Шпаргалки по электротехнике (стр. 7 из 16)

2. Электроизмерительные приборы электродинамической системы.

Электродинамический механизм состоит из двух катушек: неподвижной 1 и подвижной 2. катушка 2 укреплена на растяжках и может поворачиваться вокруг оси внутри двух секций неподвижной катушки. При наличии в катушках постоянных токов I1 и I2 возникают электромагнитные силы взаимодействия, стремящиеся повернуть катушку 2 соосно с катушкой 1. Возникает вращающий момент Мвр=k*I1*I2. При синусоидальных токах i1=I1m*sinwt и i2=I2m*sin(wt – δ) мгновенное значение вращающего момента выражается ф-лой:

Mвр(t)=k*I1m*I2m*sinwt*sin(wt – δ) Средний вращающий момент, на который реагирует подвижная часть прибора, Мвр.ср.=k*I1*I2*cosδ. Вращающий момент электродинамического ИМ пропорционален произведению действующих значений токов в катушках и косинусу угла сдвига фаз между ними. Угол отклонения подвижной части и указателя α =k1*I1*I2*cosδ. Электродинамические приборы, в которых используются описанные механизмы, применяют в цепях постоянного и переменного токов в качестве амперметров и вольтметров. Также их можно использовать в качестве ваттметров. Электродинамические приборы отличаются высокой точностью, независимостью показаний от формы кривой тока или напряжения, пригодностью использования в цепях постоянного и переменного токов. К недостаткам этих приборов следует отнести сравнительно невысокую чувствительность, большое собственное потребление энергии, влияние внешних магнитных полей и ограниченный частотный диапазон. Электродинамические приборы являются одними из самых точных приборов переменного тока и широко применяются в лабораторной практике. Расширение пределов измерения достигается включением их через измерительные трансформаторы.

Билет№13

1.Асинхронный двигатель с двойной "беличьей клеткой" и глубокопазный.

двигатели имеют на роторе две короткозамкнутые беличьи клетки, одна из которых оставляет собой так называемую пусковую обмотку, а вторая —рабочую. Рабочая обмотка выполняется из медных стержней и размещается— нижних частях пазов, а пусковая обмотка изготовляется из

латунных или бронз стержней и располагается в верхних частях пазов, ближе к воздушному зазору. Сечение стержней пусковой обмотки может быть несколько меньше, чем у рабочей обмотки. Однако сечение и теплоемкость стержней пусковой обмотки должны быть достаточно велики, чтобы предотвратить чрезмерный нагрев этой обмотки при пуске. Иногда рабочую и пусковую обмотки размещают в отдельных пазах. В связи со сказанным активное сопротивление пусковой обмотки rп обычно в 2—4 раза больше активного сопротивления rр рабочей обмотки. Наоборот, индуктивное сопротивление рассеяния пусковой обмотки Хsп в несколько раз меньше, чем Хsр рабочей обмотки, поскольку последняя1 утоплена глубоко в стали сердечника ротора. Вращающееся магнитное поле двигателя индуктирует в обеих обмотках ротора одинаковые э. д. с. При пуске вследствие большой частоты тока ротора индуктивное сопротивление рабочей обмотки относительно велико и значительно больше полного сопротивления пусковой обмотки. Поэтому при пуске нагружена током в основном только пусковая обмотка, и ввиду большого ее активного сопротивления Д развивает большой пусковой момент. При разбеге двигателя частота тока ротора уменьшается, и при нормальной скорости вращения (s=0,02 — 0,05) индуктивные сопротивления рассеяния обмоток ротора будут в 20—50 раз меньше, чем при пуске. Поэтому в рабочем режиме активные сопротивления обмоток ротора значительно больше индуктивных и полные сопротивления обмотки определяются значениями активных сопротивлений. Вследствие этого при работе двигателя полное сопротивление рабочей обмотки значительно меньше, чем полное сопротивление пусковой, и током нагружена главным образом рабочая обмотка. Ввиду малости активного сопротивления этой обмотки двигатель имеет хороший к. п. д. Таким образом, в двухклеточном двигателе при пуске происходит вытеснение тока ротора по направлению к воздушному зазору, как и в глубокопазном двигателе. В пусковой обмотке двухклеточного двигателя при тяжелых условиях пуска (большой маховой момент приводимого агрегата пуск под нагрузкой) выделяется большое количество теплоты, и эта обмотка при пуске соответственно удлиняется, в то время как рабочая обмотка при пуске остается холодной и не удлиняется. Поэтому во избежание нарушения сварных соединении стержней с торцевыми кз кольцами стержни пусков рабочей обмоток присоединяются к отдельным кольцам. Глубокопазные двигатели.

