Тема 1. Основные положения теории и практики расчета однофазных и трехфазных электрических цепей

МИНИCTEPCTBO ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

 

________________

(подпись)

«___»_________________201_ г.

Инженерные системы зданий и сооружений:

(Электроснабжение с основами электротехники)

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Направление подготовки 270800.62 Строительство

Профиль подготовки «Промышленное и гражданское строительство»,

«Городское строительство и хозяйство», «Теплогазоснабжение и вентиляция»

Квалификация выпускника бакалавр

Изучается в 4 семестре

 

 

СОГЛАСОВАНО:

РАЗРАБОТАНО:

Зав. выпускающей кафедрой «Строительство» ________________ Рожков П.В. " __" _____________ 20______ г.   Зав. Выпускающей кафедрой «Теплогазоснабжение и экспертиза недвижимости» ________________ Стоянов Н.И. " __" _____________ 20______ г.   Директор института строительства, транспорта и машиностроения ________________ Брацихин А.А. " __" _____________ 20______ г.   Рассмотрено УМК ИЭЭиН " __" _____________ 20_____ г. протокол ____________ Председатель УМК ________

Зав. кафедрой физики, электротехники и электроники ___________ Пигулев Р.В. " __" ____________ 20_____ г.   Доцент кафедры ФЭиЭ Данилов М.И., " __" ____________ 20_____ г. Доцент кафедры АЭСиЭ Романенко И.Г. " __" ____________ 20_____ г.

Ставрополь

МИНИCTEPCTBO ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение высшего профессионального образования

«СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Данилов М.И., Романенко И.Г.

 

ИНЖЕНЕРНЫЕ СИСТЕМЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ:

(ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ С ОСНОВАМИ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ)

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

КУРС ЛЕКЦИЙ

 

Направление подготовки 270800.62 Строительство

Профиль подготовки «Городское строительство и хозяйство»,

«Промышленное и гражданское строительство», «Теплогазоснабжение и вентиляция»

Квалификация выпускника бакалавр

 

 

Ставрополь

Печатается по решению

Учебно-методического совета

Северо-Кавказского федерального

университета

УДК

ББК

 

 

Рецензенты: к-т техн. наук Гринь А.И.

 

Данилов М.И., Романенко И.Г. Инженерные системы зданий и сооружений: (Электроснабжение с основами электротехники): учебное пособие. – Ставрополь: Изд-во СКФУ, 2014. – 207 с.

 

В настоящем учебном пособии приведены теоретические сведения, необходимые для подготовки к занятиям по дисциплине «Инженерные системы зданий и сооружений: (Электроснабжение с основами электротехники)». Учебное пособие составлено в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования и программой дисциплины «Инженерные системы зданий и сооружений: (Электроснабжение с основами электротехники)» и предназначено для студентов направления подготовки 270800.62 Строительство профилей «Городское строительство и хозяйство», «Промышленное и гражданское строительство», «Теплогазоснабжение и вентиляция».

 

 

© ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский

федеральный университет», 2014

 

Оглавление

Введение к курсу лекций. 6

РАЗДЕЛ 1. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА. 8

Тема 1. Основные положения теории и практики расчета однофазных и трехфазных электрических цепей. 8

Лекция 1. Электрические цепи постоянного тока. 8

1. Основные определения, топологические параметры и методы расчета электрических цепей. 8

2. Законы Ома и Кирхгофа. Баланс мощностей. 14

Лекция 2. Методы расчета электрических цепей постоянного тока. 21

1. Методы расчета линейных электрических цепей постоянного тока. 21

а) Метод узловых потенциалов. Метод двух узлов. 21

б) Метод контурных токов и эквивалентного генератора. 25

в) Метод наложения. 31

Лекция 3. Анализ линейных однофазных электрических цепей переменного тока 35

1. Основные характеристики синусоидальных сигналов. 35

2. Векторное и комплексное изображение синусоидальных сигналов. 37

3. Символический метод расчета цепей синусоидального тока. 43

Лекция 4. Анализ линейных трехфазных электрических цепей переменного тока 65

1. Основные схемы соединения трехфазных цепей. 65

2. Расчет режимов работы трехфазных цепей. 69

3. Мощность трехфазной цепи и способы ее измерения. 72

Тема 2. Устройство, принцип работы электрических машин и электрооборудования 74

Лекция 5. Трансформаторы. . 74

1. Устройство и принцип действия трансформатора. 74

2. Электрические соотношения в идеальном трансформаторе. 75

3. Режимы работы трансформатора и КПД. 76

Лекция 6. Вращающиеся электрические машины. . 85

1. Асинхронные машины: устройство и принцип действия, механические и рабочие характеристики, способы пуска и регулирование частоты вращения. 85

