3 Содержание дисциплины
Введение [ Л1; Д1 ]
Цель и задачи дисциплины «Электрические машины». Роль электрических машин и трансформаторов в производстве и потреблении электрической энергии.

Электрические машины как источники и преобразователи энергии. Принцип обратимости электрических машин, их классификация.

Достижения и перспективы развития отечественного электромашиностроения.
Вопросы для самоподготовки:
1. Перспективы развития отечественного электромашиностроения.

2. Принцип обратимости электрических машин.

Раздел 1 Трансформаторы
Тема 1.1 Устройство и рабочий процесс трансформаторов [Л1; Д1]
Назначение, область применения, принцип действия, устройство и классификация трансформаторов, способы охлаждения. Уравнения электродвижущих сил (ЭДС), токов. Приведение параметров вторичной обмотки трансформатора к первичной. Схема замещения и векторная диаграмма приведённого трансформатора.

Трансформирование трёхфазного тока. Паспортные данные трансформаторов, опытное определение параметров реального трансформатора. Схемы замещения по данным холостого хода и короткого замыкания.

Внешняя характеристика трансформатора при различных характерах нагрузки.

Потери мощности и коэффициент полезного действия трансформатора.

Способы регулирования напряжения трансформаторов.
Лабораторная работа № 1

Исследование двухобмоточного силового трансформатора методом холостого хода и короткого замыкания.
Тема 1.2 Схемы, группы соединения обмоток трансформаторов

[Л1, Л2; Д1]
Схемы соединения обмоток трёхфазных трансформаторов, влияние схемы соединения обмоток на отношение линейных напряжений трёхфазных трансформаторов. Группы соединения (основные и производные), предусмотренные ГОСТом.

Параллельная работа трансформаторов: назначение и условия включения трансформаторов на параллельную работу; порядок включения и распределения нагрузки между трансформаторами.
Лабораторная работа № 2

Параллельная работа трансформаторов. Определение величины уравнительного тока параллельно включенных трехфазных трансформаторов, вызванного неравенством их коэффициентов трансформации и принадлежностью к различным группам соединения.

Лабораторная работа № 3

Определение группы соединения трехфазных силовых трансформаторов.

---

Тема 1.3 Автотрансформаторы и трехобмоточные трансформаторы

[Л1; Д1]
Устройство и особенности рабочего процесса автотрансформаторов. Достоинства и недостатки автотрансформаторов по сравнению с двухобмоточными трансформаторами.

Трехобмоточные трансформаторы, назначение и особенности работы.

Тема 1.4 Переходные процессы в трансформаторах [Л1, Л2; Д1]
Переходные процессы, возникающие при включении трансформатора в электрическую сеть и при коротком замыкании на зажимах вторичной обмотки. Перенапряжения в трансформаторах и защита от них.
Тема 1.5 Трансформаторы специального назначения [Л1, Л2; Д1]
Трансформаторы для преобразования числа фаз. Трансформаторы с плавным регулированием напряжения. Трансформаторы для выпрямительных установок, особенности работы. Сварочные трансформаторы. Измерительные трансформаторы.

Вопросы для самоподготовки:

1. 
   Почему основной магнитный поток в магнитопроводе трансформатора остается неизменным при любой нагрузке? Выполнение какого условия необходимо для соблюдения такого постоянства потока?
   
2. 
   Какие величины можно определить из опыта короткого замыкания трансформатора? Схема включения.
   
3. 
   Какие величины можно определить из опыта холостого хода? Схема включения.
   
4. 
   Схема замещения трансформатора в режиме к.з. Основные уравнения, диаграммы.
   
5. 
   Схема замещения трансформатора в режиме х.х. Основные уравнения, векторная диаграмма.
   
6. 
   Каково назначение замкнутого магнитопровода в трансформаторе? Почему он должен и меть минимальный воздушный зазор и выполняться не сплошным , а из отдельных стальных листов, изолированных друг от друга лаком ?
   
7. 
   Почему трансформатор не работает от сети постоянного тока ?
   
8. 
   Что такое приведенный трансформатор ?
   
