Материал: 2416

20.При регулировании частоты вращения асинхронного двигателя были получены следующие частоты вращения: 1500; 1000; 750 об/мин. Каким способом осуществлялось регулирование частоты вращения:

1) введением в цепь ротора регулировочных сопротивлений;

2) введением в цепь статора сопротивлений;

3) изменением числа пар полюсов двигателя?

21.Как изменится коэффициент мощности асинхронного двигателя при переходе двигателя от режима холостого хода к номинальной нагрузке на валу:

1) не изменится; 2) уменьшится; 3) увеличится?

22.Как зависит коэффициент мощности cosϕ асинхронного двигателя от нагрузки на валу:

1)cosϕ растет с уменьшением нагрузки;

2)cosϕ растет с увеличением нагрузки;

3)cosϕ не зависит от нагрузки?

23. Какому режиму работы двигателя соответствует участок ае на механической характеристике асинхронного двигателя:

б

a M G

де

1)двигательному режиму;

2)режиму динамического торможения;

3)режиму с рекуперацией энергии в сеть;

4)режиму противовключения?

170

24.При какой нагрузке КПД двигателя достигает максимума: 1) номинальной; 2) равной примерно половине номинальной;

3) несколько больше номинальной?

25.Какое из перечисленных уравнений используется для расчета номинального момента асинхронного двигателя:

26. Индуктивное сопротивление фазы обмотки неподвижного ротора асинхронного двигателя XL=1,45 Ом. Вычислить индуктивное сопротивление вращающегося ротора со скольжением s=0,04.

1)0,058 Ом; 2) 36,25 Ом; 3) 1,41 Ом; 4) 1,49 Ом.

27.Ротор асинхронного трехфазного двигателя, подключенного к сети переменного тока частотой 50 Гц, вращается с частотой 1440 об/мин. Чему равны скольжение и частота тока ротора?

1) 0,04; 2 Гц; 2) 0,02; 2 Гц; 3) 0,04; 1 Гц; 4) 0,02; 1 Гц.

28.Скольжение шестиполюсного трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором при изменении нагрузки от холостого хода до номинального значения изменяется в пределах 0,1–6%. Определить диапазон изменения частоты вращения ротора, если частота питающего напряжения 50 Гц.

1) 470–499,5 об/мин; 2) 940–999 об/мин; 3) 1880–1998 об/мин; 4) 2820–2997 об/мин.

29.Трехфазный двухполюсный асинхронный двигатель при номинальной нагрузке имеет скольжение S=4%. Чему равна частота вращения ротора, если частота переменного тока, питающего обмотку статора, f=50 Гц:

1) 960 об/мин; 2) 1440 об/мин; 2) 2880 об/мин; 4) 3840 об/мин?

30.Мощность, подводимая к асинхронному двигателю, составляет 20 кВт. Определить КПД двигателя, если суммарные потери мощности составляют 2000 Вт.

1) 0,900; 2) 0,909; 3) 0,959; 4) 0,890.

171

8. ТРЕХФАЗНЫЕ СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

8.1. Назначение и область применения

Как все электрические машины, синхронные машины обратимы: они могут работать и в режиме генератора, и в режиме двигателя. Основное применение синхронные машины нашли как промышленные генераторы для выработки электрической энергии на электростанциях. Единичная мощность современных электрогенераторов достигает 1500 МВА. Синхронные машины применяются также в качестве двигателей большой мощности для крупных насосов, компрессоров, воздуходувок, в металлургии для главных приводов непрерывной прокатки. Единичная мощность синхронных двигателей достигает нескольких десятков мегаватт.

8.2. Устройство трехфазной синхронной машины

Основными частями синхронной машины являются статор и ротор, причем статор не отличается от статора асинхронной машины. Сердечник статора собран из изолированных друг от друга пластин электротехнической стали и укреплен внутри корпуса. В пазах, расположенных с внутренней стороны статора под углом 120° друг относительно друга, размещена трехфазная обмотка.

Ротор содержит обмотку возбуждения (электромагнит) или реже постоянный магнит с числом пар полюсов, равным числу пар полюсов вращающегося магнитного поля статора. Концы обмотки возбуждения присоединяются к двум кольцам, укрепленным на валу ротора. На кольца накладываются щетки, к которым подключается источник постоянного напряжения.

Число пар полюсов р зависит от синхронной частоты вращения ротора n2. У многополюсной синхронной машины ротор имеет р пар полюсов. Токи в обмотке статора образуют тоже р пар полюсов вращающегося магнитного поля (как у асинхронной машины). Ротор должен вращаться с частотой вращения поля, следовательно, его синхронная частота вращения

где f – частота тока, протекающего через обмотку статора.

172

При частоте f=50 Гц наибольшую частоту имеют двухполюсные роторы. На тепловых и атомных электростанциях роторы синхронных генераторов вращаются паровыми турбинами с частотой 3000 и 1500 об/мин. Быстроходные синхронные двигатели на эти частоты называют турбодвигателями. Ротор такой машины имеет цилиндрический сердечник, по длине которого расположены пазы для обмотки возбуждения (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Расположение обмотки в неявнополюсном роторе

Распределенная по пазам обмотка возбуждения закреплена стальными или бронзовыми клиньями. Лобовые части обмотки закрепляются бандажными металлическими кольцами. Такой ротор называется неявнополюсным. Он способен выдерживать большие центробежные усилия (рис. 8.2).

Рис. 8.2. Внешний вид неявнополюсного ротора: 1 – сердечник; 2 - металлические клинья; 3 – контактные кольца

Тихоходные машины (гидрогенераторы) вращаются относительно медленно. Это вынуждает делать их многополюсными с явными полюсами и в большинстве случаев – с вертикальным валом. Частота вращения ротора этих генераторов составляет от 60 до нескольких сотен оборотов в минуту, чему соответствует несколько десятков пар полюсов. Например, при числе пар полюсов р=36 частота вращения составляет 83,3 об/мин. Вследствие относительно малых частот вра-

173

щения генераторы к гидравлическим турбинам имеют значительно большую массу на единицу мощности(свыше 8 кг/кВА), чем генераторы к паровым турбинам (менее 2,5 кг/кВА).

2

3

1

Рис. 8.3. Явнополюсный ротор: 1 – контактные кольца; 2 – катушка обмотки возбуждения; 3 – полюсы

Явнополюсный ротор представляет собой стальную поковку. К ободу ротора крепятся полюсы, на которые надеваются катушки возбуждения, соединяемые между собой последовательно. Явнополюсный ротор имеет сосредоточенную на катушках обмотку (рис. 8.3).

Рис. 8.4. Условное обозначение на схеме синхронной машины: а – с явнополюсным ротором; б – с неявнополюсным ротором

Условное обозначение синхронной машины на электрической схеме приведено на рис. 8.4.

174