2. Машины постоянного тока: устройство и принцип действия, режимы работы, пуск и регулирование частоты вращения двигателя, коммутация и способы ее улучшения. 96

3. Синхронные машины: устройство и принцип действия, характеристики синхронного генератора, включение синхронных генераторов на параллельную работу с сетью, синхронные двигатели и компенсаторы. 109

Тема 3. Типовые схемы электроснабжения и современное оборудование строительных объектов. 119

Лекция 7. Типовые схемы электроснабжения и современное оборудование строительных объектов. 119

1. Электрооборудование и средства механизации, применяемые на строительных объектах. 119

2. Расчет полной мощности стройплощадки. Выбор источника электроснабжения. 124

3. Разработка системы электроснабжения. Типовые схемы систем электроснабжения строительной площадки. 128

Тема 4. Основные направления и перспективы развития систем электроснабжения зданий, сооружений, населенных мест и городов, методы их проектирования, элементы, эксплуатация и реконструкция. 131

Лекция 8. Типовые схемы систем электроснабжения зданий и сооружений. 131

1. Потребители электрической энергии зданий и сооружений. Расчет электрических нагрузок зданий и сооружений. 131

2. Типовые схемы, используемые при электроснабжении зданий и сооружений. 135

Лекция 9. Типовые схемы систем электроснабжения населенных мест и городов. Основы электробезопасности. 154

1. Типовые схемы систем электроснабжения населенных мест (микрорайонов городов) и городов. 154

2. Основы электробезопасности. 174

РАЗДЕЛ 2. ЭЛЕКТРОНИКА. 187

Тема 5. Основы электроники и электроизмерений. 187

Лекция 10. Основы электроники и электроизмерений. 187

1. Элементная база современных электронных устройств. 187

2. Электрические измерения. 198

Список литературы. . 206

Заключение по курсу лекций. 207

 

 

Введение к курсу лекций

При обучении студента бакалавра по направлению 270800.62 Строительство особое внимание стоит уделить такой цисциплине как «Инженерные системы зданий и сооружений: (Электроснабжение с основами электротехники)». Ее актуальность обоснована необходимостью подготовки квалифицированных кадров для строительной отрасли, т.к. в ходе ее изучения студент получает теоретические знания и практические навыки, необходимые для проектирования систем электроснабжения строительных площадок и зданий, эксплуатации соответствующего оборудованя и техники безопасности при работе с электрическим оборудованием.

Целью дисциплины «Инженерные системы зданий и сооружений: (Электроснабжение с основами электротехники)» является формирование набора профессиональных компетенций ПК-9, ПК-10, ПК- 11, ПК-17, ПК-19, ПК-20, ПК-21, ПК-22 будущего бакалавра по направлению 270800.62 Строительство. Дисциплина относится к профессиональному циклу Б3.Б.6 ООП ВПО.

Задачи учебной дисциплины

– изучить основные положения теории и практики расчета однофазных и трехфазных электрических сетей, электротехническую символику и терминологию;

– получить практические навыки расчета электрических, используемых в профессиональной практике;

– научиться пользоваться достижениями современной электротехнической науки в своей профессиональной деятельности.

Дисциплина базируется на знаниях, полученных студентами при изучении «Физики», «Математики», «Информатики» и является фундаментальной для изучения таких дисциплин, как «Безопасность жизнедеятельности», «Городские инженерные сети», «Обследование и реконструкция зданий, сооружений и инженерных систем», «Реконструкция зданий, сооружений и инженерных систем».

