Egzamin z Maszyn Elektrycznych - Opracowanie

1. Usytuowanie maszyn elektrycznych w procesach przemiany energii.

Energia przetwarzana jest z postaci mechanicznej w energie elektryczna .Służą do tego celu przetworniki zwane generatorami elektrycznymi. Do przesłania tej energii na duże odległości i rozdzielenia jej służą transformatory. Około 60% energii elektrycznej jest ponownie przetworzona w energie mechaniczna za pomocą silników. Wszystkie przetworniki energii wspólnie nazywamy maszynami elektrycznymi. Największe nich to generatory o mocach 500-1200 MW silniki zaś maja moce od 20-30 MW. Większość silników i generatorów wykonuje ruch dookoła własnej osi nieruchomej inne zaś ruch postępowy. Do wytworzenia sil mechanicznych i elektromotorycznych wykorzystuje się pole magnetyczne.

Maszyny prądu stałego( silniki i prądnice)

Maszyny prądu przemiennego(asynchroniczne i synchroniczne)

Silniki pierścieniowe i klatkowe

Prądnice tachometryczne i generatory.

Mech>elektr (prądnice i generatory)

Elektr>mech(silniki)

Elektr>elektryczna ze zmiana napięcia i częstotliwości (przetwornice elektromaszynowe)

Maszyny specjalne(wzmacniacze, maszyny pomiarowe, prądnice tachometryczne)

2.Zjawiska fizyczne wykorzystywane w podstawowych przetwornikach elektromechanicznych

-prawo przepływu

-zjawisko indukcji elektromagnetycznej (SEM)

-zjawisko oddziaływania pola magnetycznego na przewód z prądem

Prawo indukcji Faradaya

Siła Lorenza

Sila Ampera

Siła elektrodynamiczna

3.Rola stopów żelaza w maszynach elektrycznych

Stopy żelaza stosowane są przede wszystkim do budowy obwodów magnetycznych. Celem tych obwodów jest stworzenie wymaganej drogi w przestrzenie dla strumienia magnetycznego o małym natężeniu pola H. Dla ograniczenia prądów wirowych, a więc strat energii przy polach zmiennych używa się blach o grubościach 0,3-0,7 mm. Noszą one nazwę blach elektrotechnicznych.

4.Objętościowa gęstość energii magnetycznej w różnych środowiskach fizycznych.

W przestrzeni, w której występuje pole magnetyczne zawarta jest energia o gęstości

W polu elektromagnetycznym energia przemieszcza się . Całkowitą energię oblicza się całkując po danej powierzchni. Energia może być przetworzona na inna teoretycznie bez strat. Większość energii zgromadzone jest w szczelinie powietrznej.

5.Wyrażenie na energię sumaryczną poszczególnych elementów skupionych.

Energia ma zawsze jakiś rozklad w przestrzeni i gęstość przestrzenanną.W polu magnetycznym i elektrycznym zawsze mozna ograniczyc obszar poza którym energia jest pomijalna. Energia związana z natężeniem pradu lub pradów które wzbudzily pole magnetyczne.

Zwojnica

Straty:

- mocy w jednym obwodzie

- tarcia

Moc źródła:

- elektrycznego

- mechanicznego w ruchu obrotowym (postępowym)

6. Koenergia w elementach skupionych i jej związek z energią.

Zależność między strumieniem a prądem przy obecności w pobliżu uzwojenia z prądem ferromagnetyka jest w ogóle nieliniowa.

Rzeczywista relacja jest jeszcze bardziej skomplikowana, gdyż ma niejednoznaczność w postaci histerezy. Ma to jednak drugorzędne znaczenie.

W warunkach technicznych znacznie łatwiej mierzy się i reguluje prąd I niż strumień Ψ, dlatego prąd chętniej wybiera się za niezależną. W konsekwencji używa się alternatywnej dla energii wielkości W` zwanej koenergią.

