1. Podstawowe prawa opisujące obwody rozgałęzione i nierozgałęzione prądu stałego. I prawo Kirchoffa: suma natężeń prądów In wpływających do węzła jest równa sumie natężeń prądów wypływających im z węzła. Wpływające do węzła dodatnie , wypływające z węzła ujemne. Węzeł punkt obwodu rozgałęzionego w którym schodzą się przynajmniej dwa przewodniki I1+I2...In=i1+i2+...im II prawo Kirchoffa: (prawo obwodów) dotyczy obwodów zamkniętych. W dowolnym zamkniętym obwodzie suma spadków napięci na opornikach jest równa sumie sił elektromotorycznych działających w tym obwodzie. Prawo Gaussa: całkowity strumień φ wektora indukcji elektrycznej D przez powierzchnię zamkniętą s o dowolnym kształcie jest wprost proporcjonalny do sumy algebraicznej swobodnych ładunków elektrycznych zawartych wewn. tej powierzchni i nie zależy od ładunków rozmieszczonych na zewn. niej φ=ΣQk. I - φ=∫Dds=Q ładunek wewn. Powierzchni II - φ=∫Edl=0 całkowity strumień φ natężenia pola E przez całkę liniową dl sumy natężeń pola po obwodzie długości jest=0
Prawo Biota-Savarta - określające wielkość, kierunek indukcji magnet. w dowolnym punkcie pola magnet. wytworzonego przez dowolny układ przewodników z prądem. Pozwala wyznaczyć pole magnet. wytworzone przez przewód o dowolnym kształcie w którym płynie prąd. Pole w środku pętli: r=const,l=2πr,H=1/2r, sinζ=1. Prawo Ampera - zależność wartości cyrkulacji wektora natężenia pola magn. H od wartości natężenia stałych prądów elektrycznych płynących przez powierzchnię objętych cyrkulacją. ΦHdl=ΣIk -suma natężeń prądów przepływających przez powierzchnie całkowitą. Krążenie wektora natężenia pola magn. Po dowolnej krzywej zamkniętej= algebraicznej sumie natężeń prądów przepływających przez pow. napięcia na tej krzywej. ΦHdl=I; Hdl=Hdl*cos0=Hdl; r=cons; H=const; ΦHdl=HΦdl=Hl; l=2πr B=μ*(I/2πr)=μH; μ=μ0*μr Prawo Faradaya - przyczyną powstawania prądu indukowanego w obwodzie jest zmiana strumienia magnetycznego przechodzącego przez ten obwód powstająca siła elektromotoryczna indukcji jest tym większa im większa jest szybkość zmian tego st rumienia;
|
|
2. Pole elektryczne i kondensatory, energia pola. 1. Kondensator- 2 metalowe elektrody przedzielone dielektrykiem. Gromadzi energię pola elektrycznego. Wielkość charakteryzująca kondensator to pojemność elektryczna C i napięcie znamionowe Un. Pojemność kondensatora - stosunek ładunku na elektrodzie do napięcia między elektrod. C=Q/U, kondensator płaski C=(ε*s)/d, kulisty C=(4πε)/(1/r1-1/r2),walcowy C=(2πεl)/(ln r2/r1). Przenikalność elektryczna względna εr to stosunek przenikalności ε do przenikalności w próżni ε0. Gęstość ładunku na powierzchni .elektrod jest jednakowa K=u/d; 1[K]=1v/m K- natężenie u-napięcie d-odległość między elektrodami. Wytrzymałość elektryczna materiału -krytyczna wartość pola która powoduje uszkodzenie izolatora. Połączenie szeregowe - odwrotność pojemności zastępczej =sumie odwrotności poszczególnych pojemności C=Q/U;1/Cz=Σ1/Cz- pojemność całkowita kondensatora maleje. Kondensatory łączy się tak gdy napięcie znamionowe kondensatora jest niższe od napięcia sieci. Połączenie równoległe -pojemność zastępcza kondensatora =sumie ich pojem Cz=ΣCk-pojemność rośnie. Kondensatory łączy się tak gdy potrzebna jest pojemność większa niż pojemność jednego kondensatora Ładowanie - na kondensatorze gromadzona jest energia. Przemieszczanie się ładunku elektrycznego do kondensatora, gromadzenie na okładzinach kondensatora U-uc=R*i; idt=Cduc;i=(Cduc)/dt; U-uc=RC(duc/dt); T=R*C; uc=U(1-e-t/T); i=(U/R)*e-t/T; uc=Ue-t/T i=(U/R)e-t/T. Ładunki +i- się kompensują. Rozładowanie kondensatora.-napięcie i prąd się zeruje Energia kondensatora -U=R*i+uc*idt⇒U*idt=R*i2dt+Cuc*(duc/dt);Ridt-energ.tracona na ciepło w procesie ładow. kondens; Cucduc/dt-energia pola elektr.gromadzona na kondens. Wc=cςucduc=1/2CU2; Wc=1/2CU2
12. Rezonans szeregowy i równoległy w obwodach RLC. Rezonans napięć i prądu: W gałęzi szeregowej RLC impedancja obwodu P wynosi Z=√R2+(wl-1/wc)2. Zjawisko przy którym napięcie na indukcyjności L i pojemności C mają jednakowe wartości czyli kompensują się wzajemnie- zjawisko to nazwano rezonansem napięć. Między pulsacją ω napięcia zasilającego, a parametrami gałęzi istnieje związek z którego wynika że ωL=1/ ωC ω=1/√LC= ω. Podczas rezonansu napięć napięcie na indukcyjności i pojemności mogą osiągać wartości wielokrotnie przekraczające wartość napięcia zasilającego jeśli ωL/R=1/ ωCR>>1 co stanowi niebezpieczeństwo uszkodzenia izolacji cewki lub kondensatora. Zjawisko rezonansu napięć ma praktyczne zastosowanie przy odbiornikach radioodbiornikach albo w elektronicznych generatorach sinusoidalnych.
