Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Г Л А В А П Е Р В А Я ВВЕДЕНИЕ В ЭЛЕКТРОМЕХАНИКУ
Содержание
- 1. Г Л А В А П Е Р В А Я ВВЕДЕНИЕ В ЭЛЕКТРОМЕХАНИКУ
- 2. Электромеханические преобразователи (ЭМП) – это устройства, осуществляющие
- 3. Все ЭМП можно разбить на три класса: -
- 4. Все разновидности индуктивных ЭМ по роду питания
- 5. В синхронных ЭМ (СМ) частота вращения ротора
- 6. Коллекторные ЭМ переменного тока отличаются от АМ
- 7. По режиму работы ЭМ делятся на генераторы
- 8. Одна и та же ЭМ может работать
- 9. 1.2. Основные конструктивные исполнения ЭМ Независимо от рода
- 10. Рис.1.1Рис.1.1
- 11. Рис.1.2
- 12. В явнополюсных машинах, т.е. с явновыраженными полюсами
- 13. АМ – это чаще всего ЭМ с
- 14. Слайд 14
- 15. На рис.1.4 в разобранном виде показана АМ.
- 16. Рис.1.4
- 17. Сердечник статора закрепляется в корпусе, а сердечник
- 18. Обмотка статора обычно выполняется трехфазной, присоединяется к
- 19. Другая разновидность обмотки ротора – обмотка в
- 20. Рис.1.5
- 21. Такая АМ называется АМ с короткозамкнутым ротором.
- 22. В СМ в роторе замыкается постоянный поток,
- 23. Якорь МПТ вращается в неподвижном поле, поэтому
- 24. На рис.1.6 изображен полюс машины. Сердечники
- 25. Слайд 25
- 26. Число главных полюсов всегда четное, причем северные
- 27. Для улучшения условий токосъема с коллектора в
- 28. Ярмо в машинах обычно изготавливается из стали.
- 29. Сердечник якоря набирается их штампованных дисков толщиной
- 30. Слайд 30
- 31. В пазы на внешней поверхности якоря укладываются
- 32. Для отвода тока от вращающего коллектора и
- 33. По форме исполнения в соответствии с ГОСТом
- 34. В конструктивном исполнении ЭМ различают также по
- 35. В ЭМ с принудительной охлаждением вентиляция осуществляется
- 36. В настоящее время широко применяется внутреннее (непосредственное)
- 37. 1.3. Законы электромеханики Первый закон Электромеханическое преобразование энергии
- 38. При этом высокие КПД имеются в ЭМ
- 39. ЭМ (как ЭМП) можно представить как шестиполюсник
- 40. Слайд 40
- 41. Основные допущения: При анализе процессов преобразования энергии в
- 42. В большинстве исследований тепловой контур рассматривается как
- 43. Слайд 43
- 44. Второй закон Все ЭМ обратимы, т.е. они могут
- 45. В индуктивных ЭМ обмотки статора и ротора
- 46. Чтобы получить вращающееся магнитное поле при наличии
- 47. Для создания магнитного поля в ЭМ переменного
- 48. В ЭМ имеет место режим преобразования электрической
- 49. Третий законЭлектромеханическое преобразование энергии осуществляется полями, неподвижными
- 50. Рэм – электромагнитная мощность, т.е. мощность магнитного
- 51. Обмотки ЭМ выполняются таким образом, что при
- 52. В МПТ обмотка возбуждения (ОВ) расположена на
- 53. В АМ имеется понятие скольжения s
- 54. Скачать презентанцию
Электромеханические преобразователи (ЭМП) – это устройства, осуществляющие преобразование механической энергии в электрическую и обратно электрической энергии в механическую. Частным случаем электромеханического преобразователя являются электрические машины (ЭМ). (Историю развития ЭМ –самостоятельно)
Слайды и текст этой презентации
Слайд 2 Электромеханические преобразователи (ЭМП) – это устройства, осуществляющие преобразование механической энергии
в электрическую и обратно электрической энергии в механическую.
Частным случаем
электромеханического преобразователя являются электрические машины (ЭМ).(Историю развития ЭМ –самостоятельно)
Слайд 3 Все ЭМП можно разбить на три класса:
- индуктивные ЭПМ (рабочим
полем является магнитное поле)
- емкостные ЭМП (преобразование электрической энергии в
механическую и обратно осуществляется электрическим полем)- индуктивно-емкостные ЭМП (электромеханическое преобразование осуществляется электрическим и магнитным полями).