9. 
   На что расходуется активная мощность, потребляемая трансформатором при опытах холостого хода и короткого замыкания ?
   
10. 
    В чем сущность метода фазометра при определении группы трансформатора?
    
11. 
    В чем сущность метода вольтметра при определении группы трансформатора?
    
12. 
    Почему требование принадлежности трансформаторов к одной группе соединения является важнейшим условием включения трансформаторов на параллельную работу? Приведите доказательства.
    
13. 
    Каковы особенности устройства и работы автотрансформатора?
    
14. 
    Основные уравнения устройства и работы трехобмоточного трансформатора.
    
15. 
    Что такое группа соединения и как она обозначается?
    
16. 
    Как из основной группы получить производную?
    
17. 
    Почему обмотки НН выполняют проводом большего сечения, чем обмотки ВН, имеющие большее число витков?
    
18. 
    На каком основании можно утверждать, что реактивная (индуктивная ) составляющая МДС вторичной обмотки трансформатора оказывает размагничивающее действие?
    
19. 
    На каком основании можно утверждать, что реактивная (емкостная) составляющая МДС вторичной обмотки трансформатора оказывает подмагничивающее действие?
    
20. 
    Сравнить по величине потери мощности в обмотках трансформатора в режимах холостого хода, испытательного короткого замыкания и работе с номинальной нагрузкой.
    

---

Раздел 2 Бесколлекторные машины переменного тока
Тема 2.1 Принцип действия и устройство бесколлекторных машин [Л1, Л2; Д1]
Классификация бесколлекторных машин переменного тока. Принцип действия синхронной машины. Основные типы синхронных машин. Конструкции неявнополюсных и явнополюсных синхронных машин. Принцип действия асинхронной машины, режимы работы.

Основные соотношения в машинах переменного тока. Понятие о синхронной частоте вращения ротора, скольжении. Устройство статора синхронной и асинхронной машины.

Тема 2.2 Основные типы обмоток статора и принцип их выполнения

[Л1;Д2]
Принцип выполнения обмотки статора, понятие о секции, полюсном делении, шаге обмотки по пазам.

ЭДС проводника обмотки. График распределения магнитной индукции в воздушном зазоре машины.

ЭДС катушки (секции). Укорочение шага обмотки, коэффициент укорочения шага обмотки. Сосредоточенные и распределённые обмотки. Число пазов на полюс и фазу. Коэффициент распределения обмотки. Обмоточный коэффициент. Катушечная группа. ЭДС катушечной группы и фазной обмотки статора.
Практическая работа № 1

Расчет параметров обмотки статора.
Тема 2.3 Магнитодвижущая сила обмоток статора [Л1, Л2; Д1 ]
Магнитодвижущая сила фазы обмотки (МДС). МДС трехфазной обмотки. Анализ кривой намагничивающей силы обмоток с целым числом пазов на полюс и фазу. МДС дробных обмоток. Магнитное поле обмоток переменного тока.
Вопросы для самоподготовки:

1. 
   Что такое коэффициент магнитного насыщения асинхронного двигателя, как определяют его величину ?
   
2. 
   Почему электромагнитные силы в асинхронном двигателе приложены главным образом к зубцам сердечника, а не к проводам обмотки ?
   
3. 
   Раскрыть физическую сущность двигательного режима асинхронной машины.
   
4. 
   Каково относительное значение магнитной индукции обратной составляющей поля статора при круговом и эллиптическом магнитных полях ?
   
5. 
   Какие методы подавления высших пространственных гармоник применяют в машинах переменного тока ?
   
6. 
   Объяснить, почему гармонические составляющие МДС обмотки статора называют пространственными ? Какова зависимость частоты вращения МДС обмотки статора от частоты тока и числа полюсов статора ?
   
7. 
   Сравните однослойные концентрические и однослойные шаблонные обмотки статора асинхронного двигателя.
   
8. 
   Назовите основные параметры обмоток статора. Покажите способы соединения катушечных групп, охарактеризуйте их.
   
9. 
   Раскройте сущность устранения (ослабления) седьмой гармоники ЭДС статора.
   