|
|
3. Pole magnetyczne i jego podstawowe wielkości. Jedna z form występowania pola elektromagnetycznego działająca jedynie na poruszające się ciała obdarzone ładunkiem elektrycznym, na ciała mające moment magnet Źródłami pola magnet. są ciała namagnesowane przewodniki z prądem, poruszające się elektrycznie namagnesowane ciała. Pole magnet. powstaje także przy zmianie w czasie pola elektrycznego. Scharakteryzowane jest przez wektor indukcji magnetycznej B i natężenia pola H. W przypadku próżni B=μ0*H; μ0=4π*10-7[N/A2]; μ0-przenikalność magnetyczna w próżni. Indukcja magnet B-stosunek siły F2 do długości przewodu l w środowisku o przenikalności μ jest proporcjonalny do natężenia prądu I2 i do pewnej wielkości charakteryzującej pole magnet. wytworzone przez prąd I1 w miejscu umieszczenia przewodu 2. F2/l=(μI1/2πa)*I2. Zwrot wektora indukcji magnet. jest zgodny ze zwrotem obiegu linii pola. Wektor indukcji magnet. B w danym punkcie wyznacza się z działania jakie wywiera pole magnet. na zamknięty płaski obwód prądu o polu S i dostatecznie małych rozmiarach swobodnie obracających się w polu magnet. Siła działająca na ładunek w polu magnet. F=q0(V*B).Czym bliżej przewodu tym większa siła lecz im dalej tym pole słabsze.
6. Zjawisko indukcji magnetycznej. Reguła Lenza.
Reguła Lenza określająca kierunek prądu elektr. w obwodzie elektr., powstającego przez ® indukcję ; elektromagnetyczną: kierunek prądu indukowanego jest zawsze taki, że jego pole magnet. przeciwdziała przyczynie, która go wywołała; reguła Lenza wynika z prawa zachowania energii; sformułowana 1833 przez H.F.E. Lenza. Powstawanie siły elektromotorycznej (SEM) E w obwodzie elektr. obejmującym zmienny strumień magnet.; indukcja elektromagnetyczna jest wynikiem działania siły Lorentza na elektrony przewodnika znajdującego się w zmiennym polu magnet.; wartość SEM zależy od szybkości zmian strumienia magnet. Φ: E = -dΦ/dt; kierunek prądu indukcyjnego określa reguła Lenza; rozróżnia się indukcję elektryczną wzajemną, gdy zmienne pole magnet., powstałe wokół obwodu 1 z prądem elektr. o zmiennym natężeniu, indukuje SEM w sąsiednim obwodzie 2, oraz indukcję elektryczną własną. Indukcja elektromagnetyczna jest wykorzystywana m.in. w transformatorach, silnikach elektr. na prąd przemienny, prądnicach. Indukcję elektrodynamiczną odkrył 1831 M.Faraday; - na zjawisku indukcji elektromagnetycznej opiera się zasada działania prądnic i silników elektrycznych, przyrządów pomiarowych elektrycznych. Energia elektryczna zgodnie z zasadą zachowania energii równa jest pracy mechanicznej magnetycznego; |
|
5. Obwody magnetyczne i podstawowe prawa je opisujące. Pętla histerezy magnetycznej - pole powierzchni tej pętli jest proporcjonalne do szybkości przemagnesowania materiału. Obwód magnetyczny - zespół połączonych ze sobą części wykonanych z materiału ferromagnet. i ewentualnie niewielkich szczelin powietrznych, tworzący zamkniętą drogę (zw. magnetowodem), wzdłuż której występuje („płynie”) strumień indukcji magnet. Φ, zw. strumieniem magnetycznym, wytwarzany za pomocą włączonego w obwód magnetyczny magnesu trwałego lub cewki z prądem, obejmującej część obwodu magnetycznego. Rozróżnia się obwody magnetyczne proste lub rozgałęzione oraz o strumieniu stałym (np. w obwodach magnetycznych z magnesami trwałymi) lub zmiennym w czasie (np. w transformatorze). Między obwodem magnetycznym a obwodem elektrycznym istnieje analogia — do obwodów magnetycznych stosuje się prawo Ohma i 2 prawa Kirchhoffa,
