- •ВВЕДЕНИЕ
- •1.1. Общие сведения по электрическим машинам
- •1.2. Классификация электрических машин
- •1.4. Принцип действия трансформатора
- •1.9. Принцип действия и устройство машины постоянного тока
- •2. ТРАНСФОРМАТОРЫ
- •2.1. Основные соотношения в трансформаторе
- •2.2. Виды трансформаторов и магнитопроводов
- •2.3. Типы и конструкция обмоток
- •2.4. Схемы и группы соединения трансформаторов
- •2.5. Расчет магнитной цепи, намагничивающий ток и ток холостого хода
- •2.6. Форма кривых намагничивающего тока и магнитного потока трансформатора
- •2.7. Уравнения напряжения и векторные диаграммы трансформатора
- •2.8. Схема замещения трансформатора
- •2.9. Опытное определение параметров схемы замещения
- •2.10. Энергетические диаграммы активной и реактивной мощностей трансформатора
- •2.11. Коэффициент полезного действия трансформатора. Зависимость КПД от нагрузки
- •2.12. Изменение вторичного напряжения при нагрузке. Внешняя характеристика трансформатора
- •2.13. Регулирование напряжения трансформатора
- •2.14. Параллельная работа трансформаторов
- •2.16. Включение ненагруженного трансформатора в сеть
- •2.17. Внезапное короткое замыкание
- •2.17. Перенапряжения в трансформаторах
- •3. РАЗНОВИДНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ
- •3.1. Автотрансформаторы
- •3.2. Трехобмоточный трансформатор
- •3.3. Измерительные трансформаторы тока и напряжения
- •3.4. Сварочные трансформаторы
- •3.5. Трансформаторы преобразовательных установок
- •4. ОБМОТКИ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
- •4.2. Магнитодвижущие силы многофазных обмоток
- •4.3. Электродвижущие силы, индуцируемые в обмотках машин переменного тока
- •4.4. Схемы обмоток машин переменного тока
- •5. АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ
- •5.1. Асинхронная машина при неподвижном роторе
- •5.2. Фазорегуляторы и индукционные регуляторы напряжения
- •5.3. Работа асинхронной машины при вращающемся роторе
- •5.4. Схема замещения асинхронной машины
- •5.5. Расчет характеристик двигателей по схемам замещения
- •5.6. Механические характеристики
- •5.7. Влияние на механическую характеристику высших гармоник магнитного поля
- •5.8. Устойчивость работы асинхронного двигателя
- •5.9. Рабочие характеристики асинхронного двигателя
- •5.10. КПД и коэффициент мощности асинхронного двигателя
- •5.11. Пуск в ход трехфазных асинхронных двигателей
- •5.12. Короткозамкнутые асинхронные двигатели с повышенным пусковым моментом
- •5.14. Многоскоростные двигатели
- •5.15. Торможение двигателей
- •6. АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
- •6.1. Асинхронный автономный генератор
- •6.2. Однофазные асинхронные двигатели
- •6.3. Двухфазные управляемые асинхронные двигатели автоматических устройств
- •6.4. Асинхронный тахогенератор
- •6.5. Сельсины
- •6.6. Вращающиеся трансформаторы
- •7. СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ
- •7.2. Характеристика холостого хода
- •7.3. Работа синхронного генератора при симметричной нагрузке
- •7.4. Математическая модель электромагнитных процессов в синхронном генераторе
- •7.5. Векторные диаграммы синхронных генераторов
- •7.6. Характеристики синхронных генераторов
- •7.7. Потери мощности и КПД синхронного генератора
- •7.8. Параллельная работа синхронных машин
- •7.9. Мощность и электромагнитный момент
- •7.10. Статическая устойчивость
- •7.12. Качания синхронных машин
- •7.13. Синхронные двигатели
- •7.14. Внезапное короткое замыкание синхронной машины
- •7.15. Несимметричные режимы работы синхронных генераторов
- •8. СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ
- •8.1. Назначение и особенности рабочего режима
- •8.4. Синхронные гистерезисные двигатели
- •9. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
- •9.1. Магнитная цепь машины и метод ее расчета
- •9.2. Основные электромагнитные соотношения в машине постоянного тока
- •9.3. Магнитное поле машины постоянного тока
- •9.4. Напряжение между коллекторными пластинами и компенсационная обмотка
- •9.5. Коммутация
- •9.6. Потери мощности. Коэффициент полезного действия электрической машины
- •9.7. Генераторный режим работы машины
- •9.8. Параллельная работа генераторов постоянного тока
- •9.9. Двигательный режим работы машины
- •9.10. Пуск и реверсирование двигателей постоянного тока
- •9.11. Устойчивость работы двигателей
- •9.12. Двигатели параллельного возбуждения
- •9.13. Двигатели последовательного возбуждения
- •10. СПЕЦИАЛЬНЫЕ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
- •10.1. Исполнительные двигатели постоянного тока
- •10.2. Тахогенераторы
- •10.3. Бесконтактные двигатели постоянного тока
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
Заключение
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Развитие производительных сил современного общества характеризуется все возрастающим производством и потреблением электрической энергии. Электрическая энергия вырабатывается, передается на расстояние и преобразуется (до 70 %) снова в механическую энергию электромеханическими и электромагнитными преобразователями: электрическими генераторами, трансформаторами и электрическими двигателями.