10. 
    Объяснить, почему однослойные обмотки не применяются в асинхронном двигателях мощностью более 15 кВт? Сделайте пояснение, что собой представляет однослойная обмотка. Марки проводов и изоляционный материал, используемые в настоящее время для обмотки статора.
    
11. 
    В чем сходство и в чем различие между асинхронным двигателем и трансформатором ?
    

---

Раздел 3 Асинхронные машины
Тема 3.1 Режимы работы и устройство асинхронной машины [Л1, Л2; Д1]
Двигательный, генераторный и тормозной режимы работы асинхронной машины. Условия перехода асинхронной машины в указанные режимы- Понятие о скольжении асинхронной машины.

Устройство трёхфазного асинхронного двигателя с фазным и короткозамкнутым ротором. Маркировки выводов обмоток асинхронного двигателя. Серии асинхронных машин.
Тема 3.2 Общая характеристика режимов работы при неподвижном и вращающемся роторе [ Л1, Л2; Д1]
Аналогия между асинхронной машиной и трансформатором. Магнитная цепь асинхронного двигателя. Основной магнитный поток и поток рассеяния. Индуктивные сопротивления от магнитных полей воздушного зазора. Общие выражения для индуктивного сопротивления рассеяния. Индуктивности рассеяния для статорных и роторных обмоток машины переменного тока.

Уравнения ЭДС асинхронного двигателя при неподвижном и вращающемся роторе. Уравнения МДС и токов асинхронного двигателя.
Тема 3.3 Схема замещения и векторная диаграмма асинхронного двигателя [Л1, Л2; Д1]
Приведение параметров обмотки ротора к обмотке статора асинхронного двигателя. Схема замещения и векторная диаграмма асинхронного двигателя.
Тема 3.4 Механические характеристики асинхронного двигателя

[ Л1, Л2; Д1 ]

Потери мощности и коэффициент полезного действия асинхронного двигателя.

Электромагнитный момент асинхронного двигателя и его зависимость от скольжения.

Максимальный момент, критическое скольжение в начальный пусковой момент. Перегрузочная способность асинхронного двигателя.

Влияние активного сопротивления обмотки ротора на форму механической характеристики асинхронного двигателя.

Рабочие характеристики асинхронного двигателя.

Тема 3.5 Круговая диаграмма асинхронного двигателя [Л1, Л2; Д1 ]
Опытное определение параметров асинхронного двигателя: опыт холостого хода и короткого замыкания. Схемы, порядок проведения и использование результатов опытов для расчёта параметров схемы замещения асинхронного двигателя. Построение рабочих характеристик асинхронного двигателя по круговой диаграмме.

Аналитический метод расчёта рабочих характеристик асинхронного двигателя.
Тема 3.6 Пуск и регулирование частоты вращения трехфазного асинхронного двигателя [ Л1, Л2; Д1 ]
Пусковые свойства трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Способы пуска асинхронных двигателей: переключением обмотки статора со "звезды" на "треугольник", прямым включением в сеть, автотрансформаторный, реакторный. Пуск асинхронных двигателей с фазным ротором.

---

Асинхронные двигатели с улучшенными пусковыми свойствами.

Способы регулирования частоты вращения трёхфазных асинхронных двигателей.

Изучение конструкции и паспортных данных двигателя; пуск двигателя и построение рабочих характеристик.

Сборка схемы и включение двигателя; проверка обозначений выводов статора и построение рабочих характеристик.
Лабораторная работа № 4

Исследование механических характеристик трехфазного двигателя с короткозамкнутым и фазным ротором
Лабораторная работа № 5

Исследование рабочих характеристик трехфазного двигателя с короткозамкнутым и фазным ротором
Тема 3.7 Однофазные и конденсаторные асинхронные двигатели [Л1, Л2; Д1]
Принцип действия однофазного асинхронного двигателя. Особенности пуска однофазного асинхронного двигателя. Условия, необходимые для получения вращающегося магнитного поля.

Конденсаторные асинхронные двигатели. Принцип действия, выбор рабочей и пусковой емкостей.