Prawo Ohma - natężenie prądu stałego I jest proporcjonalne do całkowitej siły elektromotorycznej w obwodzie zamkniętym lub do różnicy potencjałów (napięcia elektrycznego) między końcami części obwodu nie zawierającej źródeł siły elektromotorycznej: R = U/I lub
I prawo przepływu:
II prawo przepływu:
Rodzaje obwodów magnetycznych: nierozgałęziony -
II prawo Kirhoffa dla obwodów magnetycznych:
|
|
|
|
7. Samoindukcja, indukcyjność własna, energia pola magnetycznego. Powstanie napięcia indukowanego, lub jak inaczej mówimy siły elektromotorycznej indukowanej w uzwojeniu przy jakiejkolwiek zmianie strumienia magnet. skojarzonego z tym uzwojeniem nazywamy zjawiskiem indukcji elektromagnetycznej. Wartość indukowanej siły elektromagnes. e jest równa prędkości zmian strumienia magnet. ΔΦ/Δt, czyli e= ΔΦ/Δt. Jeżeli w dowolnym obwodzie elektrycznym płynie prąd, to jest on źródłem pola i strumienia magnet. skojarzonego z tym obwodem. Przy zmieniającym się w czasie natężeniu prądu strumień magnet. wywołany przez ten prąd, skojarzony z obwodem, będzie się zmieniał , co spowoduje postanie siły elektromotorycznej . Siłę tę nazywamy siłą elektromotor. indukcji własnej, lub samoindukcji, proces powstania zjawiskiem samoindukcji. eL= -L·di/dt. SAMOINDUKCJA - polega na powstawaniu SEM w obwodzie(w cewie lub w obwodzie elekt.) który to zmienne pole magnet. wytworzył; siła elektromotoryczna samoindukcji E = -LdI/dt, gdzie L indukcyjność, dI/dt — szybkość zmian natężenia prądu elektrycznego. |
|
9. Prąd sinusoidalnie zmienny, podstawowe wielkości. Sinusoidalnie zmienna funkcja napięcia u=Umsin(ωt+φ)
Faz albo kat fazowy (ωt+φ ) to argument sinusoidalny opisujący dany przebieg. Um - amplituda funkcji lub największa wartości, która osiąga funkcja sinusoidalna Wielkości charakteryzujące - najkrótszy czas po którym dany przebieg się powtarza nazywa się okresem i oznacza się literą T - częstotliwość f jak liczba okresów przypadających na jedną sekundę jest ona odwrotnością okresu Prąd przemienny używany jest do zasilania odbiorników grzejnych
|
|
13. Prąd trójfazowy i jego wytwarzanie. Rozpatrywane dotychczas obwody prądu przemiennego sinusoidalnie można traktować jako jedno z faz układu trójfazowego. Prąd trójfazowy otrzymuje się z symetrycznego układu trójfazowego napięć źródłowych, który składa się z trzech źródeł napięcia sinusoidalnego o jednakowej częstotliwości i jednakowej wartości skutecznej przesuniętych wzg siebie w fazie o 1/3 okresu. Ze wzg na swoje zalety zarówno techniczne jak i ekonomiczne prąd powszechnie stosowany jest w elektroenergetyce. Prąd trójfazowy wytwarza się podobnie jak prąd jedno fazowy w prądnicach synchronicznych. W prądnicach prądu trójfazowego o różni się od prądnicy jedno fazowej jedynie tym, że w stojanie umieszczone są trzy jednakowe uzwojenia należące do poszczególnych faz oznaczone literami ABC. Uzwojenia są umieszczone wzgl siebie kolejno na obwodzie około( kąt 120°)
18. Budowa i zasada działania silnika prądu stałego. Budowa: składa się z: stojan (składa się z pakietu blach 0,35-0,5mm krzemowych osadzonych na wspornikach przymocowanych do korpusu zewnętrznego silnika), wirnika, szczotki, wentylatora. Zasada działania: trzy uzwojenia, osie przesunięte 0 120 stopni, prąd trójfazowy przesunięty w czasie o 120 stopni. W wyniku przesunięcia tych dwóch wypadkowych w nieruchomym stojanie wytwarza się zmieniający się w czasie strumień magnetyczny wirujący z częstotliwością 50 Hz. Wartość wirującego pola magnetycznego jest zależnością: |
