Электрические машины переменного тока

Асинхронные электрические машины. Наиболее широ­кое распространение получил трехфазный асинхронный двигатель, впервые сконструированный известным рус­ским электриком М.О. Доливо-Добровольским (1862— 1919).

   Отличаясь простотой конструкции и обслуживания, асинхронный двигатель, как и любая электрическая ма­шина переменного тока, состоит из двух основных частей: статора и ротора. Статором называется неподвижная часть машины, ротором — ее вращающаяся часть.

   Действие трехфазного асинхронного двигателя основано на использовании явления вращающегося магнитного поля, это поле создается при питании трех обмоток, оси которых сдвинуты одна относительно другой на угол 120°. Эти обмотки расположены на неподвижной части машины — статоре.

Их соединяют в звезду или треуголь­ник, подключая к сети трехфазного переменного тока.

   Вращающееся магнитное поле статора, пересекая проводники обмотки ротора, индуцирует в них эдс. Если обмотка ротора подключена к какому-либо со­противлению (в том числе и очень малому), то по ней под действием индуцируемой эдс протекает ток. В результате взаимодействия тока в обмотке ротора с вращающимся магнитным полем обмотки статора со­здается вращающий момент, под действием которого ротор начи­нает вращаться.

   Частота вращения ротора, равная частоте вращения маг­нитного поля, называется синхронной.

   Частота вращения ротора, не равная частоте враще­ния магнитного поля, называется асинхронной.

   Асинхронные электрические машины отличаются от синхронных тем, что рабочий процессов них может про­текать только при асинхронной частоте, т. е. при частоте вращения ротора, не равной частоте вращения магнитного поля.

   В зависимости от типа обмотки асинхронные двигатели могут быть с фазным или короткозамкнутым ротором. В настоящее время асинхронные двигатели выполняют преимущественно с короткозамкнутым ротором, используя фазную обмотку ротора лишь при больших мощностях и в специальных случаях.

   Синхронные электрические машины.   На статоре 2 синхронной машины расположена трех­фазная обмотка 1, на роторе 4 — электромагниты (полюса), питаемые постоянным током через контактные кольца 3 и щетки 6. Обмотка 5 электромагнитов, создающая магнитный поток возбуждения машины, называется обмоткой возбуждения. Статор синхронной машины ничем не от­личается от статора асинхронной машины. В связи с тем что ротор вращается с той же частотой, что и магнитное поле статора, рассматриваемая машина называется синхрон­ной. В такой машине результирующий магнитный поток создается благодаря совместному действию намагничи­вающих сил обмотки возбуждения и обмотки статора.

 В синхронной машине обмотка, в которой индуцирует­ся эдс, называется обмоткой якоря, а часть машины, на которой расположена обмотка возбуждения, носит на­звание индуктора. Следовательно, статор является якорем, а ротор — индукто­ром.

Так как для действия синхронной машины безразлич­но — вращается якорь или индуктор, в ряде случаев при­меняют синхронные машины с обращенной электромагнит­ной схемой. У них обмотка якоря, к которой подключается нагрузка, располагается на роторе, а обмотка возбужде­ния, питаемая постоянным током, — на статоре.

Синхронные генераторы вырабатывают электрическую энергию. Почти все генераторы переменного тока, уста­навливаемые на больших и малых электрических станциях, являются синхронными. Синхронные двигатели исполь­зуют главным образом для мощных электрических приво­дов, причем эти двигатели по своей конструкции не отлича­ются от синхронных генераторов.

Задания к тексту.

1.Прочитайте текст. Составьте к нему аннотацию.

2.Используя схему, опишите устройство синхронной машины.

3.Составьте двуязычный терминологический словарь данного текста, заполнив таблицу. Назовите приемы, используемые при переводе терминов.

4.Ответьте на вопросы к тексту.

На каком явлении основано действие трёхвазного асинхронного двигателя? Какая частота вращения ротора называется синхронной? Из каких частей состоит асинхронный двигатель? Подробно охарактеризуйте каждую часть.

5.Выпишите из текста определения понятий, используя модели: что является  чем, что называется чем, что это что, что носит название чего. Переведите их на казахский язык.

         Тема 5:   Назначение и устройство трансформатора

Текст №1

  Трансформатором называется электромагнитный аппа­рат, который преобразует переменный ток одного на­пряжения в переменный ток другого напряжения.