Курс лекций содержит теоретический материал, необходимый для освоения дисциплины. В нем представлены как фундаментальные законы, на которых базируются большинство расчетов, так и электрические схемы, реализуемые в реальных современных зданиях и сооружениях. Также представлено подробное описание электрических машин, используемых на строительных площадках и системах электроснабжения зданий.

В результате самостоятельной работы при подготовке к лекциям по данному учебному пособию у студента формируются указанные выше компетенции, приобретаются знания основных положений теории и практики расчета однофазных и трехфазных электрических цепей, а также знания устройства и принципа работы электрических машин и электрооборудования, типовых схем строительных объектов, основ безопасности и электроизмерений.

РАЗДЕЛ 1. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА.

План лекции.

1. Основные определения, топологические параметры и методы расчета электрических цепей.

2. Законы Ома и Кирхгофа. Баланс мощностей.

1. Основные определения, топологические параметры и методы расчета электрических цепей.

Электрической цепью называют совокупность соединенных друг с другом источников электрической энергии и нагрузок, по которым может протекать электрический ток. Электромагнитные процессы в электрической цепи можно описать с помощью понятий «ток», «напряжение», «ЭДС», «сопротивление» («проводимость»), «индуктивность», «емкость».

Постоянным током называют ток, неизменный во времени. Постоянный ток представляет собой направленное упорядоченное движение частиц, несущих электрические заряды.

Источники электрической энергии преобразуют химическую, механическую и другие виды энергии в электрическую. Источник электрической энергии характеризуется значением и направлением ЭДС, а также значением внутреннего сопротивления.

Постоянный ток принято обозначать буквой I, ЭДС источника – Е, сопротивление – R, проводимость – g. В Международной системе единиц (СИ) единица тока – ампер (А), единица ЭДС – вольт (В), единица сопротивления – ом (Ом), единица проводимости – сименс (См).

Электрической схемой называют изображение электрической цепи с помощью условных знаков.

Зависимость тока, протекающего по сопротивлению, от напряжения на этом сопротивлении называют вольт-амперной характеристикой (ВАХ).

Сопротивления, ВАХ которых являются прямыми линиями, называют линейными, электрические цепи только с линейными сопротивлениями — линейными электрическими цепями.

Нелинейными электрическими цепями называют электрические цепи, содержащие хотя бы один элемент с нелинейной ВАХ.

Источники ЭДС и тока.Условные обозначения на схемах идеального источника ЭДС (источника напряжения) и идеального источника тока показаны на рисунке 1.1.

а)	б)

Рисунок 1.1 – Условные обозначения идеальных источников: а) ЭДС; б) тока

 

Идеальным источником ЭДС или источником напряжения называется источник постоянного или переменного напряжения, имеющий внутреннее сопротивление . Напряжение на его зажимах не изменяется при подключении к нему любого сопротивления нагрузки. При сопротивлении нагрузки , подключенной к зажимам идеального источника ЭДС, в нагрузку потечет бесконечно большой ток.

Идеальный источник тока – это такой источник постоянного или переменного тока, который имеет бесконечно большое внутреннее сопротивление. При любом сопротивлении нагрузки , подключенной к источнику тока, ток в нагрузке не зависит от ее сопротивления.

Любой реальный источник энергии имеет внутреннее сопротивление конечной величины. Поэтому реальный источник может быть изображен в виде схемы идеального источника ЭДС и последовательно включенного (рисунок 1.2 а) или схемы идеального источника тока и параллельно включенного сопротивления (рисунок 1.2 б). Схемы на рисунке 1.2 эквивалентны.

а) б)

Рисунок 1.2 – Условные графические обозначения реальных источников, имеющих внутреннее сопротивление

Реальные источники допустимо считать идеальными, если их характеристики отличаются от идеальных не более чем на 10%. Реальный источник (рисунок 1.2 а) является практически идеальным источником напряжения в тех случаях, когда сопротивление нагрузки превышает внутреннее сопротивление на порядок. Аналогично, источником тока, близким к идеальному, является реальный источник, схема замещения которого соответствует показанной на рисунке 1.2 б, и сопротивление нагрузки на порядок меньше внутреннего сопротивления . Таким образом, при источник является практически идеальным источником тока, а при − идеальным источником напряжения.