|
14. Pomiary mocy czynnej w sieci trójfazowej.
Całkowita moc układu trójfazowego jest równa sumie mocy poszczególnych faz niezależnie czy układ jest połączony w gwiazdce czy w trójkąt W sumarycznie obciążonym układzie trój fazowym jest wiec równa strojnej mocy układu jednofazowego
19. Rozruch i hamowanie silników prądu stałego. Hamowanie: rozróżniamy 3 metody: 1. metoda przeciwprądowa - zmiana kierunku prądu twornika przy stałym napięciu uzwojenia; 2. metoda prądnicowa - możliwość uzyskania przez silnik prędkości max wówczas silnik wytwarza siłę elektromotoryczną. 3. metoda hamowania dynamicznego - silnik zostaje odłączony od sieci a do zacisków zostaje podłączony opór, energia zamieniana jest na ciepło. Rozruch - 1. dla silników mniejszych niż Ps = 5 kW rozruch następuje w sposób bezpośredni, podłączamy go do sieci. 2. dla 5kW<Ps<30,40kW silnik podłączony jest w gwiazdę a przy pracy pełnej podłączony jest w trójkąt. Podczas podłączenia w gwiazdę pobieranie prądu jest o 2/3 mniejsze i wynosi 1/3 I. 3. dla Ps>60 kW rozrusznik →silnki→autotransformatory 4. dla Ps > 320 kW
20. Regulacja prędkości silników prądu stałego. SPOSÓB REGULACJI PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ SILIKA BOCZNIKOWEGO
Regulacja prędkości obrotowej silnika bocznikowego wynika z:
Uwzględniając rezystancje rezystora dodatkowego Rd włączonego szeregowo z rezystancja całkowitą obwodu twornika otrzymamy: Wynikają z tego trzy możliwości regulacji prędkości obrotowej: - zmianę rezystancji i rezystora - strumień magnetyczny g - napięcia zasilająceg U Przy wzrośli strumienia Ф prędkości U maleje. Jest to regulacja ekonomi bo straty rezystor regulacji są małe w stosunku do mocy silnika
26. Moment dynamiczny, bezwładności i zamachowy.
Podczas pracy silnika elektrycznego rozwijany przez niego elektromagnetyczny moment napędowy M powoduje momenty oporowe wytworzone przez różne człony napędu elektrycznego. Wśród tych momentów oporowych można wyróżnić statyczne momenty oporowe i momenty dynamiczne(wynikające ze zmiany energii kinetycznej ruchomych części napędu).Tak więc M(elektromagnetyczny moment silnika napędowego) = Mst + Md. Moment dynamiczny można wyrazić wzorem: Md = J dω/dt, w którym J - moment bezwładności całego zespołu odniesiony do wału silnika, ω - prędkość kątowa wału silnika, ω = πn/30,otrzymujemy wzór(jest to podstawowe równanie dynamiki napędu elektrycznego): Równanie dynamiki napędu elektrycznego pozwala na określenie wielu wielkości charakteryzujących napęd elektryczny, takich jak: prędkość napędu w określonych warunkach pracy, czas trwania rozruch lub hamowania, wartość momentu rozwijanego przez silnik, a niezbędnego do zapewnienia określonego czasu trwania rozruchu napędu |
|
28. Dobór mocy silnika do pracy ciągłej, przerywanej, dorywczej i zmiennym obciążeniu. Obciążenie silnika przy pracy ciągłej może stale lub zmienne. Przy stalym obciążeniu wybor mocy silnika jest bardzo prosty.Z katalogu silnikow przeznaczonych do pracy ciągłej należy wybrac silnik o takiej mocy znamionowej Pn,aby: Pn≥Pobc Przy zmiennym obciążeniu moc silnika zwykle okresla się w sposób następujący: 1)biorac pod uwage srednie obciążenie okresla się z pewnym zapasem moc silnika i z katalogu wybiera się silnik o zbliżonej mocy znamionowej 2)wykresla się wykres obciążeń napedu elektrycznego 3)korzystając z wykresu sprawdza się nagrzewanie i odpowiednie warunki rozruchu oraz krótkotrwałych przeciążeń wybranego silnika. W praktyce stosuje się przybliżone metody sprawdzenie nagrzewania się silnika,z których najdokladniejsza jest metoda średnich strat. Podstaw tej met.jest zalozenie,ze temp.silnika nie przekracza wartości granicznej., jeśli spełniony jest warunek: ΔPsr≤ΔPn W praktyce znacznie czesciej uzywa się metody wyznaczania wielkości zastępczych: zastępczego pradu Iż, zastępczego momentu MZ lub zastępczej mocy Pz. Metody te SA mniej dokładne, lecz znacznie wygodniejsze. Metoda pradu zastępczego polega na wznaczeniu pradu Iż, który plynie stale przez silnik wydzielilby te sama ilość ciepla co zmienny prad rzeczywisty. czesciej stosuje się metode momentu zastępczego. Uzycie tej metody jest sluszne wtedy, gdy moment obrotowy silnika jest proporcjonalny do pradu. Warunek ten jest zachowany w silnikach bocznikowych pradu stalego. Najbardziej rozpowszechnione silniki indukcyjne klatkowe maja moment obrotowy także proporcjonalny do pradu, lecz jedynie na odcinku roboczej czesci charakterystyki mech. silnika. 15. Budowa, zasada działania, schemat zastępczy transformatora. 1. Zasada działania Na rdzeń zamknięty wykonany z pakietu blach nawinięte są na dwa wzajemnie odizolowane od siebie i rdzenia uzwojenia. Uzwojenia te są po obu stronach obwodu magnetycznego Schemat transformatora jednofazowego Uzwojenie o liczbie zwojów Z1 przyłączone do źródła zasilającego o napięciu