Dla jednego zwoju: W`=∫ Ψ(x,i)di

Z zależności Ψ(i) wynika, że W+W`= Ψi. Wraz ze zmianą x zmienia się też charakterystyka, a więc i wartość W oraz W`. Przy obliczaniu cząstkowej pochodnej względem x inne zmienne się nie zmieniają. Dla energii Ψ, a dla koenergii i.

W przetwornikach elektromechanicznych stosuje się zwykle więcej niż jedno uzwojenie. Sa one wzajemnie powiązane polem magnetycznym, mamy więc do czynienia z układem np. 3. Energia i koenergia zależą od wartości całego wszystkich strumieni częściowych i prądów. Przyjmuje się liniowość strumienia, i energia całego układu jest sumą energii dostarczonej ze źródeł: ∑W_L=∫i₁(Ψ₁`,0,0)dΨ<sub>1</sub>+∫i<sub>2</sub>(Ψ<sub>1</sub>, Ψ<sub>2</sub>`,0)dΨ₂+∫i₃(Ψ₁, Ψ_2, Ψ₃`)dΨ<sub>3</sub> (*wskaźnik ` oznacza zmienną bieżącą a bez niego ustaloną). Dla koenergii: ∫Ψ₁(i₁`,0,0)di<sub>1</sub>+∫Ψ<sub>2</sub>(i<sub>1</sub>, i<sub>2</sub>`,0)di₂+∫Ψ₃(i₁, i_2, i₃`)di<sub>3</sub>. po uwzględnieniu linowej zależności strumienia od prądów: W<sub>L</sub>=W<sub>L</sub>`=1/2 (Ψ₁i₁+ Ψ₂i₂+Ψ₃i₃). Używany jest też zapis macierzowy: W_L=1/2 |i|^t|L||i|.

7. Podstawowe równania równowagi w układach elektromechanicznych.

Jeżeli do ilościowego opisu przetwornika wybierzemy jako zmienne niezależne elektrycznie prąd konkretnych obwodów, a jako zmienną mechaniczną kąt obrotu φ to równania równowagi: dla dowolnych układów elektromechanicznych o stałej strukturze napięć:

. Równań jest tyle ile jest obwodów niezależnych.

Równanie momentów: d/dt(Jω)=T_z+T_e-DΩ, Moment elektromagnetyczny może być uzyskany formułą: T_e=dW'_L/dφ przy i=const

8.Rola obwodów elektrycznych, magnetycznych i izolacji w przetwornikach energii.

Celem obwodów elektrycznych jest stworzenie wymaganej, niskoprądowej drogi dla prądu elektrycznego. Celem obwodów magnetycznych jest stworzenie wymaganej drogi w przestrzeni dla strumienia magnetycznego o małym natężeniu pola H. Celem izolacji obwodów elektrycznych jest wyznaczenie pożądanych dróg przepływu prądu elektrycznego.

Aby ograniczyć drogę prądu używamy materiałów izolacyjnych. Są to materiały organiczne polimery oraz mineralne jak szklo i ceramika. Są gorszymi przewodnikami ciepla co utrudnia oddawanie strat przewodów. Uszkodzenie izolacji doprowadza do zwarcia Dla ograniczenia prądów wirowych stosuje sie blachy elektrotechniczne o grubości 0,3-0,7 mm. Maja powiększoną rezystywność i powierzchnie pokryte warstwa izolacji

9.Rola obudów, wałów i łożysk w maszynach elektrycznych

Łożyska maszyn o ruchu obrotowym to zwykle łożyska toczne. Bardzo duże maszyny i bardzo małe budowane są z łożyskami ślizgowymi. Zwykle łożyska umieszczone są w tarczach łożyskowych mocowanych do obudowy stojana. W ten sposób pozycjonowany jest wirnik względem stojana. Duże maszyny mają osobne kozły łożyskowe. Centralną częścią wirnika jest wał, wykonany za stali konstrukcyjnej. Musi on być odpowiednio sztywny, aby siła magnetyczna nie doprowadziła do kontaktu wirnika ze stojanem. Typowa odległość zwana szczeliną powietrzną wynosi ok 0,3 do 20mm. Kontakt z obwodami na wirniku realizowany jest poprzez pierścienie metalowe osadzone na wale. Po nich ślizgają się klocki metalowo-grafitowe zwane szczotkami.