   Трансформаторы широко применяют в системах пере­дачи электрической энергии от электростанций к производ­ственным предприятиям, городам и селам. Они позволяют значительно повысить напряжение (до 500—800 кВ) источников переменного тока, установленных на электрических станциях. Благодаря этому уменьшаются потери энергии в проводах и обеспечивается значительное умень­шение площади сечения проводов линий электропередач. В местах потребления электроэнергии напряжение высо­ковольтных линий электропередач понижается при по­мощи трансформаторов до 380, 220 и 127 В. При этих напряжениях работают потребители электрической энер­гии, установленные на фабриках, заводах и в жилых до­мах.

   Таким образом, электрическая энергия при передаче ее от места производства к ме­сту потребления преобразуется несколько раз.

Трансформаторы, применяемые в системах передачи и рас­пределения электрической энер­гии, называют силовыми, Сило­вые трансформаторы бывают однофазными и трехфазными.

   Промышленностью выпускаются также специальные трансформаторы, которые подразделяются на следующие типы: многообмоточные, применяемые в различной аппа­ратуре, измерительные, служащие для включения электро­измерительных приборов, лабораторные, сварочные, для выпрямительных установок и другие.

   Простейший трансформатор состоит из сталь­ного магнитопровода (сердечника) 3 и двух расположен­ных на нем обмоток 1 и 2. Обмотки изготовлены из изоли­рованного провода и электрически не связаны между собой. На одну из обмоток 1 подается электрическая энергия от источника переменного тока или от электрической сети. Эта обмотка носит название первичной. Другая обмотка 2, к которой подключают потребители, называется вторичной.

В зависимости от конфигурации магнитной системы трансформаторы делятся на стержневые, броневые и торо­идальные.

   Магнитопровод стержневого трансформатора состоит из двух стержней; обмотки расположены так, что охватывают эти стержни. Магнитопровод броневого трансформатора  состоит из одного стержня. Броневой трансформатор характеризуется тем, что магнитопровод охватывает частично обмотки. Тороидальный трансформатор отличается тем, что обмотки наматываются на магнитопровод  равномерно по всей его окружности.

   Магнитопровод трансформатора состоит из изолированных листов электротехнической стали, причем ис­пользуется горячекатаная сталь с вы­соким содержанием кремния или хо­лоднокатаная.

   Первичную и вторичную обмотки располагают на стержнях магнитопровода трансформатора так, чтобы до­стичь при этом лучшей магнитной свя­зи. Для этой цели на каждом стержне магнитопровода располагают обе об­мотки концентрически одну поверх другой или обмотки выполняют в виде чередующихся дисковых секций. В первом случае обмотки называют концентрическими, во втором случае обмотки принято называть чередую­щимися, или дисковыми.

   В силовых трансформаторах при­меняют концентрические обмотки, причем обмотка низкого напряжения располагается ближе к стержню, а обмотка высокого напряжения — вок­руг нее.

   Обмотки некоторых трансформа­торов состоят из отдельных частей, которые наматываются на самостоя­тельные каркасы.

Задания к тексту.

1. Прочитайте текст. Выделите в нем данную и новую информацию.

2.Ответьте на вопросы к тексту.

Что называется трансформатором? Где и с какой целью применяют трансформаторы? Как называются трансформаторы, применяемые в системах передачи и распределения электрической энергии? Какие типы специальных трансформаторов вы знаете? Какая обмотка трансформатора называется первичной? Какая обмотка трансформатора называется вторичной? Из чего состоит магнитопровод трансформатора?

3.В данных предложениях прочитайте числительные, стоящие в скобках, в нужной форме, употребив подходящий по смыслу предлог. Переведите предложения на казахский язык.

  1)Трансформаторы позволяют повысить напряжение источников переменного тока… (500-800кВ). 2) В жилых домах, на фабриках и на заводах напряжение высоковольтных линий электропередач понижается при помощи трансформаторов… (380,220 и 127В). 3) Применение специального трансформатора с коэффициентом трансформации 1 ведет к повышению безопасности при работе в сетях напряжением… 1000В.

4. В данных предложениях вместо точек употребите союзы что или чтобы. Переведите предложения на казахский язык.

 1)Обмотки стержневого трансформатора расположены так,… охватывают стержни. 2) Первичную и вторичную обмотку в трансформаторах располагают так, … достичь лучшей магнитной связи.

3) Переносные  электрические приборы устроены так,… исключается возможность прикосновения к токоведущим частям.

5.Используя рисунок с изображением простейшего трансформатора, расскажите подробно о его строении.

Текст №2