U1=Um sin(ωt+ψ) nazywane - uzwojeniem pierwotnym. Uzwojenie Z2 zasilane obciążeniem nazywa się - uzwojeniem wtórnym. Prąd przemienny, płynący przez uzwojenie pierwotne trans. włączonego na źródła napięcia sinusoidalnie zmiennego, wywołuje w rdzeniu samoindukcje o strumieniu Ф=Фmsinωt. W uzwojeniu zarówno pierwotnym jaki i wtórnym indukują się siły elektromotoryczne: 2. Budowa - rdzeń ferromagnetyczny nawinięty z uzwojeniami - rdzeń z blach 0,35 - 0,5mm namagnesowany
3. Schemat zastępczy transformatora Pełny schemat zastępczy
Uproszczony schemat
|
|
16. Transformator w stanie nieobciążonym, obciążonym i zwarcia. 1.Stan zwarcia transformatora Stosowany jest w pomiarach rezystancji i reaktancji uzwojeń transformatora oraz startowej mocy w uzwojeniach. Jest to taki stan w którym zaciski wtórne są zwarte a zaciski pierwotne są zasilane napięciem . Rezystancje uzwojeń R1, R2 i ich reaktancja rozproszenia X1 X2 są tak małe ze zwarcie zacisków wtórnych przy zasilaniu uzwojenia pierwotnego napięciem znamionowym wywołało by zbyt duży prąd i mógł by spowodować uszkodzenie izolacji. Dlatego do uzwojenia pierwotnego doprowadza się tzw. napięcie zwarcia U2 o wartości znacznie mniejszej od napięci znamieniowego U1u . Napięcia zwarcia - jest napięciem mierzonym na zaciskach pierwotnych transf. Gdy przy zwartych zaciskach wtórnych prąd pierwotny jest równy prądowi znamieniowemu IIu
Łącznie rezystancja Rz =Zzcosφz: ZZ=Zzcosφz 2. Stan jałowy transformatora Stan jałowy transform. Występuje wówczas gdy uzwojenie pierwotne jest przyłączone do sieci prądu przemiennego o napięciu U i częstotliwością f, a uzwojenie wtórne jest rozwarte ( odbiorniki nie są przyłączone). Prąd wtórny I2=0 ,a prąd pierwotny równa się prądowi jałowemu I1=I0. Napięcie U1 w stanie jałowym jest całkowicie równoważne przez SEM E1 tzn. jest jej równe co do wartości ,lecz ma przeciwny zwrot: U1=-E1 Prąd I0 opóźnia się względem napięcia o kąt φ0 Można go zatem rozłożyć na składową bierną, zwaną prądem magnesującym: Iμ=Iosin φ0 oraz składową czynną Ife=Iocos φ0 Składowa bierna prądu jest związana z poborem mocy biernej Q0=U1I0sinφ0 Składowa czynna z poborem mocy czynnej P0=U1I0cosφ0 Moc czynna pobierana przez transformator w stanie jałowym jest zużywana na pokrycie strat w rdzeniu żelaznym, spowodowanych histerezą i prądami wirowymi. Transformatory są zwykle zasilane z sieci o częstotliwości f=const , Natomiast indukcja w rdzeniu jest proporcjonalna do napięcia, Gdyż zachodzi proporcjonalność między strumieniem a siłą elektromotoryczną: ΔPFe=Po=U12/RFe f=const 3. Stan obciążeniowy transformatora Stan obciążeniowy trans. jest to normalny stan pracy, tzn. że do uzwojenia pierwotnego podłączone jest napięcie, a do wtórnego odbiornik. Schemat zastępczy transformatora służy do wyjaśnienia zjawisk zachodzących w trans. rzeczywistym. Aby sporządzić trans. należy równanie napięciowe dla obwodu wtórnego pomnożyć przez przekładnię (przekładnia transformatora wiąże strony pierwotną z wtórną)
Dla obwodu pierwotnego : U1=-E1+R1I1+X2I2 Po pomnożeniu przez przekładnię (strony wtórnej) E2'=E2υ , U2'=U2υ X2'I2'= υ X2I2 , R2'I2'= υ R2I2 |
|
21. Budowa i zasada działania silników trójfazowych asynchronicznych. Silniki asynchroniczne: - pierścieniowe; - klatkowe. Budowa: - stojan: część nieruchoma, rdzeń stojana stanowi obwód magnetyczny, ma kształt wydrążonego walca. Tworzony z pakietu stalowych blach wzajemnie od siebie izolowanych o wykroju pierścieniowym. Na zewn. Obwodzie blachy są wycięte rowki - żłobki, w nich umieszczone są 3 uzwojenia (fazy) wykonane z drutu izolowanego. Wirnik - część ruchoma - umieszczony w wew. przestrzeni stojana, ma kształt walca utworzonego z pakietu blach stalowych o wykroju kołowym osadzony na wale. Regulacja obrotów silników asynchronicznych: prędkość możemy zmieniać zmianę: częstotliwości, poślizgu, liczby par biegunów. Regulacja częstości obrotu wirnika, ulega zmianie również poślizg krytyczny: n=60f/p(1-s); s- poślizg, f- częstotliwość, p- liczba biegunów, n- prędkość synchroniczna. Zmiana f napięcia zasilającego powoduje zmianę prędkości wirnika pola magnetycznego wytwarzanego przez stojan silnika; odbywa się to 3 sposobami: - zmiana napięcia zasilającego stojana: przy zmianie napięcia zasilania stojana ulega zmianie moment obrotowy proporcjonalnie do kwadratu napięcia, prędkość synchroniczna i poślizg krytyczny pozostają stałe; - zmiana rezystancji dodatkowej włączonej do obwodu wirnika: zmiana ta jest możliwa w silnikach pierścieniowych.
