Трехфазные электрические цепи синусоидального тока

Элементы трехфазных цепей. Получение трехфазной системы ЭДС. Способы изображения и соединения трехфазного источника питания и приемников энергии. Фазные и линейные напряжения. Режимы работы трехфазного приемника по схеме «Звезда». Назначение нейтрального провода. Векторные уравнения и диаграммы. Режимы работы трехфазного приемника по схеме «Треугольник». Векторные уравнения и диаграммы. Мощности трехфазной цепи.

Трансформаторы

Назначение, области применения, принцип работы и классификация трансформаторов. Электромагнитные процессы, режимы работы и характеристики силового трансформатора. Внешние характеристики трансформатора. Потери в трансформаторе и их опытное определение. КПД трансформатора. Трансформаторы в системе электроснабжения потребителей.

Электрические измерения и электроизмерительные приборы

Измерение тока, напряжения, мощности и энергии. Измерительные приборы; системы приборов; погрешности и классы точности. Способы расширения диапазона измерения измерительных приборов: шунты, добавочные сопротивления, измерительные трансформаторы, электрические измерения неэлектрических величин.

Трехфазные электрические машины переменного тока

Получение, свойства и использование вращающегося магнитного поля трехфазных электрических машин. Трехфазные асинхронные двигатели (АД). Устройство, принцип действия АД. Пуск, реверс и регулирование частоты вращения АД. Механические характеристики АД с короткозамкнутым и фазным ротором. Рабочие характеристики АД.

Синхронные машины (СМ). Назначение, устройство и режимы работы СМ. Работа синхронной машины в режиме генератора и его характеристики. Работа синхронной машины в режиме двигателя. Пуск синхронного двигателя. Влияние тока возбуждения на работу синхронного двигателя.

Электрические машины постоянного тока (МПТ)

Назначение, устройство МПТ; режимы работы МПТ, ЭДС МПТ, уравнение электрического состояния цепи якоря; классификация МПТ по способу возбуждения. Работа МПТ в режиме генератора, условия самовозбуждения генератора, характеристики. Работа МПТ в режиме двигателя. Пуск, реверс и регулирование частоты вращения двигателей. Механические характеристики двигателей постоянного тока.

Электроснабжение

Система электроснабжения и ее элементы, оборудование подстанций и линий электропередач, схемы электроснабжения промышленных предприятий, расчетная мощность системы электроснабжения предприятия, выбор проводов.

Электропривод

Общие сведения об электроприводах. Режимы работы электродвигателей по продолжительности включения. Выбор мощности двигателей. Типовые схемы управления работой электродвигателей.

Основы электроники

Элементная база современных электронных устройств. Условные обозначения, принцип действия, характеристики и назначения полупроводниковых диодов, транзисторов, тиристоров. Источники вторичного электропитания. Полупроводниковые выпрямители: электрические схемы и принцип работы выпрямителя. Электрические фильтры. Усилители электрических сигналов. Общие сведения о микроэлектронике.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ

Задачи по общей электротехнике весьма разнообразны и не представляется возможным предложить единую методику их решения. Ниже приводятся лишь общие рекомендации:

1. Уяснить содержание задачи, изобразить электрическую схему, выписать заданные и искомые величины.

2. Разметить схему, т.е. обозначить все ее узлы, показать заданные и принятые направления ЭДС, напряжений и токов. Индексы токов в ветвях рекомендуется выбирать такими же, как индексы у элементов данной ветви.

3. Обязательно сопровождать решение задачи пояснительным текстом, т.е. указывать законы, на основании которых составлены уравнения, смысл преобразований в схемах и формулах, последовательность действий, комментировать полученные результаты.

4. Во избежание ошибок при числовых расчетах все значения величин подставлять в формулы в основных единицах СИ (В, А, Ом, Ф, Гн, и т. д.), для чего все производные единицы следует перевести в основные, например:

1 кВ=10³ В, 1мкФ=10^-6 Ф, 1 мГн = 10^-3 Гн и т.д.

5. Проанализировать в процессе решения задачи полученные результаты: КПД меньше единицы, сопротивление положительно, возможность подобных режимов, правильность единицы полученных физических величин и др.

Требования к оформлению контрольной работы

1. Расчетно-графическую работу выполняют в отдельной тетради. На обложке должны быть указаны факультет и номер группы, фамилия, инициалы и шифр студента. Номер варианта контрольных задач определяется по последней цифре учебного шифра студента. Например, если учебный шифр 12167, то студент выполняет вариант 7.