10.Podstawowe składniki konstrukcji transformatora i ich wzajemne usytuowanie

Zasadniczymi częściami składowymi transformatora są rdzeń i uzwojenia. Rdzeń transformatora składa się ze słupków (kolumn), na których nawinięte są uzwojenia oraz części łączące te słupy, zwane jarzmami. Rdzeń i uzwojenia transformatorów olejowych są zanurzone w kadzi wypełnionej olejem, który ma dobre własności izolacyjne, a jednocześnie, ze względu na znacznie większą od powietrza przewodność cieplną, dobrze odprowadza ciepło z uzwojeń i rdzenia.

11.Obwodowy schemat zastępczy transformatora jednofazowego

12.Bieg jałowy i zwarcie-parametry decydujące o prądzie i mocy.

Bieg jalowy-brak obciążenia po stronie wtornej (zaciski rozwarte) wtedy parametrem jest reaktancja Xμ.

prąd strony wtórnej I₂ = 0

prąd strony pierwotnej I₀ = 2-5% I_1N (prądu znamionowego strony pierwotnej), a więc jest mały, co pozwala zaniedbać napięcia na elementach R₁ i X₁, tj.

Zmienny strumień magnetyczny Φ wywołuje w rdzeniu straty mocy

Prąd I_Fe jest w fazie z U₁₀, a prąd I_μ wytwarzający strumień Φ jest prądem indukcyjnym (I_μ i Φ są w fazie).

*Prąd stanu jałowego
, przy czym składowa czynna jest znacznie mniejsza od składowej biernej.

Stan zwarcia- podczas zasilania jednego z uzwojeń, drugie jest zwarte. długotrwałe próby w stanie zwarcia są możliwe tylko przy odpowiednio niskim napięciu; charakterystyczną jego wartością jest tzw. napięcie zwarcia, tj. takie napięcie po stronie zasilania, aby popłynęły prądy znamionowe. Jest ono równe

lub

Wynosi ono zwykle 3-15%.

Próba zwarcia ma na celu wyznaczenie napięcia zwarcia i strat w miedzi uzwojeń transformatora; z pomiarów zwarcia (pomiarowego) można obliczyć R_T, X_T, Z_T.

Gdyby napięcie zasilające było znamionowe, wówczas prądy w uzwojeniach osiągnęłyby wartość ok. 20-30 I_N i transformator z powodu przegrzania izolacji uległby zniszczeniu

13.Zmiennosc napięcia przy obciążeniu transformatora. Wpływ charakteru odbiornika.

Napięcia dodają się z uwzględnieniem znaku kąta. Zmiennośc napiecia jest to odniesiony do obwodu pierwotnego spadek napiecia wtornego przy przejsciu stanu jałowego do stanu obciążenia znamionowego przy danym
(jest to spadek napiecia przy obciążeniu znamionowym)
jeżeli odbiornik ma charakter pojemnościowy kąt ma wartość dodatnią i
ma wartość dodatnią, nap.
jest mniejsze od nap. pierwotnego. Przy obciążeniu pojemnościowym kąt
ma wartośc ujemną i
ma wartość ujemną wtedy
ma wartość większą od nap. pierwotnego
. Przy obciążeniu pojemnościowym ze znaczną wartością kąta
może nastąpić wzrost napięcia na uzwojeniach transformatora (nap. wtórne przy obciążeniu może mieć wartośc wiekszą od nap. wtórnego w stanie jałowym.