Внешней или нагрузочной характеристикой источника называют зависимость напряжения на зажимах источника от его тока (рисунок 1.3). Внешняя характеристика реального источника может быть приближенно представлена прямой линией, проведенной через точки ( , ) и ( , ).

Рисунок 1.3 – Внешние характеристики источников электрической энергии:

1 – идеальный источник ЭДС (напряжения) ; 2 – идеальный источник тока ; 3 – реальный источник энергии с внутренним сопротивлением

Топология электрических цепей. Электрические цепи подразделяют на неразветвленные и разветвленные. На рисунке 1.4 а представлена схема простейшей неразветвленной цепи. Во всех элементах ее течет один и тот же ток . Простейшая разветвленная цепь изображена на рисунке 1.4 б; в ней имеются три ветви и два узла. В каждой ветви течет свой ток. Ветвь можно определить как участок цепи, образованный последовательно соединенными элементами (через которые течет одинаковый ток) и заключенный между двумя узлами. В свою очередь, узел – это точка цепи, в которой сходятся не менее трех ветвей.

а) б)

Рисунок 1.4

Перейти от электрической цепи рисунок 1.4 б к рисунку 1.4 а можно используя эквивалентные преобразования.

Эквивалентные преобразования в электрических цепях используют для упрощения схемы и проводимых расчетов. В разветвленных электрических цепях можно выделить последовательное, параллельное соединение сопротивлений, а также соединение звездой и треугольником.

Последовательное соединение сопротивлений представлено на рисунке 1.5.

Рисунок 1.5 – Последовательное соединение сопротивлений

Сопротивление на участке цепи между точками a и b

. (1.1)

Напряжение на участке ab

.

Ток одинаков во всех элементах цепи.

Параллельное соединение сопротивлений показано на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6 – Параллельное соединение сопротивлений

Проводимость на участке цепи между точками a и b

. (1.2)

Напряжение одинаково во всех элементах цепи.

Ток в неразветвленной части электрической цепи равен сумме токов ветвей

.

Пример. При параллельном соединении двух сопротивлений и между точками a и b общее сопротивление

. (1.3)

Не всегда можно упростить разветвленную электрическую цепь до требуемого уровня, используя преобразования для последовательного и параллельного соединения сопротивлений.

В таком случае необходимо использовать взаимные преобразования соединения сопротивлений звезда в соединение сопротивлений треугольник (рисунок 1.7).

Рисунок 1.7 – Соединение сопротивлений , и звездой; соединение сопротивлений , и треугольником

При взаимном преобразовании треугольника сопротивлений в звезду имеем:

, , . (1.4)

При взаимном преобразовании звезды сопротивлений в треугольник имеем:

, , . (1.5)

Примечание. При вычислении входного (эквивалентного) сопротивления необходимо помнить, что источники энергии заменяются внутренними сопротивлениями. Внутреннее сопротивление идеального источника ЭДС равно нулю. Внутреннее сопротивление идеального источника тока равно бесконечности.

При расчете электрической цепи, как правило, необходимо определять токи в ветвях, если все параметры элементов электрической цепи и ее топология известна. Рассмотрим законы Ома и Кирхгофа, являющиеся базовыми для всех методов расчета электрических цепей.

Выводы по лекции

К основным элементам топологии электрической цепи относят: ветвь, узел, контур, источник тока, источник ЭДС, электрическое сопротивление. Для определения тока на участке цепи применяют закон Ома. Для расчета токов в ветвях электрической схемы применяют 1 и 2 законы Кирхгофа. Для проверки правильности решения составляют баланс мощностей и строят потенциальную диаграмму.

Вопросы для самопроверки

1. Сформулируйте понятия «электрическая цепь», «электрическая схема», «узел», «ветвь», «источник ЭДС» и «источник тока».

2. Что понимают под ВАХ? Нарисуйте ВАХ реального источника, источника ЭДС, источника тока, линейного резистора.

3. Как выбирают положительные направления для токов ветвей и как связаны с ними положительные направления напряжений на сопротивлениях?