Большая часть современных, промышленно изготовляемых ЭМ относятся к индуктивным ЭМП.
Слайд 4 Все разновидности индуктивных ЭМ по роду питания можно разделить на
ЭМ переменного тока и
ЭМ постоянного тока.
В свою очередь машины
переменного тока делятся на синхронные и асинхронные, коллекторные машины переменного тока и трансформаторы.
Слайд 5 В синхронных ЭМ (СМ) частота вращения ротора и магнитного поля
равны друг другу.
В асинхронных ЭМ (АМ) частота вращения ротора не
равна частоте вращения магнитного поля.
Слайд 6 Коллекторные ЭМ переменного тока отличаются от АМ и СМ тем,
что имеют коллектор (механический преобразователь частоты и числа фаз), соединенной
с обмоткой статора или ротора.Трансформаторы – электромагнитные преобразователи энергии (в них происходит преобразование электрической энергии одного вида в другой).
Слайд 7 По режиму работы ЭМ делятся на генераторы и двигатели.
В генераторах
механическая энергия, подводимая к валу машины, преобразуется в электрическую энергию.
В
двигателях электрическая энергия преобразуется в механическую.
Слайд 8 Одна и та же ЭМ может работать как двигателем, так
и генератором. Однако у генераторов и двигателей обычно имеются конструктивные
отличия и на заводском щите машины указывается режим работы.СМ могут работать в режиме потребления или отдачи в сеть реактивной мощности. Такие машины называются синхронными компенсаторами.
Слайд 91.2. Основные конструктивные исполнения ЭМ
Независимо от рода питания ЭМ можно
разделить на неявнополюсные (рис.1.1) и явнополюсные (рис.1.2). В неявнополюсных машинах,
т.е. с неявновыраженными полюсами воздушный зазор равномерный. Обмотка возбуждения (ОВ) распределена по различным пазам.
Слайд 12 В явнополюсных машинах, т.е. с явновыраженными полюсами и сосредоточенной ОВ,
имеются четко выраженные продольные (d - d) и поперечные (q
– q) оси c различными воздушными зазорами и соответственно сопротивлениями). Сосредоточенная катушечная ОВ может располагаться и на статоре и на роторе.
Слайд 13 АМ – это чаще всего ЭМ с неявновыраженными полюсами. СМ
могут иметь явновыраженную магнитную систему на роторе. Машины постоянного тока
(МПТ) имеют магнитную систему с явновыраженными полюсами на статоре (рис. 1.3).
Слайд 15 На рис.1.4 в разобранном виде показана АМ. Неподвижная часть машины
переменного тока называется статором, а подвижная – ротором. Сердечники статора
и ротора АМ собираются из листов электротехнической стали, которые до сборки покрываются с обеих сторон изоляционным лаком.
Слайд 17 Сердечник статора закрепляется в корпусе, а сердечник ротора – на
валу. Вал ротора вращается в подшипниках, которые помещаются в подшипниковых
щитах, прикрепляемых к корпусу статора.На внутренней цилиндрической поверхности статора и на внешней цилиндрической же поверхности ротора имеются пазы, в которых размещаются проводники обмоток статора и ротора.
Слайд 18 Обмотка статора обычно выполняется трехфазной, присоединяется к сети трехфазного тока
и называется поэтому также первичной. Обмотка ротора тоже может быть
выполнена трехфазной аналогично статора. Концы фаз такой обмотки ротора соединяются обычно в звезду, а начала с помощью контактных колец и щеток выводятся наружу. Такая АМ называется АМ с фазным ротором.
Слайд 19 Другая разновидность обмотки ротора – обмотка в виде беличьей клетки
(рис.1.5). При этом в каждом пазу находится медный или алюминиевый
стержень и концы всех стержней с обоих торцов ротора соединены с медными или алюминиевыми же кольцами, которые замыкают стержни накоротко.
Слайд 21 Такая АМ называется АМ с короткозамкнутым ротором.
Воздушный зазор между
статором и ротором в АМ выполняется минимально возможным по условиям
производства и надежности работы и тем больше, чем крупнее машины: от 0,4 мм до нескольких мм.