На каждой странице оставляют поля шириной не менее 3 см.

2. Текст, формулы и числовые выкладки вписывают четко и аккуратно, без помарок.

3. Электрические схемы вычерчивают с помощью чертежных инструментов с соблюдением госстандартов (можно пользоваться графическими изображениями элементов схем, которые применены в приведенных далее задачах).

4. Буквенные обозначения и единицы физических величин должны соответствовать госстандарту:

Сопротивление электрическое активное                                       R, Ом (ом).

Сопротивление электрическое реактивное                                   Х, Ом (ом).

Сопротивление электрическое полное                                           Z, Ом (ом).

Емкость                                                                                          С, Ф (фарад).

Индуктивность                                                                         L, Гн (генри).

Электродвижущая сила (ЭДС)                                                      Е, В (вольт).

Напряжение                                                                                    U, В (вольт).

Ток                                                                                                 I, А (ампер).

Мощность активная                                                                        Р, Вт (ватт).

Мощность реактивная                               Q, вар (вольт-ампер реактивный).

Мощность полная                                                           S, В А (вольт-ампер).

Магнитный поток                                                                        Ф, Вб (вебер).

Частота                                                                                             f, Гц (герц).

Угловая частота                                                 w, рад/с (радиан на секунду).

5. При числовых расчетах придерживаются определенного порядка: искомую величину выражают формулой, затем подставляют известные значения величин, записывают результат расчета (числовое значение искомой величины) и единицы измерения.

Промежуточные расчеты, если они сравнительно невелики, можно опускать. Расчеты рекомендуется выполнять до трех или четырех значащих цифр.

6. Графики вычерчивают аккуратно, с помощью чертежных инструментов, желательно на миллиметровой бумаге. Оси координат вычерчивают сплошными линиями со стрелками на конце, масштабы шкал по осям выбирают равномерными, начиная с нуля, используя всю площадь графика. Цифры шкал наносят слева от оси ординат и под осью абсцисс. Буквенное обозначение шкалы и единицу измерения пишут над числами шкалы ординат и под осью абсцисс справа, вместо последнего числа шкалы.

7. Векторные диаграммы строят в масштабе, который указывается таким образом: m_U=…В/мм, m_I=… А/ мм.

8. В конце контрольной работы ставят дату ее выполнения и подпись.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ

1. Электрическая цепь, ее элементы и режимы работы.

2. Неразветвленная электрическая цепь с активным, индуктивным и емкостным сопротивлениями. Фазовые соотношения между I и U.

3. Резонанс напряжений, условия его возникновения, признаки, применение.

4. Резонанс токов, условие его возникновения, признак, применение.

5. Соединение фаз трехфазной цепи по схеме «звезда». Назначение нейтрального провода.

6. Соединение фаз трехфазной цепи по схеме «треугольник».

7. Назначение, устройство, принцип действия трансформатора.

8. Режим работы трансформаторов.

9. Внешние характеристики трансформаторов.

10. Потери в трансформаторе, их опытное определение. КПД трансформатора.

11. Получение вращающегося магнитного поля, его свойства и применение.

12. Устройство, принцип действия асинхронного двигателя.

13. Механические характеристики асинхронного двигателя.

14. Способы пуска асинхронных двигателей.

15. Регулирование частоты вращения и реверсирование асинхронных двигателей.

16. Устройство синхронных машин.

17. Работа синхронной машины в режиме генератора.

18. Работа синхронной машины в режиме двигателя.

19. Способы пуска синхронного двигателя.

20. Устройство машины постоянного тока.

21. Работа машины постоянного тока в режиме генератора.

22. Генератор постоянного тока с независимым возбуждением.

23. Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением, его характеристики. Необходимые условия для самовозбуждения.

24. Работа машины постоянного тока в режиме двигателя.

25. Пуск двигателей постоянного тока.

26. Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока.

27. Механические характеристики двигателей постоянного тока.

28. Система электроснабжения и ее элементы.

29. Режимы работы электродвигателей по продолжительности включения.

30. Выбор мощности электродвигателя для разных режимов работы.

31. Электронно-дырочный переход и его свойства. Полупроводниковые диоды.

32. Однофазные выпрямители

33. Трехфазные выпрямители.

34. Тиристоры.

35. Биполярные транзисторы.

36. Усилители электрических сигналов.

37. Усилитель на биполярном транзисторе.