14.Warunki współpracy równoległej transformatorów skutki ich nieidealnego doboru

Praca równoległa transformatorów:

jest dopuszczalna tylko wtedy, gdy spełnione są następujące warunki:

• równość napięć wtórnych w stanie jałowym

• równość napięć zwarcia

• transformatory są równomiernie obciążone

• w stanie bez obciążenia, w uzwojeniach strony wtórnej nie płyną prądy

• odpowiednie prądy obciążenia poszczególnych transformatorów są ze sobą w fazie

• dla transformatorów wielofazowych - jednakowe grupy połączeń

Do pracy równoległej nie można załączać dowolnych transformatorów. Powinno się je tak dobierać, by zapewniona była jak najkorzystniejsza współpraca pod względem ekonomicznym i możliwość pełnego wykorzystania ich mocy znamionowych.

Właściwy rozdział prądów zapewnia równość procentowych napiec zwarcia. Normy zezwalają na współpracę transformatorów, których przekładnie nie różnią się więcej niż 0,5%.Pojawienie się prądów po stronie wtórnej nieobciążonych transformatorów, oznacza przepływ prądów wyrównawczych i powstanie zbędnych strat mocy w uzwojeniach. Przy obciążeniu takich transformatorów nie będzie można wykorzystać mocy znamionowych wszystkich współpracujących transformatorów. Istnieje możliwość pojawienia się prądów wyrównawczych.

15.Budowa i charakterystyczne cechy autotransformatora

- posiada jedno uzwojenie z odczepami

- sprawność większa od transformatorów ponieważ straty w uzwojeniu są mniejsze z powodu mniejszej ilości miedzi

- znacznie mniejsze wymiary od dwuuzwojeniowego

- mogą być stosowane do płynnego podnoszenia napięcia, przy rozruchu silników do sprzęgania układów sieciowych o niezbyt różnych napięciach.

16. Budowa transformatora 3-fazowego i sprowadzenie do 1-fazy.

Można zestawić 3 tranf a ich uzwojenia połączyć w układ 3-fazowy (b duże moce). Zwykle buduje się na wspólnym rdzeniu. Łatwiej budować układ płaski 3-5 kolumnowy. Uzwojenia każdej ze stron są łączone w gwiazdę lub trójkąt. Wszystkie uzwojenia są sprzężone magnetycznie. Równanie napięciowe: d/dtΨ =U-Ri. Zakładamy linowość: Ψ=∑L_kji_kj , kj=1a,1b,1c,2a,2b,2c.

Dla przypadku symetrycznego układu napięć zasilających można transformator 3-fazowy sprowadzić do jednej fazy. Używając prądów i napięć fazowych możemy korzystać ze schematu jak dla 1 fazy. Należy pamiętać: Lμ jest 3/2 razu większa niż dla 1-fazy. Pomiar parametrów też należy ralizować prfzy 3-fazowym symetrycznym zasilaniu, za moc jednostki przyjmuje się max moc poszczególnych uzwojeń.

17. Możliwość wytwarzania pola magnetycznego ruchomego i cel.

Aby wytworzyć pole magnatyczne wirujące potrzebne jest uzwojenie wielofazowe

(najczęściej trójfazowe) odpowiednio rozmieszczone na obwodzie stojana maszyny. Każdej chwili suma strumieni poszczególnych faz uzwojenia daje wektor wypadkowy o stałej wartości wirujący wokół maszyny. Celem wytwarzania pola wirującego jest zmuszenie wirnika maszyny do ruchu.

18. Podstawowe schematy budowy maszyny synchronicznej 3-fazowej.

Maszyny synchroniczne buduje się jako 3-fazowe. Uzwojenie twornika jest w stojanie, a elektromagnesy w wirniku. Magnesy wytwarzają strumień magnetyczny przechodzący przez wirnik i stojan. Dzięki ukształtowaniu nabiegunników i ułożeniu uzwojenia magnesującego otrzymuje się sinusoidalny rozkład indukcji magnetycznej wzdłuż obwodu maszyny.