Слайд 22 В СМ в роторе замыкается постоянный поток, поэтому ротор турбогенератора
выполняется литым. А ОВ укладывается в пазы, профрезерованные в бочке
ротора.В МПТ литая или шихтованная станина является одновременно и магнитопроводом. К станине крепятся полюса с ОВ и добавочные полюса с обмотками (рис.1.3).
Слайд 23 Якорь МПТ вращается в неподвижном поле, поэтому сталь магнитопровода перемагничивается.
Для уменьшения потерь от вихревых токов магнитопровод якоря выполняется шихтованным.
Слайд 24 На рис.1.6 изображен полюс машины. Сердечники полюсов набираются из
листов, выштампованных из электротехнической стали толщиной 0,5 – 1 мм.
Сердечник полюса стягивается шпильками, концы которых расклепываются. Нижняя уширенная часть сердечника называется полюсным наконечником или башмаком. Расположенная на полюсе обмотка обычно разбивается на 2-4 катушки для лучшего ее охлаждения.
Слайд 26 Число главных полюсов всегда четное, причем северные и южные полюса
чередуются, что достигается соответствующим соединением катушек возбуждения отдельных полюсов. Катушки
всех полюсов соединяются обычно последовательно.Мощность, затрачиваемая на возбуждение, составляет около 0,5 – 3% от номинальной мощности машины. Первая цифра относится к МПТ в тысячи кВт, а вторая – к МПТ мощностью около 5 кВт.
Слайд 27 Для улучшения условий токосъема с коллектора в МПТ мощностью более
0,5 кВт между главными полюсами устанавливаются также дополнительные полюса, которые
меньше главных по размерам. Сердечники дополнительных полюсов обычно изготавливаются из конструкционной стали. Как главные, так и дополнительные полюса крепятся к ярму болтами.
Слайд 28 Ярмо в машинах обычно изготавливается из стали. В МПТ массивное
ярмо является одновременно также станиной, т.е. той частью, к которой
крепятся другие неподвижные части машины и с помощью которой машина обычно крепится к фундаменту или другому основанию.
Слайд 29 Сердечник якоря набирается их штампованных дисков толщиной 0,5 мм (рис.1.7а).
Диски насаживаются либо непосредственно на вал, либо набираются на якорную
втулку, которая надевается на вал.Сердечники якоря большого диаметра (более 100 см) составляются из штампованных сегментом (рис.1.7б) электротехнической стали.
Слайд 31 В пазы на внешней поверхности якоря укладываются катушки обмотки якоря.
Обмотка соединяется с коллектором.
Воздушный зазор между полюсами и якорем в
малых машинах менее 1 мм, а в крупных – до 1 см.Коллектор состоит из медных пластин толщиной 3-15 мм, изолированных друг от друга миканитовыми прокладками толщиной около 1 мм.
Слайд 32 Для отвода тока от вращающего коллектора и подвода к нему
тока применяется щеточный аппарат, который состоит из щеток, щеткодержателей, щеточных
пальцев, щеточной траверсы и токособирающих шин.
Слайд 33 По форме исполнения в соответствии с ГОСТом ЭМ делятся на
8 групп. В свою очередь 8 групп форм исполнения ЭМ
делятся на 49 видов, включающих форму исполнения (рассмотреть самостоятельно).
Слайд 34 В конструктивном исполнении ЭМ различают также по способу охлаждения.
В ЭМ
с естественным охлаждением циркуляция воздуха осуществляется за счет вентилирующего действия
вращающихся частей и конвекции.В ЭМ с самовентиляцией на валу имеется вентилятор.
Слайд 35 В ЭМ с принудительной охлаждением вентиляция осуществляется только внешней поверхности
ЭМ.
ЭМ с внутренней вентиляцией делятся на ЭМ с аксиальной, аксиально-радиальной
и радиальной вентиляцией. Для охлаждения ЭМ могут применяться воздух, водород, масло и вода.
Слайд 36 В настоящее время широко применяется внутреннее (непосредственное) охлаждение, когда охлаждающий
агент проходит по специальным каналам внутри проводников.
Слайд 371.3. Законы электромеханики
Первый закон
Электромеханическое преобразование энергии не может осуществляться
с КПД, равным 100 %.
В ЭМ энергия, преобразующаяся в тепло,
относится к потерям, и КПД есть отношение электрической мощности, отдаваемой в сеть, к механической (генераторный режим) или отношение полезной механической – к электрической мощности, забираемой от сети (двигательный режим).
Слайд 38 При этом высокие КПД имеются в ЭМ большой мощностью, в
ЭМ небольшой мощностью КПД может составлять всего несколько процентов.
Наиболее общим
математическим описанием процессов преобразования энергии в ЭМ являются дифференциальные уравнения, которые справедливы для переходных и установившихся режимов.
Слайд 39 ЭМ (как ЭМП) можно представить как шестиполюсник (рис.1.8): с двумя
электрическими выводами, характеризуемыми напряжением U и f , с двумя
механическими выводами, определяемыми моментом М и частотой вращения , а также тепловыми – характеризуемыми количеством теплоты Q и температурой t.
Слайд 41 Основные допущения:
При анализе процессов преобразования энергии в ЭМ считают внешние
сопротивления в электрической, механической и тепловой цепей равными нулю. При
этом электрическая сеть считается сетью бесконечной мощности и поэтому изменение режима работа ЭМ не влияет на изменение напряжения и частоты. Механическая мощность на валу обычно считают постоянной.
Слайд 42 В большинстве исследований тепловой контур рассматривается как имеющий бесконечный объем
с неизменной температурой. Поэтому ЭМ (как ЭМП) можно представить как
четырехполюсник с внутренним сопротивлением Zэм ( рис.1.9).Именно такая ЭМ в виде четырехполюсника рассматривается при решении задач электромеханики, когда процессы преобразования энергии внутри машины не имеют определяющего значения.
Слайд 44Второй закон
Все ЭМ обратимы, т.е. они могут работать как в
двигательном режиме, так и в генераторном.
Режим работы ЭМ зависит от
момента сопротивления на валу.Если электрическая энергия (ЭЭ) потребляется из сети, ЭМ работает в режиме двигателя. Если поток механической энергии, поступающий через вал, преобразуется в поток электрической энергии, устанавливается генераторный режим работы ЭМ.
Слайд 45 В индуктивных ЭМ обмотки статора и ротора связаны магнитным полем.
Чтобы осуществлялась связь вращающихся обмоток с неподвижными с помощью переменных
или постоянных токов, в воздушном зазоре ЭМ создается вращающееся магнитное поле.
Слайд 46 Чтобы получить вращающееся магнитное поле при наличии постоянного тока, необходимо
вращать обмотку, в которой протекает постоянный ток. При определенном расположении
обмоток в пространстве и при определенном сдвиге токов во времени относительно друг друга при неподвижных обмотках можно в зазоре машины получить вращающееся поле..
Слайд 47 Для создания магнитного поля в ЭМ переменного тока требуется реактивная
мощность. В обмотках ЭМ переменного тока протекают активные и реактивные
токи. Реактивные токи создают вращающееся магнитное поле, а активные составляющие токов определяют активную мощность ЭМ.
Слайд 48 В ЭМ имеет место режим преобразования электрической или механической энергии
в тепло. Это режим холостого хода (х.х.). Синхронные машины (СМ),
работающие параллельно в режиме х.х., называются синхронными компенсаторами.
Слайд 49Третий закон
Электромеханическое преобразование энергии осуществляется полями, неподвижными друг относительно друга.
Неподвижные
относительно друг друга поля ротора и статора в воздушном зазоре
создают результирующее поле и электромагнитный момент
Слайд 50 Рэм – электромагнитная мощность, т.е. мощность магнитного поля, сконцентрированная в
воздушном зазоре.
Поля, неподвижные относительно друг друга создают электромагнитный момент, а
поля, перемещающиеся в воздушном зазоре относительно друг друга, создают поток тепловой энергии, косвенно влияя на распределение потоков механической и электрической энергии
Слайд 51 Обмотки ЭМ выполняются таким образом, что при протекании по ним
токов в воздушном зазоре создается вращающееся магнитное поле.
В СМ вращающееся
поля создаются обмотками, расположенными на статоре и его роторе.
Слайд 52 В МПТ обмотка возбуждения (ОВ) расположена на статоре и поле
возбуждения неподвижно. В якоре создается вращающееся поле, частота вращения которого
равна частоте вращения магнитного поля.