4. Как определяется общее сопротивление при последовательном и параллельном соединении сопротивлений?

6. Сформулируйте закон Ома для участка цепи с ЭДС, первый и второй законы Кирхгофа. Запишите в буквенном виде, сколько уравнений следует составлять по первому и по второму закону Кирхгофа.

7. Чем следует руководствоваться при выборе контуров, для которых следует составлять уравнения по второму закону Кирхгофа. Почему ни в один из этих контуров не должен входить источник тока?

8. Поясните этапы построения потенциальной диаграммы.

План лекции.

1. Методы расчета линейных электрических цепей постоянного тока.

а) Метод узловых потенциалов. Метод двух узлов.

б) Метод контурных токов и эквивалентного генератора.

в) Метод наложения.

Выводы по лекции

Для расчета токов ветвях электрицеской цепи кроме законов Кирхгофа можно применять метод узловых потенциалов, метод контурных токов, метод наложения, метод эквивалентного генератора. Число уравнений для метода узловых потенциалов такое же как по первому закону Кирхгофа, если схема содержит всего два узла можно применять метод двух узлов. Число уравнений для метода контурных токов такое же как по второму закону Кирхгофа. Метод наложения целесообразно использовать, когда в электрической цепи содержится не более трех источников электрической энергии. Если необходимо рассчитать ток в одной ветви можно использовать метод эквивалентного генератора.

Вопросы для самопроверки

1. Сформулировать основные принципы метода узловых потенциалов.

2. Каковы особенности применения метода узловых потенциалов для схем, содержащих только идеальный источник ЭДС в любой из ветвей?

3. Как найти токи в ветвях по методу двух узлов?

4. Охарактеризуйте основные этапы метода контурных токов.

5. Каковы особенности применения метода контурных токов для схем, содержащих источник тока?

6. В чем преимущества и недостатки метода наложения?

7. Изложите суть метода эквивалентного генератора?

План лекции.

1. Основные характеристики синусоидальных сигналов.

2. Векторное и комплексное изображение синусоидальных сигналов.

3. Символический метод расчета цепей синусоидального тока.

Рисунок 3.21 – Векторная диаграмма напряжений при последовательном резонансе

Резонансного режима можно достичь, изменяя частоту приложенного к цепи напряжения или параметры цепи: индуктивность катушки и емкость конденсатора. Величины угловой частоты , индуктивности L_o и емкости C_o, в резонансном режиме:

Если напряжение U на зажимах цепи и активное сопротивление R цепи не изменяются, то ток при резонансе имеет наибольшее значение, равное и не зависящее от величин реактивных сопротивлений. Напряжения на емкостном и индуктивном элементах могут во много раз превысить напряжение питания, если , где – характеристическое (волновое) сопротивление колебательного контура. Отношение определяет кратность превышения напряжения на зажимах индуктивного и емкостного элементов над напряжением питания и называется добротностью контура.

Практическое значение имеют зависимости действующих или амплитудных значений токов и напряжений от частоты для цепей, в которых возможен резонанс. Эти зависимости называются резонансными кривыми (рисунок 3.22).

Рисунок 3.22 – Резонансные кривые

Для оценки избирательных свойств электрической цепи введено понятие ширины резонансной кривой или полосы пропускания контура, которую определяют как разность верхней ω _В и нижней ω _Н частот, между которыми . Чем выше добротность Q, тем уже полоса пропускания контура (рисунок 3.23).

Рисунок 3.23 – Зависимость полосы пропускания контура от его добротности

Цепи переменного тока с взаимной индуктивностью.

Если две катушки изготовлены таким образом, что магнитный поток одной пересекает витки другой, то между катушками имеется взаимная индуктивность М. При согласном включении катушек магнитный поток, вызванный током одной катушки, совпадает по направлению с магнитным потоком, вызванным током другой катушки (М > 0). Соединение катушек, при котором магнитные потоки направлены в противоположные стороны, является встречным (М < 0).

На схемах замещения электрических цепей точками обозначены одноименные выводы (начала катушек) При согласном включении катушек токи направлены одинаково относительно одноименных выводов (рисунок 3.24 а). Если токи направлены по-разному относительно одноименных выводов (рисунок 3.24 б), то катушки включены встречно.