Jeżeli do uzwojenia twornika jest dołączona impedancja odbiornika to przez uzwojenie płynie prąd trójfazowy. Maszyna synchroniczna pracuje jako prądnica synchroniczna. Płynący przez uzwojenie 3-fazowy prąd wytwarza pole wirujące z prędkością n=60f/p, a więc taka sama prędkość z jaka wiruje strumień magnesów względem nieruchomych uzwojeń. Ze względu na budowę dzielą się na maszyny z biegunami:

-utajonymi: prędkość obrotowa n=3000, liczba par biegunów p=1, najczęściej są to generatory napędzane przez turbiny parowe. Wirnik wykonany jest w kształcie walca,

-wydatnymi: prędkość obrotowa n<1500, liczba par biegunów p>2, przy małej prędkości obrotowej dopuszczalne są duże średnice (bez obawy narażenia na rozerwanie), są to maszyny o dużych średnicach i małych długościach.

Konstrukcja stojanów musi zapewnić odpowiednią wytrzymałość i sztywność. Nie ma różnic budowy (od asynchronicznych) natomiast w turbogeneratorach wyraźne różnice w uzwojeniach; są zawsze 2-warstwowe, a cewki jednozwojne co jest wymuszone dużym strumieniem magnetycznym, pręty z jakich wykonane są cewki są dzielone na kilka składowych. Mają duży przekrój poprzeczny i są odizolowane od siebie i przeplatane.

19.Zastosowanie maszyn synchronicznych w przetwarzaniu energii.

Są to głównie generatory napędzane turbinami parowymi zwane turbogeneratorami. Napędzane turbinami wodnym hydrogeneratorami prędkości małe.

Budowane są tez silniki zwykle średniej lub dużej mocy o roznej prędkości. Prędkość maszyny synchronicznej jest stała ściśle związana z częstością napięcia zasilania. możliwość regulowania współczynnika mocy w silniku synchronicznym może służyć do kompensacji mocy biernej.

20. Sposób transformacji zmiennych dla jawnobiegunowej maszyny synchronicznej.

Osie magnetyczne wirnika z biegunami wydatnymi:

kierunek i zwrot osi d jest zgodny z kierunkiem i zwrotem strumienia magnetycznego wywołanego prądem wzbudzenia. Kierunek osi q obrócony jest o 90 stopni elektrycznych w kierunku przeciwnym do kierunku wirowania wirnika. Osie d i q są nieruchome względem wirnika wirują razem z min. Parametry maszyny po sprowadzeniu do osi d i q stają się stałe.

Moment: (transformacja Parka)

Zachodzi związek T T^t=1.

Nowe zmienne i wymuszenia:

21. Układ obwodów zastępczych maszyny synchronicznej sprowadzonych do wirnika.

22. Równania napięciowe dla maszyny synchronicznej i wyrażenie momentowe.

d/dtΨ_d = -R_si_d + φΨ_q + U_d

d/dtΨ_q = -R_si_q + φΨ_d + U_q

d/dtΨ_w = -R_wi_w + U_w

wyrażenie na moment: T_e = ½ i^t d/dφ M_f i;

23. Równania napięciowe dla maszyny synchronicznej i wyrażenie momentowe.

24. Wzajemny układ wirnika i uzwojeń dla silnika i generatora.

25. Wykres wskazowy dla generatora cylindrycznego i silnika jawnobiegunowego.

(narysowac wykresy s5.19, na dole)

26. Charakterystyka biegu jałowego i zwarcia generatora synchronicznego

27. Charakterystyki zewnętrzna i regulacji generatora synchronicznego.

Charakterystyka zewnętrzna - określa zmiany napięcia na zaciskach uzwojenia twornika w zależności od zmian wartości prądu obciążenia, przy zachowaniu stałej prędkości obrotowej, stałego współczynnika mocy oraz stałej wartości prądu wzbudzenia.

