Электротехника Расчеты электрических цепей

Электротехника
  • Элементы электрических цепей
  • Схемы замещения источников
    электрической энергии
  • Анализ цепи переменного тока
     и входящих в нее элементов
  • Параллельное соединение резистивного
    и индуктивного элементов
  • Машины постоянного и переменного тока
  • Принцип действия асинхронного
    и синхронного двигателей
  • Принцип действия машин постоянного тока
  • Трансформаторы и электромагнитные устройства
  • Трансформатор
  • ПРИВЕДЕННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
  • ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА ТРАНСФОРМАТОРОВ
  • ТРЕХФАЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
  • СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
  • Машины переменного тока
  •  Электрические машины разделяются
    на генераторы и электродвигатели
  • Коллекторные двигатели переменного тока
  • Разборка и сборка электродвигателя
    постоянного тока
  • Выполнению ремонтных работ
  • Электроника
  • Электрические и электронные аппараты
    и устройства
  • Некоторые лампы СВЧ диапазона
  • Полупроводниковые диоды
  • Тиристоры.
  • Выпрямители и инверторы промышленной частоты
  • Электронные усилители
  • Обратная связь в усилителях
  • Катодный и эмиттерный повторители
  • Усилители мощности
  • Повторитель напряжения
  • Шумы в усилителях
  • Генераторы электрических колебаний
  • RC-генераторы
  • Ждущий мультивибратор
  • Мультивибратор на ОУ
  • Цифровые электронные устройства
  • Реализация сложных логических функций
    на интегральных микросхемах
  • Последовательные цифровые устройства
  • Счётчик
  • Регистр
  • Комбинационное цифровое устройство
  •  Сумматоры
  • Импульсные генераторы
    на цифровых микросхемах
  • Охлаждение полупроводниковых приборов
  • Способы охлаждения полупроводниковых
    приборов
  • Воздушное, естественное
    и принудительное охлаждение
  • Системы охлаждения силовых модулей
  • Основные методы охлаждения
  • Расчет параметров охладителей
  • Выбор охладителя
  • Дискретные приборы
  •  

    Принцип действия асинхронного и синхронного двигателей

    Устройство асинхронного двигателя соответствует изображению на рис. 3. Вращающееся магнитное поле, создаваемое расположенными на статоре обмотками с током, взаимодействует с токами ротора, приводя его во вращение. Наибольшее распространение в настоящее время получил асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором ввиду своей простоты и надежности. В пазах ротора такой машины размещены токонесущие медные или алюминиевые стержни. Концы всех стержней с обоих торцов ротора соединены медными или алюминиевыми же кольцами, которые замыкают стержни накоротко. Отсюда и произошло такое название ротора.

    В короткозамкнутой обмотке ротора под действием ЭДС, вызываемой вращающимся полем статора, возникают вихревые токи. Взаимодействуя с полем, они вовлекают ротор во вращение со скоростью , принципиально меньшей скорости вращения поля 0. Отсюда название двигателя - асинхронный.

    Величина

    называется относительным скольжением. Для двигателей нормального исполнения S=0,02…0,07. Неравенство скоростей магнитного поля и ротора становится очевидным, если учесть, что при вращающееся магнитное поле не будет пересекать токопроводящих стержней ротора и, следовательно, в них не будут наводиться токи, участвующие в создании вращающегося момента.

    Принципиальное отличие синхронного двигателя от асинхронного заключается в исполнении ротора. Последний у синхронного двигателя представляет собой магнит, выполненный (при относительно небольших мощностях) на базе постоянного магнита или на основе электромагнита. Поскольку разноименные полюсы магнитов притягиваются, то вращающееся магнитное поле статора, которое можно интерпретировать как вращающийся магнит, увлекает за собой магнитный ротор, причем их скорости равны. Это объясняет название двигателя – синхронный.

    В заключение отметим, что в отличие от асинхронного двигателя, у которого обычно не превышает 0,8…0,85, у синхронного двигателя можно добиться большего значения и сделать даже так, что ток будет опережать напряжение по фазе. В этом случае, подобно конденсаторным батареям, синхронная машина используется для повышения коэффициента мощности.

    3. Общие сведения об электрических машинах постоянного тока.