22. Charakterystyka n = f(s) silników. Zakres pracy silnikowej mieści się w zakresie 0<zakresie<1. Na wirnik działa wtedy moment obrotowy skierowany zgodnie z wirującym polem magnetycznym. Wszystkie charakterystyczne stany pracy maszyny asynchronicznej zależą od poślizgu. RYS3!
WYRAŻENIE f- częstotliwość - zmiana częstotliwości napięcia powoduje zmianę prędkości wirowania pola magnetycznego wytworzonego przez stojan silnika (regulacja w sposób płynny) p-liczba par biegunów - zmiana par biegunów powoduje możliwość uzyskania 2 lub 3,4 prędkości synchronicznych (regulacja skokowa) s- liczba poślizgów- zmiana poślizgu - prędkość wirowania pola magnetycznego nie ulega zmianie, zmienia się jedynie poślizg wirnika względem pola magnetycznego.
25. Regulacja prędkości silników asynchronicznych 3 - fazowych. Rodzaje regulacji prękości: 1.przez zmiane napięcia zsilającego.
2.Przez zmiane rezystancji w tworniku 3. Przez zmianę strumienia magnetycznego. |
|
23. Moment elektromagnetyczny i charakterystyki M = f(n). Gdy prędkość obrotowa jest stała( n = const), moment dynamiczny napędu jest równy zeru i moment elektromagnetyczny silnika M równoważy jedynie statyczny moment oporowy Mst, M = Mst, Md = M - Mst. Równanie dynamiki napędu elektrycznego pozwala na określenie wielu wielkości charakteryzujących napęd elektryczny, takich jak: prędkość napędu w określonych warunkach pracy, czas trwania rozruch lub hamowania, wartość momentu rozwijanego przez silnik, a niezbędnego do zapewnienia określonego czasu trwania rozruchu napędu. |
|
24. Rozruch i hamowanie silników asynchronicznych 3 - fazowych. silnik asynchroniczny - prędkość obracania się wirnika jest mniejsza od prędkości wirowania pola magnetycznego. Rozruch silnika - stan przejściowy trwający od chwili załączenia napięcia od uzwojeń stojana do chwili osiągnięcia przez wirnik ustalonej prędkości obrotowej. Hamowanie, 3 sposoby: - podsynchronicznie - warunek: prędkość wirnika musi być większa od prędkości synchronicznej. Może to nastąpić tylko wtedy, gdy energia mechaniczna dostarczona jest do wału silnika a następnie przetwarza się na energię elektryczną i oddawana do sieci; - hamowanie przeciwwłaczeniem - (przeciwprądem): możliwe jest gdy prędkość pola wirującego i prędkość wirnika są skierowanie przeciwnie. Taki stan pracy zachodzi w dwóch przypadkach: jeżeli zostanie zmieniona kolejność 2 faz zasilania oraz gdy następuje hamowanie opuszczanego ciężaru w urządzeniach dźwigowych; - elektrodynamiczne -(prądem stałym): może być realizowane prądem stałym lub przemiennym. Przy użyciu prądu stałego odłącza się uzwojenia stojana od sieci prądu przemiennego i załącza do sieci prądu stałego. Uzwojenie wytwarza stałe pole magnetyczne, powstaje wówczas moment hamujący skierowany przeciwnie do kierunku ruchu prędkości obrotowej. Energia mech. zostaje zamieniona na energię cieplną tworzącą się na rezystancjach obwodu wirnika. Hamowanie prądem przemiennym dotyczy tylko silników pierścieniowych i polega na jednorazowym zasilaniu uzwojeń stojana przy jednoczesnym włączeniu do obwodu wirnika odpowiednio dużej rezystancji dodatkowej. |
|
|
|
32. Układ napędowy Leonarda. LEONARDA UKŁAD, elektr. urządzenie napędowe składające się z silnika indukcyjnego, prądnicy bocznikowej, wzbudnicy i silnika bocznikowego; silnik indukcyjny, zasilany z sieci, napędza wzbudnicę i prądnicę bocznikową, ta zasila prądem stałym silnik bocznikowy, który z kolei napędza maszynę roboczą, przy czym jest możliwe ciągłe regulowanie prędkości obrotowej maszyny, zmiana kierunku jej wirowania oraz hamowania; układ Leonarda stosuje się gł. do napędzania dźwignic, walcarek, maszyn papierniczych, sterów na statkach itp.; zbud. 1893 przez amer. wynalazcę H.W. Leonarda. W nowocz. układach napędowych zespół silnik indukcyjny-prądnica bocznikowa jest zastępowany przez tyrystorowe układy prostownicze bądź zasilacze tranzystorowe. Regulacja prędkości przez zmianę napięcia zasilającego twornik w układzie Leonadra. Składa się on z silnika prądu przemiennego Gp napędzanego prądnicą prądu stałego G, która z kolei zasila silnik prądu stałego M. o regulowanych obrotach. Prądnica i silnik mają wzbudzenie niezależne . Zmiana nastawienia i zwrotu prądu wzbudzenia IWG prądnicy zmienia wartość i zwrot napięcia U zasilającego silnik, co umożliwia płynną regulację prędkości obrotowej w szerokich granicach oraz zmianę kierunku obrotów silnika M
