Обратить внимание на принцип действия, конструктивные отличия, особенности работы сварочных трансформаторов, трансформаторов, применяемых в высокочастотных цепях, автотрансформаторов.
Вопросы для самоконтроля:
1.Каково назначение, особенности конструкции и работы трансформаторов с плавным регулированием напряжения?
2.Каково назначение, особенности конструкции и работы измерительных трансформаторов тока и напряжения?
3.Каково назначение, особенности конструкции и работы сварочных трансформаторов?
4.Каково назначение, особенности конструкции и работы трансформаторов применяемых в высокочастотных цепях?
5.Каково назначение, особенности конструкции и работы автотрансформаторов?
Литература: (1, стр.67-70, 77-80, 85-87)
Тема 1.4 Выбор и упрощенный расчет трансформатора
Студент должен:
знать:
-исходные данные для ориентировочной оценки мощности выбираемого трансформатора;
уметь:
-выполнять расчеты сечения и числа витков обмоточных проводов;
-выбирать типовой магнитопровод для маломощных выпрямительных установок.
Ориентировочная оценка мощности трансформатора. Расчет сечения обмоточных проводов, числа витков и обмоток и выбор магнитопровода для маломощных выпрямительных установок.
Практическое занятие №1
Упрощенный расчет трансформатора (2 час)
Методические указания
Для расчета параметров трансформатора, а именно сечения обмоточных проводов, числа витков и обмоток, выбора магнитопровода необходимо ориентировочно оценить мощность трансформатора в зависимости от предполагаемой или расчетной нагрузки трансформатора. Расчеты мощных трансформаторов очень трудоемки и осуществляются проектными институтами или специальными заводскими проектными бюро. Маломощные трансформаторы можно рассчитывать по упрощенным формулам. Рассчитанный, таким образом, трансформатор можно применять в профессиональной деятельности и быту.
Вопросы для самоконтроля:
1.Как определить мощность трансформатора?
2. Какие марки обмоточных проводов вы знаете? Их характеристика.
3. От чего зависит правильный расчет сечения обмоточных проводов?
4. От чего зависит правильный выбор числа витков обмоток высшего и низшего напряжения?
Литература: (5, стр.33-38)
Раздел 2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ И
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
Тема 2.1 Преобразование видов энергии в электрических машинах.
Студент должен:
иметь представление:
-ресурсо- и энергосберегающих технологиях при производстве электрической энергии;
знать:
-физическую сущность электрических и магнитных явлений, лежащих в основе принципа действия электрических машин;
-принцип преобразования видов энергии с помощью электрических машин.
Электрические и магнитные явления, лежащие в основе принципа действия электрических машин. Принцип действия электрической машины в режимах генератора и двигателя. Принцип преобразования механической энергии в электрическую и наоборот. Принцип обратимости электрических машин.
Методические указания:
В основе принципа действия электрических машин лежат электрические и магнитные явления и в первую очередь закон электромагнитной индукции: если внешней силой воздействовать на помещенный в магнитной поле проводник и перемещать его, то в проводнике будет наводиться электродвижущая сила (ЭДС). Если концы проводника замкнуты на внешнее сопротивление (потребитель), то под действием ЭДС в проводнике возникает ток. В результате взаимодействия тока с магнитным полем возникает электромагнитная сила, действующая на проводник. В этих положениях заложен принцип действия электрического генератора и электрического двигателя.
Взаимное преобразование электрической энергии в механическую и наоборот может происходить в одной и той же машине. Этот процесс называется принципом обратимости электрических машин и впервые был установлен русским ученым Э.Х.Ленцем.
Вопросы для самоконтроля:
1.Каковы основные принципы закона электромагнитной индукции?
2. Как осуществляется преобразование механической энергии в электрическую и наоборот?
3. В чем заключается принцип обратимости электрических машин?
4. Принцип действия генератора.
5. Принцип действия двигателя.