а) б)

Рисунок 3.24 – Схема замещения электрической цепи

Напряжения на индуктивных элементах при наличии индуктивной связи определяется при согласном включении как

, ,

при встречном включении , .

В режиме синусоидального тока комплексные значения напряжения на индуктивных элементах при согласном включении определяются:

, ;

при встречном включении

, .

Степень индуктивной связи двух элементов цепи характеризуется коэффициентом связи . При k = 1 ( ) имеем совершенную связь обмоток – весь поток, создаваемый одной обмоткой, пересекает сечение витков второй катушки, и рассеяние магнитного потока отсутствует. К этому режиму можно приблизиться, помещая обе катушки на общем сердечнике, материал которого имеет высокую магнитную проницаемость, или располагая их витки бесконечно близко друг другу. Практически всегда k < 1. Примером цепи с магнитной связью является трансформатор. Трансформатор используется для преобразования токов и напряжений, развязки и согласования отдельных участков цепи. Он состоит из двух или нескольких индуктивно связанных обмоток или катушек.

Выводы по лекции

Синусоидально изменяющаяся функция характеризуется амплитудой, начальной фазой, циклической частотой. Для анализа синусоидальных цепей используют символический метод расчета. Для проверки результатов расчета составляют баланс активных и реактивных мощносте, строят векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений. В цепях синусоидального тока, содержащих катушку индуктивности и конденсатор, может возникать режим резонанса. Если в цепи содержится две и более катушки индуктивности, между ними может возникнуть индуктивная связь.

 

Вопросы для самопроверки

1. Что понимают под действующим значением тока (напряжения)?

2. Поясните процесс прохождения синусоидального тока через индуктивную катушку и конденсатор.

3. Изложите основы символического метода расчета.

4. Дайте определение векторной и топографической диаграммам.

5. Как определить напряжение между двумя точками схемы по топографической диаграмме?

6. Выразите комплексную мощность S через комплексы напряжения и тока. Физически интерпретируйте P, Q, S.

7. Дайте определение режиму резонанса токов (напряжений).

8. Как в расчете учитывают наличие магнитной связи?

План лекции.

1. Основные схемы соединения трехфазных цепей.

2. Расчет режимов работы трехфазных цепей.

3. Мощность трехфазной цепи и способы ее измерения.

Выводы по лекции

Электрическая энергия производится и передается преимущественно по трехфазным цепям. В трехфазной цепи может использоваться четвертый провод, называемый нулевым. Обмотки генератора, как и трехфазная нагрузка, могут соединятся звездой или треугольником. Для анализа трехфазных цепей используются такие же методы расчета, что и для однофазных.

 

Вопросы для самопроверки

1. Дайте определение трехфазной симметричной системы ЭДС. Какими достоинствами объясняется их широкое распространение в энергетике?

2. Что понимают под линейным и нулевым проводами, линейными и фазовыми напряжениями и токами?

3. Каковы функции нулевого провода в системе звезда – звезда при несимметричной нагрузке?

5. При каких способах соединения генератора с нагрузкой линейный ток равняется фазовому?

6. При каких способах соединения генератора с нагрузкой линейное напряжение равняется фазовому?

7. Что понимают под активной и полной мощностями трехфазной системы?

8. Почему при симметричной нагрузке расчет можно вести на одну фазу?

Лекция 5. Трансформаторы

План лекции.

1. Устройство и принцип действия трансформатора.

2. Электрические соотношения в идеальном трансформаторе.

3. Режимы работы трансформатора и КПД.

Выводы по лекции

Для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты используют трансформатор. Параметры схемы замещения трансформатора, а также потери мощности в нем можно определить из опытов холостого хода и короткого замыкания. В идеальном трансформаторе КПД равен 100%. Снижение КПД реальных трансформаторов обусловлено наличием потерь в стали и в меди.

 

Вопросы для самопроверки

1. Дайте определение трансформатора.

2. Какие типы трансформаторов вы знаете?

3. Поясните принцип действия трансформатора.