|
|
33. Czynniki wpływające na wzrost zagrożenia porażeniem prądem elektrycznym. Na stopień porażenia prądem elektrycznym wpływają czynniki: elektryczne, fizjologiczne i zewnętrzne (otoczenia). W grupie czynników elektrycznych należy wymienić: a) rodzaj prądu (stały czy przemienny), b) wielkość natężenia prądu, c) czas przepływu prądu, d) droga przepływu. Najważniejsze znaczenie odgrywa natężenie prądu przepływającego przez człowieka, przy czym wyróżnia się trzy charakterystyczne wielkości zwane poziomami bezpieczeństwa: -poziom I - szy: Ipo = 0,5 ÷1 mA - próg odczuwalności, -poziom II - gi: Is = 10 ÷15 mA - prąd samouwolnienia, -poziom III - ci: Igr = 30 ÷400 mA - prąd graniczny niebezpieczny dla zdrowia i życia, ze względu na prawdopodobieństwo migotania komór sercowych. Do czynników fizjologicznych należą: a) ukształtowanie rozwoju organizmu, b) stan emocjonalno-psychiczny, c) stany chorobowe: choroba wieńcowa, astma, gruźlica, padaczka, cukrzyca i alkoholizm. Do czynników zewnętrznych (środowiskowych) zalicza się: a) czynniki wpływające na zmniejszenie odporności ciała ludzkiego (wilgotność,wysoka temperatura), b) czynniki ułatwiające przepływ prądu do ziemi (stanowiska na gołej ziemi, podłoga przewodząca). |
|
8. Zasada działania prądnicy i silnika elektrycznego.
Prądnica to maszyna wytwarzająca energię elektryczną kosztem dostarczonej jej energii mechanicznej. Podstawą fizyczną działania prądnicy jest zjawisko indukcji elektromagnetycznej. Podstawową prądnicą jest ramka z przewodnika obracana w polu magnetycznym. Głównymi częściami prądnicy są stojan (nieruchoma część związana z obudową) oraz wirnik (rotor, część wirująca wewnątrz stojana). Uzwojenie cewki umieszczonej w wirniku prądnicy przecina linie sił pola magnetycznego wytwarzanego przez uzwojenie wzbudzające i dzięki temu indukuje się w nim zmienna siła elektromotoryczna. |
|
4. Materiały magnetyczne i ich właściwości MAGNETYCZNE MATERIAŁY, materiały wykazujące ferromagnetyzm (poniżej temperatury Curie) lub ferrimagnetyzm (poniżej temperatury Néela). Do grupy materiałów magnetycznych, charakteryzujących się ferromagnet. uporządkowaniem atom. momentów magnet., należą m.in. metale: żelazo, kobalt, nikiel, gadolin, dysproz oraz niektóre ich stopy i związki; przykładem materiałyów magnetycznych uporządkowanych ferrimagnet. są ferryty. Z punktu widzenia właściwości użytkowych rozróżnia się materiały magnetyczne miękkie i materiały magnetyczne twarde. Materiały magnetycznie miękkie łatwo i silnie się magnesują (charakteryzuje je duża podatność magnetyczna) i łatwo rozmagnesowują (mają małą pozostałość magnetyczną). Należą do nich żelazo technicznie czyste (armco), stal niskowęglowa, stal krzemowa, stopy żelaza z niklem (permalloy, supermalloy), żelaza z kobaltem (permendur, supermendur), żelaza z aluminium (alperm, alfer), żelaza z krzemem (sendust), nikiel z kobaltem i żelazem (perminwar), ferryty (manganowo-cynkowe, niklowo-cynkowe) oraz amorficzne stopy miękkie (żelazo lub kobalt, a także żelazo i nikiel z borem lub krzemem). Materiały magnetycznie miękkie są stosowane w różnych działach elektrotechniki i elektroniki (m.in. do wyrobu rdzeni elektromagnesów, transformatorów, magnetowodów, przekaźników, rdzeni głowic magnetofonowych i magnetowidowych, urządzeń mikrofalowych). Materiały magnetycznie twarde dają się namagnesować trwale — charakteryzuje je duża pozostałość magnetyczna. Należą do nich stale węglowe (0,8-1,5% węgla) w stanie zahartowanym, stale chromowe, ferryty (barowe i strontowe), stopy żelaza, aluminium, niklu, kobaltu z domieszkami miedzi lub tytanu (alnico), stopy żelaza, kobaltu, wanadu oraz stopy i związki międzymetaliczne metalu ziem rzadkich z metalem przejściowym (samar-kobalt, neodym-żelazo-bor). Materiały magnetycznie twarde są używane do wyrobu magnesów. Ważną grupę stanowią materiały magnetycznie twarde, przygotowane w specjalnej postaci, np. proszków magnet. (żelaza, tlenku żelaza, tlenku chromu, ferrytu barowego), umieszczonych w środowisku niemagnet., stosowane do wyrobu taśm i dysków magnetycznych.
|
|
10. Obwód RL zasilany prądem sinusoidalnie zmiennym.
Obwód składa się ze źródła prądu, żarówki i zwojnicy. Sumaryczny opór żarówki i zwojnicy wynosi R. Opór pozorny (nie wydziela się na nim ciepło) indukcyjny zwojnicy wynosi XL. Po włożeniu do zwojnicy rdzenia zwiększamy opór indukcyjny, czyli zmniejszamy natężenie prądu. Opór indukcyjny zwojnicy : |
|
11. Obwód RC zasilany prądem sinusoidalnie zmiennym. |
|
29. Dobór mocy silnika do pomp i wentylatorów. P=k1VT S/60 PC=H*J, PC=PS+PTŁ+PT+PD k1 -współczynnik szczelności,VT - objętość tłoka,PS - cisnienie ssania,PTŁ - ciśnienie tłoczenia PT - ciśnienie tarcia,PD -ciśnienie dynamiczne Pomopy rotodynamiczne Pp=Kz*(Qpc/ŋp)*10-3 [kN] Pp=a *h3 Wentylatory ,dmuchawy promieniste i osiowe Pw=Kz * (Q*Pt)/(ŋw *ŋ *m) ,Pt=P+Pd ,P=Po*(G*To )/(bo *T) Pd= γ*V2* 1/2g Po - ciśnienie normalne, To- temp standardowa,g - przyspieszenie grawitacyjne,γ -ciężar własciwy gazu bo- ciśnienie bizometryczne
37.sieci TT i IT i stosowane w nich środki ochrony przeciwporażeniowej W układzie TT części przewodzące dostępne (np. metalowe obudowy urządzeń) są uziemione niezależnie od sieci energetycznej, najczęściej bezpośednio w miejscu zainstalowania; wyróżnia się uziemienia indywidualne, grupowe oraz zespołowe.
E - przewód uziomowy N - przewód neutralny K - części przewodzące dostępne PE - przewód ochronny Sieć IT
|
|
30. Dobór mocy silnika do przenośników taśmowych i zgrzebłowych. Przenośnik taśmowy: P=P1+P2+P3+P4P1=ΣR1*V; P2=ΣR2*V=w1*Q'*L=w1*W*L P3=w2*W*H ; Q'-obciążenie przenośnikaW-wydajność; P1-moc potrzebna do napędu 1 przenośnika na biegu jałowym; P2-moc do przeniesienia urobku z 1 miejsca na drugie; P3-przeniesienie urobku z 1 poziomu na drugi P4-związane z ukł.wyładowczym i załadowczy Przenośniki zgrzebłowe: P=P1+P2±P3
qm-ciężar jednostkowy łańcuchów ze zgrzebła v-prędkość; Q-wydajn. Przenośnika P1-moc służąca do napędu w stanie jałowym μ1-wsp. tarcia łańcuchów o rynnę; P2-moc potrzebna do transp.urobku; μ2-wsp. Tarcia materiału o metal; P3-redukcje mocy silnika napędzającego silnik zgrzebłowy |
|
|
|
36.Sieci TN-C, TN-S i TN-C-S i stosowane w nich środki ochrony przeciwporażeniowej. Sieć TN-C Sieć TN-C-S
W układzie TN-S punkt neutralny źródła napięcia (transformator, prądnica) jest uziemiony części przewodzące dostępne (np. metalowe obudowy urządzeń, które normalnie nie są pod napięciem powinny być połączone z punktem uziemienia za pomocą przewodów ochronnych PE. Przewód ten sluży wyłącznie do ochrony urządzeń, nie można włączać go w jakikolwiek obwód prądowy, służy do tego przewód neutralny N.
E - przewód uziomowy N - przewód neutralny K - części przewodzące dostępne PE - przewód ochronny |
|
|
|
Wyszukiwarka