Charakterystyka regulacyjna - podaje jak należy regulować prąd wzbudzenia, aby przy zmianach prądu obciążenia utrzymać stałe napięcie (U=const) na zaciskach prądnicy, przy zachowaniu współczynnika mocy oraz stałej prędkości oborowej. Przy pracy wirnikowej wskazuje także prąd wzbudzenia silnika synchronicznego aby przy zmianach prądu obciążenia tak aby zachować współczynnik mocy i U=cosnt, f=cosnt, n=cosnt.

28. Parametry stosunkowe X maszyny synchronicznej i zakres zmienności.

Zmienne stosunkowe odnosi się do napięcia nominalnego, a prądy do prądu nominalnego.

U_d/U_n=-X_q/U_n I_n ; U_q/U_n= E/U_n + X_d/U_n I_n

U_dr = -X_qrI_qr ; U_qr = E_r+X_drI_dr ; napięcie względne: U_r=U/U_n ; prąd względny: I_r=i/I_n ; względna reaktancja stosunkowa: X_r=X/X_n

Jawnobiegunowa z klatką: X_dr 0,8:1,7 / X_qr 0,5:1,0

Turbogenerator: X_dr 1,5:2,3 / X_qr ~0,9X_dr

Zaletą jest to że przy różnej budowie parametry stosunkowe zmieniają się nieznacznie

29. Podstawowy schemat maszyny i indukcyjnej 3-fazowej.

Zasilanie jednej ze strony i wykorzystanie efektu indukowania się prądów w zamkniętym obwodzie drugiej strony, gdy porusza się względem pola.

Nieruchomy elektromagnes (zasilany prądem stałym) wytwarza siłę hamującą przewodzącą tarczę, gdy się ona obraca. Prądy w litym materiale tarczy zwane są prądami wirowymi.

Gdy elektromagnes będzie się obracał dookoła osi tarczy, wytwarzany moment przyciągnie tarczę. Jest to sprzęgło indukcyjne.

Maszyna indukcyjna to ruchowe pole magnetyczne wytworzone przez nieruchowe uzwojenie (stojan), które jest sprzężone ze zwartymi obwodami wirnika, ruchome pole można wytworzyć uzwojeniem rozmieszczonym co 120^o (dla p=1). Wirnik także jest 3-fazowo uzwajany (m.pierścieniowa) Lu b ze zwartą klatką (m.klatkowa)

30. Transformacja zmiennych S doprowadzająca do uroszczenia równań.

Uproszczenie postaci równań uzyskuje się transformując zmienne z zastosowaniem transformacji S

31. Sposób sprowadzania zmiennych wirnikowych do stojana i interpretacja.

Należy przeliczyć zmienne przez przekładnię.

Nowe zmienne wirnikowe i parametry.

Gdy nieistotny jest czasowy przebieg zmiennych wirnikowych to wygodnie jest wprowadzić nowe zmienne.

32. Schemat zastępczy obwodowy maszyny indukcyjnej w stanie ustalonym.

33. Wyrażenie określające moment elektromagnetyczny maszyny indukcyjnej.

34. Zależność mocy, prądu, sprawności od prędkości maszyny indukcyjnej.

Cos tu trzeba dorysować.

35. Możliwość wyliczenia parametrów maszyny indukcyjnej z danych.

Schemat do obliczeń danych (łatwiejsze obliczenie danych z biegu jałowego i zwarcia) identyfikacja metodą dopasowania charakterystyk prądowych lub momentowych nie wymaga uproszczeń charakterystyki. Potrzebne jest odpowiednie oprogramowanie i sprzęt komputerowy.

T_n=P_n30/n_n
, Tm=pmTn, ω=n_nΠ/30

36. wpływ parametrów zasilania na charakterystyki maszyny indukcyjnej.

U_s - zmiana T_m kwadratowa, a prad liniowo

f ₀ - zmiana omega liniowo, Sk odwrotnie

fazy - zmiana znaku

R_w - zmaiana s_k liniowo, zmniejszenie prądu

X_z - zmiana s_k odwrotnie, Tm odwrotnie

R_S - spadek T_m1, wzrost T_m2

U_W - przesunięcie charakterystyki na osi

37. Podstawowe schematy budowy maszyny komutatorowej

Pierwsze konstrukcje miały uzwojenie na powierzchni wirnika Siła F=B*i*l Sem E=B*v*l

Kierunek prądu w zwoju zależy od położenia wirnika

38. Budowa i efekt działania komutatora.

1- bieg jalowy 2-uzwojenie biegu jałowego 3- bieg komutacyjny 4-uzwojenie biegu komutacyjnego 5- uzwojenie twornika w żłobku 6- szczotka 7-twornik 8- komutator 9-jarzmo

Zastosowanie maszyny komutatorowej:

Generatory, silnika napięcia stałego, silniki napięcia przemiennego 1-fazowego, makrosilniki, silniki wykonawcze

Maszyny dużych mocy mają często uzwojenie kompensacyjne umiesczone w żłobkach, wykonywanych w nabiegunnikach biegunów głównych. Blacha ma kształt jak ten na rysunku poniżej

Z komutatorem współpracują szczotki, tworzy sie więc ruchomy zestyk miedź-szczotka, przez który przepływają różne prądy. Proces przewodzenia pradu przez taki zestyk jest nazywany procesem kolekcji, natomiast zjawiska towarzyszące zmianom prądów w cewkach połaczonych z działkami komutatora nazywamy komutacją. Komutacja jest ściśle związana z pracą zestyku szczotkowego. Związane z nią przebiegi elektromagnetyczne sprawiają, że zestyk szczotkowy często wykazuje tendencje do iskrzenia. Przy projektowaniu maszyny przewiduje sięróżne metody zapobiegania temu zjawisku.Zadaniem komutatora jest przełączanie kierunku przepływu prądu w uzwojeniach tak aby oddziaływanie z polem magnetycznym stojana wprawiło wirnik w ruch obrotowy.

Istotną dla właściwości maszyny jest sytuacja na środkowym rysunku gdy szczotka zwiera dwie działki komutatora. W jednym okresie komutacji konfiguracja obwodów nie ulega zmianie co daje podstawę do zastosowania funkcji energetycznej Lagrangea i równań Eulera w postaci jak dla układów holonomicznych.

Łaczne założenia dotyczące modelu takiej maszyny komutatorowej:

-budowa o dwóch osiach symetrii

-para średnicowych szczotek o szerokości podziałki komutatora

-geometria układu powtarza się po obrocie wirnika o kat jednej działki

-w zakresie kąta jednej działki konfiguracja obwodów jest stała

-dwa zwoje komutacyjne zastępuje się jednym o prądzie sumarycznym

-obwód magnetyczny jest liniowy

39. Układ podstawowych obwodów w zastępczych w maszynie komutatorowej.

40. Równania napięciowe maszyny komutatorowej.

41.Charakterystyki ruchowe silników komutatorowych obcowzbudnych.

Charakterystyka biegu jałowego prądnicy jest linia prosta ale w wyniku nasycenia i wystapienia sily elektromotorycznej remanentu Ear oraz zjawiska histerezy magnetycznej zakrzywi sie nieznacznie

42.Równania napięciowe i własności silników komutatorowych szeregowych.

Taki silnik charakteryzuje się dużą zależnościa prędkości obrotowej od obciążenia zmniejszenie obciążenia powoduje wzrost prędkości (teoretycznej do nieskończoności) i grozi to rozbieganiem silnika dlatego nie włącza się ich bez obciążenia, posiadają moment rozruchowy.

43.Budowa i własności silników komutatorowych uniwersalnych

Są to silniki prądu zmiennego. Rdzeń wykonany w formie pakietów z cienkich blaszek .Taki silnik moze byc zasilany pradem zmiennym i stalym .Tego typu silniki są stosowane w sprzecie gospodarstwa domowego oraz w elektornarzedziach. W silniku takim, zasilanym napięciem przemiennym, prąd zmienia się periodycznie, równocześnie w uzwojeniu twornika i uzwojeniu wzbudzenia, zatem kierunek działania momentu pozostaje nie zmieniony. Różnica konstrukcyjna między zwykłym silnikiem szeregowym prądu stałego a silnikiem uniwersalnym polega na tym, że zarówno wirnik, jak i obwód magnetyczny stojana są wykonane w całości z blach magnetycznych.

1. Usytuowanie maszyn elektrycznych w procesach przemiany energii.

2.Zjawiska fizyczne wykorzystywane w podstawowych przetwornikach elektromechanicznych

3.Rola stopów żelaza w maszynach elektrycznych

4.Objętościowa gęstość energii magnetycznej w różnych środowiskach fizycznych.

5.Wyrażenie na energię sumaryczną poszczególnych elementów skupionych.

6. Koenergia w elementach skupionych i jej związek z energią.

7. Podstawowe równania równowagi w układach elektromechanicznych.

8.Rola obwodów elektrycznych, magnetycznych i izolacji w przetwornikach energii.

9.Rola obudów, wałów i łożysk w maszynach elektrycznych

10.Podstawowe składniki konstrukcji transformatora i ich wzajemne usytuowanie

11.Obwodowy schemat zastępczy transformatora jednofazowego

12.Bieg jałowy i zwarcie-parametry decydujące o prądzie i mocy.

13.Zmiennosc napięcia przy obciążeniu transformatora. Wpływ charakteru odbiornika.

14.Warunki współpracy równoległej transformatorów skutki ich nieidealnego doboru

15.Budowa i charakterystyczne cechy autotransformatora

16. Budowa transformatora 3-fazowego i sprowadzenie do 1-fazy.

17. Możliwość wytwarzania pola magnetycznego ruchomego i cel.

18. Podstawowe schematy budowy maszyny synchronicznej 3-fazowej.

19.Zastosowanie maszyn synchronicznych w przetwarzaniu energii.

20. Sposób transformacji zmiennych dla jawnobiegunowej maszyny synchronicznej

21. Układ obwodów zastępczych maszyny synchronicznej sprowadzonych do wirnika.

22. Równania napięciowe dla maszyny synchronicznej i wyrażenie momentowe.

23. Równania napięciowe dla maszyny synchronicznej i wyrażenie momentowe

24. Wzajemny układ wirnika i uzwojeń dla silnika i generatora.

25. Wykres wskazowy dla generatora cylindrycznego i silnika jawnobiegunowego.

26. Charakterystyka biegu jałowego i zwarcia generatora synchronicznego

27. Charakterystyki zewnętrzna i regulacji generatora synchronicznego.

28. Parametry stosunkowe X maszyny synchronicznej i zakres zmienności.

29. Podstawowy schemat maszyny i indukcyjnej 3-fazowej.

30. Transformacja zmiennych S doprowadzająca do uroszczenia równań.

32. Schemat zastępczy obwodowy maszyny indukcyjnej w stanie ustalonym.

31. Sposób sprowadzania zmiennych wirnikowych do stojana i interpretacja.

33. Wyrażenie określające moment elektromagnetyczny maszyny indukcyjnej.

34. Zależność mocy, prądu, sprawności od prędkości maszyny indukcyjnej.

35. Możliwość wyliczenia parametrów maszyny indukcyjnej z danych.

36. wpływ parametrów zasilania na charakterystyki maszyny indukcyjnej.

37. Podstawowe schematy budowy maszyny komutatorowej

38. Budowa i efekt działania komutatora.

39. Układ podstawowych obwodów w zastępczych w maszynie komutatorowej.

40. Równania napięciowe maszyny komutatorowej.

41.Charakterystyki ruchowe silników komutatorowych obcowzbudnych.

42.Równania napięciowe i własności silników komutatorowych szeregowych.

43.Budowa i własności silników komutatorowych uniwersalnych

Maszyny elektryczne - Egzamin

Strona 18 z 18

---