Несмотря на большое разнообразие электромеханических преобразователей (электрических машин), их принцип действия основан на законах электромагнитной индукции, электромагнитных сил, полного тока, законах Ома, Кирхгофа и др.
Конструктивное исполнение электрических машин также единообразное: проводники обмоток статора и ротора размещаются в разделенных зубцами пазах по обе стороны воздушного зазора. Такая зубцовопазовая структура обеспечивает наименьшее сопротивление для прохождения магнитного потока, а также распределение всех электромагнитных величин (МДС, магнитная индукция, ЭДС) по закону, близкому к синусоидальному.
Многофазная обмотка при протекании многофазной системы токов создает бегущее магнитное поле, скорость которого определяется угловой частотой протекающих токов. Электромагнитный момент создается при одинаковых скоростях бегущих магнитных полей, созданных токами статора и ротора, т. е. когда волны полей взаимно неподвижны и имеют одинаковое число полюсов.
Теория и особенности рабочего процесса в трансформаторе весьма близки к таковым в асинхронном двигателе.
В настоящем учебном пособии изложены основы теории, особенности конструкции и режимы работы основных типов электрических машин, находящихся в производстве и эксплуатации. Отмечены современные тенденции развития этих машин, направленные на повышение их надежности, энергетических показателей, улучшение характеристик и снижение затрат на производство и эксплуатацию.
Основными тенденциями развития электромашиностроения являются:
•улучшение конструкций магнитных систем, обмоток, систем охлаждения с целью снижения массы и габаритов, потерь энергии;
•повышение надежности путем обеспечения качества машины на этапе проектирования, применения компьютерных технологий при проектировании, конструировании и производстве, повышения качества и нагревостойкости изоляции обмоток;
455
Заключение
• создание новых схем электрических машин, сочетающих в себе электромагнитную систему с элементами электронной (в том числе и микропроцессорной) техники, для повышения надежности, улучшения характеристик и расширения диапазона регулирования выходных параметров;
• разработка более технологичных конструкций машин малой и средней мощности, машин автоматических устройств, приспособленных для массового и серийного производства;
• создание новых серий электрических машин, по своим показателям не уступающих мировому уровню.
Широкое применение компьютерных технологий при расчете, исследовании и проектировании асинхронных машин существенно уменьшили роль графических методов расчета и исследования, в частности круговых диаграмм, поэтому впервые анализ рабочих характеристик, вопросов пуска и регулирования частоты вращения асинхронных машин проведен аналитически при сохранении общепринятого порядка изучения этого раздела электромеханики.
В одном учебном пособии практически невозможно изложить подробно все вопросы теории и практики электрических машин общего назначения и особенно специальных машин. При желании более глубоко познакомиться с электрическими машинами общего назначения и специальными читатель может обратиться к специальной литературе, приведенной в библиографическом списке.
Успехи инженеров-электриков в разработках новых и модификации уже выпускаемых электрических машин и трансформаторов, успешная многолетняя их эксплуатация могут быть достигнуты только при глубоком знании теории электромагнитного и электромеханического преобразования энергии, особенностей работы электрических машин и трансформаторов.
456
Библиографический список
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Вольдек, А. И. Электрические машины: учеб. для студентов высш. техн. учеб. заведений / А. И. Вольдек. – Л. : Энергия, 1978. – 832 с.
2.Вольдек, А. И. Электрические машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы: учеб. для вузов / А. И. Вольдек, В. В. Попов. – СПб. : Питер, 2007. – 320 с.
3.Вольдек, А. И. Электрические машины. Машины переменного тока: учеб. для вузов / А. И. Вольдек, В. В. Попов. – СПб. : Питер, 2007. – 320 с.
4.Беспалов, В. Я. Электрические машины / В. Я. Беспалов, Н. Ф. Котеленец. – М. : Издат. центр «Академия», 2010. – 320 с.
5.Копылов, И. П. Электрические машины: учеб. для вузов / И. П. Копылов. – М. : Высш. шк.; Логос, 2006. – 680 с.