4. Что такое идеализированный трансформатор?

5. Что такое коэффициент трансформации трансформатора?

6. Может ли трансформатор работать от постоянного напряжения? Поясните ответ.

7. Какие режимы работы трансформатора вы знаете?

8. Какие параметры трансформатора определяются из режимов холостого хода и короткого замыкания?

9. Какие потери мощности в трансформаторах вы знаете? Как их можно определить опытным путем?

10. Что такое коэффициент загрузки трансформатора?

11. Как определить КПД трансформатора?

 

План лекции.

1. Асинхронные машины: устройство и принцип действия, механические и рабочие характеристики, способы пуска и регулирование частоты вращения.

2. Машины постоянного тока: устройство и принцип действия, режимы работы, пуск и регулирование частоты вращения двигателя, коммутация и способы ее улучшения.

3. Синхронные машины: устройство и принцип действия, характеристики синхронного генератора, включение синхронных генераторов на параллельную работу с сетью, синхронные двигатели и компенсаторы.

Выводы по лекции

К основным типам вращающихся машин относят асинхронные, синхронные и машины постоянного тока. Любая машина обратима, т.е. может работать как в режиме двигателя, так и в режиме генератора. Наиболее распространенными являются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. В случае необходимости необходимости частых пусков, плавного регулирования скорости вращения в широком диапазоне, используют двигатели постоянного тока. Синхронные компенсаторы, представляющие собой синхронные двигатели, работающие на холостом ходу, применяют для компенсации коэффициента мощности сети и поддержания нормального уровня напряжения.

Вопросы для самопроверки

1 Поясните устройство асинхронной машины.

2 Поясните принцип действия асинхронного двигателя.

3 Что такое скольжение?

4 Назовите и изобразите графики известных вам характеристик асинхронного двигателя.

5. Какие способы пуска асинхронного двигателя вы знаете?

6 Какие существуют способы регулирования частоты вращения асихнонных двигателей? Кратко охарктеризуйте каждый из них.

7 Перечислите основные элементы конструкции машины постоянного тока.

8 Поясните принцип действия машины постоянного тока?

9 Какие режимы работы машины постоянного тока вы знаете?

10 Как классифицируются генераторы постоянного тока по способу возбуждения?

11 Какие способы используют для пуска двигателя постоянного тока?

12 Перечислите способы регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока. Поясните кратко каждый из них.

13. Назовите и изобразите графики известных вам характеристик двигателя постоянного тока.

14 Что называют коммутацией в машинах постоянного тока? Как ее улучшить?

15 Поясните устройство и принцип действия синхронной машины.

16 Назовите и изобразите графики известных вам характеристик синхронного генератора.

17 Перечислите требования для включения генератора на параллельную работу с сетью.

18 В чем заключаются преимущества и недостатки использования синхронного двигателя по сравнению с асинхронным?

План лекции.

1 Электрооборудование и средства механизации, применяемые на строительных объектах.

2 Расчет полной мощности стройплощадки. Выбор источника электроснабжения.

3 Разработка системы электроснабжения. Типовые схемы систем электроснабжения строительной площадки.

Выводы по лекции

К основным типам технологических установок, применяемых на строительных площатках, относятся: производственные машины и механизмы, термические и электрохимические установки, ручной электрифицированный инструмент, установки электроосвещения, устройства контроля и диагностики, электрофильтры, установки электродуговой обработки металлов. Определить полную мощность стройплощадки можно различными методами: методом коэффициента спроса и коэффициента максимума, коэффициента спроса и установленной мощности и др. Для электроснбажения электрооборудования стройплощадки используют радиально-магистральные схемы.

Вопросы для самопроверки

1 Что означает термин «электрическое оборудование»?

2 В каких установках электрическая энергия преобразуется одновременно в световую и тепловую энергию?

3 Для чего используются установки прогрева бетона и грунта?

4 Назовите электрооборудование, используемые на строительных площадках.

5 Каким образом мощность трёхфазного оборудования, работающего в повторно-кратковременном режиме, приводится к длительному режиму?

6 Как однофазную нагрузку привести к условной трёхфазной мощности?

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: