Билет №4. 1. Электромагнитный момент машины постоянного тока. Электромагнитная мощность.
согласно 1 з-ну Ньютона в применении к вращающемуся телу действующая на это тело движущая и тормозные вращающие м-ты уравновешивают др.др поэтому в генераторе при установившемся режиме работы эл-маг м-т Мэм=Мв-Мтр-Мс, где Мв - м-т на валу генератора развиваемый первичным двигателем, Мтр- м-т сил трения в подшипниках о воздух и на коллекторе ЭМ, Мс - тормозной м-т, вызываемый потерями на гистер.и вихревые токи в сердечнике якоря. Эти потери мощности появляются в рез-те вращения сердечника якоря в неподвижном магнитном поле полюсов. Возникающие при этом эл-маг силы оказывают на якорь тормозящее действие и в этом отношении проявляют себя подобно силам трения. В двигателе при устан.режиме работы Мэм=Мв+Мтр+Мс, где Мв - тормозной м-т на валу двигателя, развиваемый рабочей машиной. В генераторе Мэм является тормозным, а вдвигателе - вращающим м-ом, причем в обоих случаях Мв и Мэм противоположны по направлению. Развиваемая эл-маг м-ом Рэм- называется эл-маг мощностью и равна Рэм=Мэм2 пи n,( где 2 пи n представляет собой угловую скорость вращения). Если учесть, что линейная скорость на окружности якоря v=Pi*Da*n, тогда получим , что Рэм=2B*l*v*Ia, или Рэм=Еа*Ia. В обмотке якоря под действием ЭДС Еа и тока Ia развивается внутренняя эл мощность якоря Ра=Еа*Iа.получили, что внутренняя эл мощность якоря равна эл-маг мощности, развиваемой эл-маг м-ом, что отражает процесс преобразования мех.энергии в эл в генераторе и обратный процесс в двигателе. Для генератора имеем Ua*Ia=Ea*Ia-Ia^2*ra и для двигателя Ua*Ia=Ea*Ia+Ia^2*ra. Левые части этих выражений представляют собой эл мощности на зажимах якоря, первые члены правых частей- эл-маг мощность якоря и последние члены- эл потери мощности в якоре. Эти соотношения являются выражением з-на сохранения энергии и отражают процесс преобразования энергии в МПТ.
2. Законы электромеханики
1. Электромех-кое преобр. Энергии невозможно осуществить с ?=100%. Чтобы повысить КПД надо снизить тепловые потери. Чем больше по мощности электр. машина, тем выше КПД. Чтобы не было в процессе преобр. Тепловых потерь, в электр. маш. сущ. след. пункты: электр. обмотки необходимо изгот. из сверхпровод. материалов, не прим. Ферромагнитных сердечников(без стали), бороться с трением в мех. частях.
2. Все электр. машины обратимы. Они могут работать как в режиме двиг. Так и генер. В машинах переем. тока по обмоткам протек. Активн. И реактивн. Состав. Тока. Реактив ток опред. Вращ. Магнит. Поле. Активн. Ток опред. Активн. Мощность(преобраз. мощность). Активн. Мощ. В двиг и ген режимах изменяет своё направл. Поток тепловой энергии своего направл. Не меняет. Потери в электропреобр. Необратимы. Электромех. Преобразователь – концентратор энергии. Энерг. Конц. В воздушном зазоре между статором и ротором(в трансформ.-в магнитопроводе). Уд. Мощность возд. Зазора р=0.5Вт/мм3.
3. Электромех. Преобраз. Энергии осуществляется полями, неподвижными относит. Друг друга. Неподвиж. Поля статора и ротора создают рез. Магнит. Поле и магнит момент Мэм=Рэм/?0 , Р-эл. Мощ. ?-угл. Скор. Поля. Поля неподвиж относ друг друга создают электромагнитн. Момент, а поля, перемещ. В зазоре относит друг друга, создают поток тепловой энергии. Обмотки электр. маш выполн т.о. чтобы созд. Вращ. Круговое поле, которое содержит только одну гармонику. Такое поле синусоид.
Вращ поле созд: 1). Если имеется двухфазная система токов, сдвинутых друг относит друга на ?=90о, при усл. Что обмотки с этими токами в пространстве располож под углом 90. 2).Круговое поле может созд трехфазной сист токов с фазовым сдвигом 120о и при условии, что обмотки имеют пространственный сдвиг 120о. 3). Круг поле можно получить если обмотка питается пост. Током и при этом она вращ. С пост угловой скоростью.
Электр. и мех. явления в большинстве электр. машин настроены в резонанс. f1=p*n0, n0-частота вращ поля, р-число пар полюсов машин. n0=(60* f1)/p, n0 – об/мин