Одной из разновидностей таких двигателей являются двигатели с глубокими пазами на роторе и высокими (30—60 мм) стержнями беличьей клетки. Вытеснение тока в стержнях клетки происходит в результате действия ЭДС, индуктируем пазовыми потоками рассеяния Фд. Можно представить себе, что

стержень состоит из множества волокон, включенных параллельно. Нижние волокна охватываются большим, а верхние волокна малым числом линий потока Фд. При пуске, когда частота в роторе велика (f2=f1) в нижних волокнах стержня индуктируется большая ЭДС самоиндукции, ÷eм в верхних, и плотность тока распределяя по высоте проводника весьма неравномерно. Можно также сказать, что такое неравномерное распределение тока обусловлено тем, что нижние волокна стержня имеют большее индуктивное сопротивление, чем верхние. Таким образом, ток в стержне вытесняется по направлению к воздушному зазору, что, в сущности, и есть проявление поверхностного эффекта в проводниках, утопленных в ферромагнитную среду. Под влиянием вытеснения тока, или поверхностного эффекта активное сопротивление стержня при пуске двигателя становится большим.. По мере разбега двигателя при его пуске частота тока в роторе уменьшается и по достижении номинальной скорости вращения становится весьма малой (f2=sn*f1<=1-3 Гц). При этом ЭДС индуктируемые потоком Фд, становятся малыми, явление вытеснения тока практически исчезает и ток распределяется равномерно по сечению стержня. Активное сопротивление стержня при этом становится малым, и двигатель работает с хор. КПД.

2. Логометрическнй измерительный механизм.

Логометром наз. прибор, угол отклонения стрелки которого от отношения двух токов(рис.).

Измерительный механизм магнитоэлектрического логометра конструктивно отличается от др. магнитоэлектрических ИМ тремя особенностями: 1) наличием двух жестко скрепленных между собой подвижных рамок; 2) отсутствием устройства для создания

противодействующего момента (пружинок); 3) неравномерностью магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом в воздушном зазоре. Токи I1 и I2 в рамках подаются по безмоментным проводникам. В рамках создаются противонаправленные моменты: один из моментов поворачивает рамку в направлении увеличения угла отклонения а, назовем его вращающим моментом Мвр=C1*I1*B1(a); др. момент, направленный в обратную сторону, назовем противодействующим моментом Мпр=C2*I2*B2(a). Таким образом, в логометре противодействующий момент создается не механическим, а электрическим путем. При равновесии этих моментов Мвр=Мпр отношение токов I1/I2=C3*B2(a)/B1(a) или a=f(I1/I2). Угол поворота подвижной части логометра пропорционален отношению токов в катушках. Магнитоэлектрические логометры широко используют при измерении сопротивлений в омметрах и измерительных мостах.

Билет №14

1. Двигатель постоянного тока, параллельного и независимого возбуждения. Рабочие механические и регулировочные характеристики.

В двигателях независимого возбуждения обмотка возбуждения 0В электрически не связана с обмоткой якоря (рис. 6.20, а). Обычно напряжение возбуждения Uв отличается от напряжения в цепи якоря U. Если же напряжения равны, то обмотку возбуждения подключают параллельно обмотке якоря (рис. 6.20, б). Применение в электроприводе двигателя независимого или параллельного возбуждения определяется схемой электропривода. Свойства (характеристики) этих двигателей одинаковы, Эксплуатационные свойства двигателей постоянного тока определяются их рабочими и механическими характеристиками, а также регулировочными свойствами. Рабочие характеристики представляют собой зависимость частоты вращения n, тока Ia в обмотке якоря, полезного момента М2 от полезной мощности двигателя Р2 при неизменных значениях напряжения питания U и тока в обмотке возбуждения Iв (рис. 1). Характеристика n =f(Р2) имеет вид кривой, наклоненной к оси абсцисс. Такая