20.10.2020 Занятие №15 Основы теории электрических машин, принцип работы типовых Назначение и классификация электрических машин
Задание- написать краткий конспект
Содержание лекции:
- назначение электрических машин и область их применения;
- классификация электрических машин.
Машины, использующие явления электромагнитной индукции и предназначенные для преобразования электрической энергии в механическую или наоборот, называются электрическими
По назначению электрические машины подразделяются на следующие виды:
-электрические генераторы, преобразующие механическую энергию в электрическую. Генераторы устанавливаются на электрических станциях, где приводятся во вращение с помощью паровых и гидравлических турбин. Кроме того, они широко применяются в различных транспортных устройствах: на автомобилях, самолетах, тепловозах, кораблях, передвижных электростанциях и др., где приводятся во вращение главным образом от двигателей внутреннего сгорания и газовых турбин, В ряде случаев генераторы используются в качестве источников питания в установках связи, устройствах автоматики, измерительной техники и пр.;
-электрические двигатели, преобразующие электрическую энергию в механическую. Электродвигатели приводят во вращение самые различные машины, механизмы и устройства, применяемые в промышленности, сельском хозяйстве, связи, на транспорте, в военном деле и быту. В современных системах автоматического управления они используются в качестве исполнительных, регулирующих и программирующих органов;
-электромашинные преобразователи, преобразующие переменный ток в постоянный и, наоборот, изменяющие величину напряжения переменного и постоянного тока, частоту, число фаз и др. Преобразователи широко используются в системе передачи и распределения электрической энергии, в промышленности, авиации, на транспорте и в военном деле;
-электромеханические преобразователи сигналов, генерирующие, преобразующие и усиливающие различные сигналы. Эти преобразователи, выполняемые обычно в виде электрических микромашин, широко используются в системах автоматического регулирования, а также в измерительных и счетно-решающих устройствах в качестве различных датчиков, приборов для функциональных преобразований, дифференцирующих и интегрирующих элементов, сравнивающих и регулирующих органов и др.
По характеру выполнения функций электрические микромашины подразделяются на следующие основные группы:
-исполнительные двигатели, преобразующие подводимый к ним электрический сигнал в механическое перемещение вала, т. е. отрабатывающие определенные команды;
-тахогенераторы, преобразующие механическое вращение в электрический сигнал - напряжение, пропорциональное скорости вращения;
-поворотные трансформаторы, дающие на выходе напряжение, пропорциональное той или другой функции угла поворота ротора, например, синусу или косинусу этого угла или же самому углу;
-машины синхронной связи, осуществляющие синхронный и синфазный поворот или вращение двух механически не связанных между собой осей;
-микродвигатели общего применения, служащие для привода различных маломощных механизмов: самопишущих приборов, вентиляторов, магнитофонов, насосов и др.
Электрические машины обладают свойством обратимости. Вращающиеся электрические машины могут работать как в генераторном, так и в двигательном режимах и переходить из одного режима в другой; каждый преобразователь может изменять направление преобразуемой им энергии. Однако выпускаемые электромашиностроительными заводами машины обычно предназначаются для какого-либо одного режима работы, например генераторного или двигательного. При этом оказывается возможным наилучшим образом приспособить электрическую машину к требуемым условиям работы, добиться наиболее рационального использования материалов, уменьшить ее вес, габариты и повысить к. п. д. В ряде случаев, однако, необходимо предусматривать работу электрических машин как в двигательном, так и в генераторном режимах. Такие условия имеют место, например, в электрических приводах, где генераторный режим используется в целях торможения.
Электрические машины широко применяются во многих отраслях промышленности. Они осуществляют преобразование энергии, а также различных электрических и других сигналов. Достоинствами их являются высокий к.п.д., достигающий в мощных электрических машинах 95¸99%, сравнительно малый вес и габаритные размеры, а также хорошее использование материалов.
Электрические машины могут быть выполнены на различные мощности (от долей ватта до сотен мегаватт) и скорости вращения, на различный род тока, а также различные величины напряжения и частоты. Они характеризуются высокой надежностью и долговечностью, простотой управления и обслуживания, удобством подвода и отвода энергии, а также небольшой стоимостью при массовом и крупносерийном производстве.
По роду тока электрические машины делятся на машины переменного и постоянного тока.
Машины переменного тока в зависимости от особенностей своей электромагнитной системы подразделяются на асинхронные, синхронные и коллекторные. К ним относят также трансформаторы - статические электромагнитные аппараты, у которых процесс преобразования энергии во многом подобен вращающимся электрическим машинам.
Трансформаторы широко применяются для преобразования напряжения в системах передачи и распределения электрической энергии, в выпрямительных установках, а также в устройствах автоматики, связи, радиоаппаратуре, вычислительной технике, для измерений и функциональных преобразований (поворотные трансформаторы) и др.