    Электрическая машина постоянного тока состоит из индуктора, якоря и коллектора. Индуктор, предназначенный для создания магнитного поля полюсов, расположен на неподвижной ее части — статоре. Якорем машины является ее вращающаяся часть. В соответствии с законом электромагнитной индукции при вращении якоря вследствие пересечения, его проводниками обмотки магнитного поля полюсов в ней наводится переменная ЭДС, которая, изменяясь во времени по величине и направлению, за висит от положения проводников якоря в междуполюсном пространстве. для получения на зажимах генератора постоянной во времени ЭДС предназначен коллектор, расположенный на вращающемся якоре, с системой неподвижных щеток, расположенных на статоре машины. Для обеспечения возможности создания магнитного потока необходимой величины на полюсах индуктора имеются обмотки возбуждения с регулируемым постоянным током.

    У генераторов с независимым возбуждением обмотки возбуждения питаются постоянным током, получаемым от постороннего источника, а у генераторов с самовозбуждением — непосредственно от зажимов его якоря. В зависимости от способа включения обмоток возбуждения различают также генераторы с параллельным, последовательным и смешанным возбуждением.

    Одна и та же машина постоянного тока в принципе может работать и как генератор, и как двигатель. (Это свойство машины постоянного тока, называемое обратимостью, дает возможность не рассматривать отдельно устройство генератора или двигателя.) Однако каждую электрическую машину завод выпускает для определенного назначения — работать только в качестве генератора или только в качестве двигателя. Очень редко используют машины постоянного тока, предназначенные для работы как генератором, так и двигателем.

    Общие сведения об электрических машинах постоянного тока

    Генераторы постоянного тока применяют тогда, когда требуется самостоятельный источник тока, например для питания некоторых видов электромагнитов, электромагнитных муфт, электродвигателей, электролизных ванн, сварочных установок и т. п.

    Электродвигатели постоянного тока применяют в тех случаях, когда требуется плавная регулировка скорости, например в троллейбусах, электровозах, некоторых типах подъемных кранов, в устройствах автоматики.

    Статор машины постоянного тока состоит из станины (см. рис. 5) и сердечника. Станину изготавливают из малоуглеродистой стали, обладающей значительной магнитной проницаемостью. Поэтому станина служит и магнитопроводом. Одновременно она является основной деталью, объединяющей другие детали и сборочные единицы (узлы) машины в одно целое. Так, к станине изнутри прикрепляют болтами полюсы, состоящие из сердечника, полюсного наконечника и катушки.

    Различают главные и дополнительные полюсы. Главные полюсы служат для возбуждения магнитного поля; поэтому обмотку их катушек называют обмоткой возбуждения. Дополнительные полюсы устанавливают в машинах повышенной мощности (более 1 кВт) для улучшения работы машины; обмотку дополнительных полюсов соединяют последовательно с обмоткой ротора (якоря).

    Ротор (якорь) (рис. 6) машины постоянного тока состоит из сердечника  и обмотки. Сердечник якоря набирают из тонких листов электротехнической стали, изолированных друг от друга лаковым покрытием, что уменьшает потери.

    Ротор (якорь)

    на вихревые токи. В пазы сердечника укладывают обмотку якоря. В сердечнике якоря делают вентиляционные каналы.

    Чтобы ток от обмотки якоря во внешнюю цепь (в генераторе) или из внешней цепи к обмотке якоря (в двигателе) проходил в одном и том же направлении, в машине постоянного тока устанавливают коллектор. Коллектор набирают из медных пластин, изолированных друг от друга миканитовыми прокладками. Каждую пластину коллектора присоединяют к одному или нескольким ниткам обмотки якоря. Сердечник якоря и коллектор крепят на одном и том же валу (см. рис. 5). Таким образом, коллектор представляет собой устройство, конструктивно объединенное с якорем (ротором) электрической машины и являющееся механическим преобразователем частоты. По изолированным друг от друга и присоединенным к виткам обмотки якоря пластинам, составляющим коллектор, скользят токосъемные щетки.

    Через эти щетки и коллектор обмотка якоря подключается к внешней электрической цепи. Щетки вставляют в обоймы щеткодержателя и прижимают к коллектору пружинами. При работе машины щетки скользят по коллектору. Крепят щеткодержатели в траверсе.

    Реализация сложных логических функций на интегральных микросхемах