Литература: (1, стр. 7-10, 88-92)
Тема 2.2 Энергетические показатели эффективности использования электрических машин
Студент должен:
иметь представление:
-о способах обеспечения высоких энергетических показателей;
знать:
-энергетические показатели свойств электрических машин;
-меры, приводящие к снижению потерь электрической энергии и мощности в хозяйственной деятельности человека.
Энергетические показатели свойств электрических машин: коэффициент полезного действия, коэффициент мощности, коэффициент нагрузки. Факторы, влияющие на энергетические показатели. Оценка свойств электрических машин по их характеристикам, представленным графически, и эффективности использования электрических машин. Ориентировочный выбор электрических машин. Ориентировочный выбор электрических машин для производственных целей. Предупредительные меры, снижающие затраты энергии.
Методические указания:
Энергетические параметры электрических машин, а именно КПД, коэффициент мощности, коэффициент нагрузки, взаимосвязаны между собой и с энергосистемой в целом. Знание этих параметров, правильная их оценка значительно влияет на правильный выбор электрических машин и затрат предприятия, объекта, в целом. Особая значимость вопросов данной темы требует к себе усиленного внимания.
Вопросы для самоконтроля:
1. От чего зависит КПД электрических машин и как его повысить?
2. От чего зависит коэффициент мощности электрических машин и как его повысить?
3. Какие факторы влияют на загрузку электрических машин?
4. Как оценить свойства электрическим машин по их характеристикам?
5. Какие факторы влияют на выбор электрических двигателей?
Литература: ( )
Раздел 3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Тема 3.1 Рабочий процесс асинхронной машины
Студент должен:
иметь представление:
-о назначении и областях применения асинхронных машин;
знать:
-классификацию, устройство и принцип действия асинхронной машины;
-безопасные правила эксплуатации;
-влияние напряжения сети, активного сопротивления в цепи ротора на электромагнитный момент и механическую характеристику асинхронного двигателя;
-способы увеличения коэффициента мощности;
уметь:
-экспериментально определять механическую и рабочие характеристики асинхронного двигателя.
-проводить анализ механической характеристики асинхронного двигателя.
Назначение и области применения, классификация, конструкция и принцип действия асинхронной машины. Электромагнитный момент. Механические и рабочие характеристики асинхронного двигателя. Номинальный, максимальный и пусковой моменты. Критическое скольжение и перегрузочная способность. Потери и коэффициент полезного действия асинхронной машины. Влияние напряжения сети и активного сопротивления в цепи ротора на электромагнитный момент и механическую характеристику асинхронного двигателя. Безопасные правила эксплуатации асинхронных машин.
Лабораторное занятие №4
Исследование трехфазного асинхронного двигателя методом непосредственной нагрузки. (2 час)
Методические указания
В соответствии с принципом обратимости асинхронные машины могут работать в режиме генератора, двигателя и тормозном. Но основным является двигательный режим, поэтому изучение асинхронных машин дается на примере двигателя. Обратите внимание на сходство и различие в устройстве асинхронных двигателей с короткозамкнутым и фазным ротором.
Рабочий процесс АД очень схож с рабочим процессом трансформатора. Порядок построения векторной диаграммы АД такой же как и трансформатора. О потерях в АД дает представление энергетическая диаграмма .
Особое внимание следует уделить вращающему моменту, который является важнейшей характеристикой АД. Величина вращающего момента значительно изменяется в зависимости от скольжения. Эта зависимость выражается механической характеристикой двигателя. При изучении механической характеристики нужно выделить участки устойчивой работы и усвоить математические зависимости для расчета механической характеристики. Значительный интерес представляет зависимость параметров (частота вращения, КПД, полезный момент, коэффициент мощности, ток потребляемый из сети) от полезной мощности на валу двигателя. Эти зависимости называются рабочими характеристиками.
Вопросы для самоконтроля:
1.Почему асинхронные генераторы не получили широкого распространения?
2. Как создается магнитное поле в синхронном генераторе?
3. Как изменяется скольжение при разгоне двигателя?
4.Для чего на валу фазного ротора установлены кольца?
5. Каков физический смысл основных уравнений АМ?