Работа трёхфазного асинхронного двигателя от однофазной сети. Выбор необходимой схемы включения.
Лабораторная работа № 6

Изучение работы асинхронного двигателя в однофазном и конденсаторном режимах.
Вопросы для самоподготовки:

1. 
   Каков принцип работы асинхронного двигателя ? Почему двигатель называют асинхронным ?
   
2. 
   Почему при увеличении нагрузки на валу асинхронного двигателя увеличивается ток, потребляемый из сети ?
   
3. 
   Начертить зависимость вращающего момента двигателя от скольжения, показать её рабочую и нерабочую части.
   
4. 
   Механическая характеристика асинхронного двигателя, показать на графике режимы холостого хода, короткого замыкания и нагрузки.
   
5. 
   Дайте сравнительную оценку пуска асинхронного двигателя (АД) в автотрансформаторном и реакторном режимах.
   
6. 
   В чем особенность регулирования частоты вращения асинхронного двигателя изменением числа пар полюсов ?
   
7. 
   В чем особенность регулирования частоты вращения асинхронного двигателя изменением частоты тока в статоре ?
   
8. 
   В чем особенность регулирования частоты вращения АД изменением подводимого напряжения ?
   
9. 
   В чем особенность регулирования частоты вращения АД изменением подводимого напряжения ?
   
10. 
    В чем особенность регулирования частоты вращения АД изменением активного сопротивления в цепи ротора.
    
11. 
    Какие виды потерь возможны в асинхронном двигателе ? Пояснить энергетическую диаграмму асинхронного двигателя.
    
12. 
    Начертить зависимость М = f (S) для двух значений сопротивления цепи ротора : R₁ и R₂ , причем R₁  R₂.
    
13. 
    Какие процессы происходят в асинхронном двигателе при увеличении его нагрузки на валу ? Почему при этом возрастает потребляемый двигателем ток ?
    
14. 
    Как изменится при увеличении нагрузки на валу двигателя частота вращения ротора, частота тока в роторе и значение тока, потребляемого двигателем из сети ? Приведите соответствующие пояснения.
    
15. 
    Объяснить, почему с увеличением нагрузки на валу асинхронного двигателя вплоть до номинальной коэффициент мощности растет, при дальнейшем же увеличении нагрузки он снижается ? Приведите графики данной рабочей характеристики АД ?
    
16. 
    Можно ли опытным путем определить величину механических потерь в асинхронном двигателе ? Если да, то дайте обоснование.
    
17. 
    Почему характеристика короткого замыкания асинхронного двигателя I_к = f (U_к) имеет линейный вид. Начертите график и дайте пояснения.
    
18. 
    С какой целью по окончанию проведения опытов холостого хода и короткого замыкания АД сразу же замеряют величину активного сопротивления фазы обмотки статора ?
    
19. 
    В чем сущность эффекта вытеснения тока и почему он возникает при пуске двигателя и почти исчезает при его работе ? Почему бутылочная форма паза ротора способствует лучшему проявлению эффекта вытеснения тока ?
    
20. 
    С какой целью роторы асинхронных машин выполняют глубокопазными или с двумя короткозамкнутыми клетками ?
    
21. 
    Какая особенность понижающего автотрансформатора дополняет преимущества автотрансформаторного пуска асинхронных двигателей ?
    
22. 
    Назовите и поясните свойства получения кругового вращающегося магнитного поля в однофазном асинхронном двигателе.
    
23. 
    Дайте сравнительную оценку ФСЭ, применяемых в однофазных асинхронных двигателях.
    
24. 
    Какую роль в конденсаторном двигателе играет пусковой конденсатор, если известно, что благодаря конденсатору С_раб однофазный асинхронный двигатель работает с вращающейся МДС ?
    

---

Смотрите также файлы

• 12 Рапира.docx

• Занятие 3 Задание 1 Привлечения ребёнка к труду, точки зрения моего, является это.rtf

• Промежуточная аттестация по мдк 02. 02 Социальная работа Вопрос 1.docx

• Практическая работа 1 Оценка риска информационной безопасности корпоративной информационной системы на основе модели угроз и уязвимостей по курсу Безопасность информационных технологий и систем.docx

• Американский антрополог Лесли Уайт культуре выдвинул идею о цивилизации как смерти культуры.doc