6.Брускин, Д. Э. Электрические машины и микромашины: учеб. для электротехн. специальностей вузов / Д. Э. Брускин, А. Е. Зорохович, В. С.
Хвостов. – М. : Высш. шк., 1990. – 528 с.
7.Сергеенков, Б. Н. Электрические машины: Трансформаторы: учеб. пособие для электромехан. специальностей вузов / Б. Н. Сергеенков, В. М. Киселёв, Н. А. Акимова. – М. : Высш. шк., 1989. – 352 с.
8.Встовский, А. Л. Проектирование трансформаторов: учеб. пособие / А. Л. Встовский, Л. Ф. Силин, С. А. Встовский. – Красноярск : КГТУ, 2000. – 113 с.
9.Силин, Л. Ф. Электрические машины. Вспомогательное оборудование масляных трансформаторов: учеб. пособие / Л. Ф. Силин, С. И. Мурашкин. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2007. – 111 с.
10.Тихомиров, П. М. Расчёт трансформаторов: учеб. пособие для вузов / П. М. Тихомиров. – М. : Энергоатомиздат, 1986. – 528 с.
11.Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учеб. для вузов / Л. А. Бессонов. – М. : Гардарики, 1999. – 638 с.
12.Радин, В. И. Электрические машины: Асинхронные машины: учеб. для вузов / В. И. Радин, Д. Э. Брускин, А. Е. Зорохович. – М. : Высш.
шк., 1988. – 328 с.
13.Асинхронные двигатели общего назначения / Е. П. Бойко, Ю. В. Гаинцев, Ю. М. Ковалев и др.; под ред. В. М. Петрова и А.Э. Кравчика. – М. : Энергоиздат, 1980. – 488 с.
14.Проектирование электрических машин: учеб. для вузов: В 2 кн. Кн. 1 / И. П. Копылов, Б. К. Клоков, В. П. Морозкин, Б. Ф. Токарев; под ред. И. П. Копылова. – 2-е изд., перераб. и доп. М. : Энергоатомиздат, 1993. – 464 с.
457
Библиографический список
15.Проектирование электрических машин: учеб. для вузов: В 2 кн. Кн. 2 / И. П. Копылов, Б. К. Клоков, В. П. Морозкин, Б. Ф. Токарев; под ред. И. П. Копылова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Энергоатомиздат, 1993. – 384 с.
16.Силин, Л. Ф. Проектирование асинхронных двигателей: учеб. пособие / Л. Ф. Силин. – Красноярск : ИПЦ КГТУ, 2002. – 236 с.
17.Встовский, А. Л. Проектирование тягового двигателя постоянного тока: учеб. пособие / А. Л. Встовский. – Красноярск : ИПЦ КГТУ, 2002. – 85 с.
18.Иванов-Смоленский, А. В. Электрические машины. В 2 т. Т. 1 / А. В. Иванов-Смоленский. – М. : Изд-во МЭИ, 2004. – 497 с.
19.Иванов-Смоленский, А. В. Электрические машины. В 2 т. Т. 2 / А. В. Иванов-Смоленский. – М. : Изд-во МЭИ, 2004. – 525 с.
20.Осин, И. Л. Электрические машины: Синхронные машины / И. Л. Осин, Ю. Г. Шакарян. – М. : Высш. шк., 1990. – 304 с.
21.Хвостов, В. С. Электрические машины: Машины постоянного тока: учеб. для студентов электромехан. специальностей вузов / В. С. Хвостов; под ред. И. П. Копылова. – М. : Высш. шк., 1988. – 336 с.
22.Киселев, М. И. Электрические машины. В 2 ч. Ч. 1 / М. И. Киселев. – Красноярск: Изд-во «Красноярский рабочий», 1973. – 299 с.
23.Киселев, М. И. Электрические машины. В 2 ч. Ч. 2 / М. И. Киселев. – Красноярск : Изд-во «Красноярский рабочий», 1973. – 200 с.
24.Костенко, М. П. Электрические машины. В 2 ч. Ч. 1 / М. П. Костенко, Л. М. Пиотровский. – Л. : Энергия, 1973. – 544 с.
25.Костенко, М. П. Электрические машины. В 2 ч. Ч. 2 / М. П. Костенко, Л. М. Пиотровский. – Л. : Энергия, 1973. – 648 с.
26.Справочник по электрическим машинам. В 2 т. Т. 1 / под общ. ред. И. П. Копылова и Б. К. Клокова. – М. : Энергоатомиздат, 1988. – 456 с.
27.Юферов, Ф. М. Электрические микромашины автоматических устройств / Ф. М. Юферов. – М. : Высш. шк., 1990. – 526 с.
458