Асинхронные машины используются главным образом в качестве электрических двигателей трехфазного тока. Они широко применяются в различных отраслях техники благодаря простоте устройства и высокой надежности. В системах автоматического регулирования широко используются одно- и двухфазные асинхронные двигатели, асинхронные тахогенераторы, а также сельсины, осуществляющие синхронный поворот или вращение нескольких, не связанных друг с другом механически осей.
Синхронные машины применяются в качестве генераторов переменного тока и электрических двигателей. В устройствах автоматики широко используются различные типы синхронных машин малой мощности (реактивные, с постоянными магнитами, гистерезисные, шаговые, индукторные и пр.).
Коллекторные машины переменного тока применяются сравнительно редко и главным образом в качестве двигателей. Они имеют сложную конструкцию и требуют тщательного ухода. В устройствах автоматики, а также в различного рода электробытовых приборах широко используются универсальные коллекторные двигатели, работающие как на постоянном, так и на переменном токе.
Машины постоянного тока используются в качестве генераторов, двигателей, электромашинных усилителей, преобразователей скорости вращения в электрические сигналы (тахогенераторов) и преобразователей напряжения. В последние годы в связи с развитием управляемых полупроводниковых преобразователей все более широко применяются электроприводы с двигателями постоянного тока.
Вращающиеся электромашинные преобразователи, выполненные в виде одной или двух отдельных электрических машин (двигателя и генератора), механически связанных друг с другом, широко используются в системах электрического привода для питания устройств связи, различных радиотехнических установок и др. В последнее время они вытесняются статическими полупроводниковыми преобразователями, которые обладают рядом преимуществ перед вращающимися машинами.
По мощности электрические машины условно подразделяются на следующие группы:
- микромашины, имеющие мощность от долей ватта до »500 вт. Эти машины работают как на постоянном, так и на переменном токе нормальной и повышенной (400¸500 гц) частоты;
- машины малой мощности - от 0,5 до 10 квт. Они работают как на постоянном, так и на переменном токе нормальной или повышенной частоты;
- машины средней мощности – от 10 до нескольких сотен киловатт;
- машины большой мощности – свыше нескольких сотен киловатт.
Машины большой и средней мощности обычно предназначаются для работы на постоянном или переменном токе нормальной частоты. Кроме некоторых специальных случаев (авиация, морской флот и др.), где иногда используются довольно мощные машины повышенной частоты.
В зависимости от скорости вращения машины условно подразделяются на:
- тихоходные со скоростями вращения до 300 об/мин;
- средней быстроходности - 300¸1500 об/мин;
- быстроходные - 1500¸6000 об/мин;
- сверхбыстроходные – свыше 6000 об/мин.
Микромашины строятся для скоростей от нескольких до 30000 об/мин; машины большой и средней мощности – обычно до 3000 об/мин.
20.10.2020 Занятие №16 Практическое занятие 11-12 Определение начал и концов обмоток асинхронного электродвигателя и их маркировка.
Посмотреть видео https://www.youtube.com/watch?v=3V0zbYIOfZY
Записать:
Определение начала и конца одной обмотки
Определение начала и конца одной обмотки При подаче напряжения на любую из обмоток статора, оно индуцируется в оставшиеся 2 обмотки.
Используя эту особенность, тестер и сеть низкого напряжения, можно определить начала и концы обмоток:
Произвольно соединяются 2 вывода разных обмоток
На оставшиеся концы обмоток подается низкое напряжение и проверяется напряжение на соединенных обмотках: (напряжение есть — значит соединенные провода — начало одной и конец другой обмотки. Напряжения нет — значит соединены 2 конца, либо 2 начала)
Концы без напряжения условно помечаются как начала
Повторяется опыт и соединяется уже найденное начало одной из обмоток с любым выводом на которое подавалось напряжение ранее. Теперь напряжение подается на оставшуюся обмотку.
Поочередно, подобным образом, проверяются все обмотки.
Найдя начала и концы обмоток, можно приступать к подключению асинхронного электродвигателя по схемам «звезда» либо «треугольник».
Как видно из таблиц обмоточных данных электродвигателей серии АИР, большинство электродвигателей АИР предполагают подключение к сети 220/380 В. Соединив концы обмоток по схеме «треугольник» двигатель будет работать от питания 220 В, а по схеме «звезда» — от 380 В.
Маркировка концов обмотки
Как правило, выводы обмоток асинхронных электродвигателей АИР маркированы попарно и имеют такие обозначения:
Фаза 1: С1 (начало) С4 (конец)
Фаза 2: С2 (начало) С5 (конец)
Фаза 3: С3 (начало) С6 (конец)
Первоочередно определяют и выделяют каждую из пар обмоток электродвигателя. Но порой, для правильного подключения, необходимо определить концы и начала обмоток самостоятельно.