявляється протягом останніх десятиліть у зв'язку з розвитком і широким впровадженням автоматизованого привода, а також з освоєнням тиристорних пристроїв, що створюють можливість харчування двигунів постійного струму від мережі перемінного струму. Очевидно, що розвиток статичних перетворювачів спричиняє скорочення генераторів постійного струму.

В даний час замість застарілої серії П розроблена нова єдина серія, що підрозділяється на два відрізки: серію 2П с (потужністю до 200 кВт при ) і серію П2 з (потужність понад 200 кВт). Двигуни виготовляють на номінальні напруги 110, 220 В (до 7,5 кВт), 220, 440 В (більш 7,5 кВт). Машини з виконуються з ізоляцією кл. У; інші машини – з ізоляцією кл. F. Машини серії 2П випускаються потужністю до 1000 кВт, частково збережена серія П (потужність від 0,12 до 200 кВт).

Поряд із зазначеними вище основними тенденціями в розвитку електричних машин можна відзначити і ряд інших, а саме:

- зниження динамічного моменту інерції за рахунок зменшення діаметра якоря і, навпаки, збільшення його довжини;

- застосування шихтованої станини, що забезпечує роботу двигунів без зниження поминальної потужності при живленні від статичних перетворювачів;

- підвищення надійності за рахунок удосконалювання колекторно-щіткового вузла та ін.

Зазначені тенденції стосуються рівною мірою і деяких МПС спеціального призначення, наприклад, тягових, для привода шахтних піднімальних машин і ін. Як відомо, тягові двигуни постійного струму знаходять широке застосування на електротранспорті (трамваї, тролейбуси, електровози й електрокари). Значна частина шахтних підйомників також оснащена могутніми двигунами постійного струму (до декількох тис. кВт). Машини постійного струму застосовуються в автомобілях, тракторах і с/г комбайнах, у системах автоматичного керування (виконавчі двигуни, тахогенератори).

Усе викладене свідчить на користь необхідності вивчення, дослідження і подальшого удосконалювання машин постійного струму.

Конструкція і принцип дії. Призначення колектора. Принцип утворення і класифікація обмоток якоря машин постійного струму.

Робочий процес машини постійного струму. Магнітне поле генератора постійного струму при холостому ході. Магнітне коло машини постійного струму. Магнітне поле при навантаженні. Реакція якоря. ЕРС обмотки якоря при холостому ході і при навантаженні. Рівняння напруг. Електромагнітний момент машин постійного струму. Процес комутації струму. Способи поліпшення комутації. Додаткові полюси. Компенсаційна обмотка.

[I, c. 482-500, 506-523; 2, с. 332-341, 361-389; 3, c. 46-67].

Методичні вказівки до 2.14

Вивчення машин постійного струму починають з конструкції іпринципу дії в двох основних режимах – генераторному і рушійному, а також з визначення призначення колектора і його конструкції. При цьому необхідно усвідомити, що в якорі машини наводиться змінна ЕРС, а колектор – це механічний перетворювач постійного струму в багатофазовий змінний і змінний струм у випрямлений постійний. Тому що в якорі наводиться змінна ЕРС і протікають змінні струми, то багато процесів у цій машині аналогічні процесам у машині змінного струму, що дозволяє розглядати машину постійного струму як окремий випадок узагальненого електромеханічного перетворювача. Разом з тим, теорія машин постійного струму має особливості.

2.15 Генератори і двигуни постійного струму. Колекторні двигуни змінного струму

Генератори постійного струму. Способи збудження генераторів постійного струму. Умови самозбудження генераторів паралельного та змішанного збудження. Характеристики генераторів: холостого ходу, навантажувальна, зовнішня, регулювальна.

Двигуни постійного струму. Пуск двигунів постійного струму паралельного і послідовного збудження. Механічні і робочі характеристики. Регулювання частоти обертання і електричне гальмування двигунів постійного струму.

Втрати і ККД машин постійного струму. Енергетичні діаграми потужностей генератора і двигуна постійного струму. Типи і конструкції сучасних машин постійного струму.

Виконавчі двигуни постійного струму. Механічні і регулювальні характеристики виконавчих двигунів при якірному і полюсному методах керування.

Електромашинні підсилювачі. Тахогенератори постійного струму.

Однофазні колекторні двигуни змінного струму послідовного збудження. Універсальні колекторні двигуни. Вентильні двигуни.

[I, с. 523-564; 2, с. 390-440; 3, с.70-111].

Методичні вказівки до 2.15

За способом збудження розрізняють генератори незалежного збудження і генератори із самозбудженням, причому останні бувають з паралельним, послідовним і змішаним збудженням. Тому що більшість генераторів постійного струму працює із самозбудженням, принцип самозбудження, в основі якого лежить залишкова намагніченість основних полюсів машини, слід докладно розглядати з кількісної і якісної сторін.

Усі характеристики генератора незалежного збудження подібні характеристикам СГ, однак існують розходження, обумовлені постійним струмом. Характеристики генераторів із самозбудженням мають особливості, що залежать від способу збудження.

При вивченні двигунів постійного струму варто пам'ятати, що їхня робота заснована на явищі впливу магнітного поля на поміщений у нього провідник зі струмом (закон Ампера). Для обмеження пускового струму в коло якоря двигуна включають додатковий опір або знижують підводиму до якоря напругу (при незалежному збудженні). Електромеханічна характеристика двигунів постійного струму визначається способом збудження. Варто розрізняти природні і штучні характеристики.

У системах автоматичного регулювання і керування застосовуються спеціальні ЕМ малої потужності. Електромашинні підсилювачі (ЕМП) поперечного поля – машини, у яких для збудження робочого потоку використовується МРС поперечної реакції якоря. При вивченні роботи ЕМП повинний бути засвоєний процес індукування ЕРС в обмотці якоря (на робочих подовжніх щітках) поперечним потоком якірної обмотки при замкнутих накоротко щітками поперечної осі машини. При навантаженні ЕМП, на відміну від холостого ходу, виникає реакція якоря уздовж подовжньої осі, яка робить вирішальну дію на роботу машини. Роль компенсаційної обмотки і вплив ступеня компенсації на властивості ЕМП, особливо на зовнішні характеристики, повинні бути уважно розглянуті.

При вивченні виконавчих двигунів постійного струму необхідно звернути увагу на особливості роботи двигунів з якірним і полюсним керуванням, на розходження в їхніх основних характеристиках, переваги в управлінні з боку якоря перед полюсним керуванням. Варто засвоїти особливості роботи мікромашин постійного струму з постійними магнітами і порівняти зі звичайними машинами постійного струму, вивчити реакцію якоря, її вплив на роботу машини.

Розглядаючи тахогенератори постійного струму, особливу увагу потрібно приділити вимогам, пропонованим до точності роботи тахогенераторів, а також способам її підвищення.

Колекторні машини змінного струму мають ряд характерних відмінностей від машин постійного струму. Необхідно усвідомити причини, при яких машина постійного струму не може ефективно працювати на змінному струмі, і конструктивні відмінності універсальних колекторних двигунів.

3. Запитання екзаменаційних білетів І БІЛЕТІВ МОДУЛЬНОГО КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ СТУДЕНТІВ

з дисципліни “Електричні машини”