Электробезопасность

группа 2

ТЕОРИЯ ТЕСТ ЭКЗАМЕН

ОГЛАВЛЕНИЕ
Электрический ток и напряжение
Закон Ома для участка цепи
Электрическое сопротивление
Тепловое действие тока
Проводники, полупроводники, диэлектрики
Переменный ток. Его характеристики.
Синхронные двигатели
Асинхронные двигатели переменного тока
Трансформатор
Требования Правил устройства электроустановок
Электроснабжение и электрические сети
Электрическое освещение
Организация эксплуатации электроустановок
Обязанности, ответственность потребителей
Требования к персоналу и его подготовка
Распределительные устройства и подстанции
Электродвигатели и аккумуляторные установки
Электрическое освещение
Электросварочные установки
Переносные и передвижные электроприёмники
0беспечение безопасности в электроустановках
Безопасность в электроустановках. Термины
Безопасность в электроустановках. Требования к персоналу
Организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность работ
Организация работ по распоряжению
Организация работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации
Безопасность работ со снятием напряжения
Конденсаторные установки
Работы с электроинструментом




Синхронные машины

   Синхронные машины используются в качестве генераторов, двигателей и синхронных компенсаторов. Устанавливаемые на тепловых электростанциях генераторы приводятся во вращение паровыми турбинами и называются турбогенераторами. Синхронные генераторы гидроэлектростанций вращаются с помощью гидротурбин и носят название гидрогенераторов. Кроме электростанций, синхронные генераторы находят применение в установках, требующих автономного источника электроэнергии. Примерами могут служить автомобильные электрические краны, на которых синхронные генераторы приводятся во вращение двигателями внутреннего сгорания.

   Трехфазные синхронные генераторы, двигатели и синхронные компенсаторы имеют в принципе одинаковое устройство.
   Неподвижная часть машины, называемая статором, состоит из стального или чугунного корпуса, в котором закреплен цилиндрический сердечник статора. Для уменьшения потерь на перемагничивание и вихревые токи его набирают из листов электротехнической стали. В пазах сердечника статора уложена трехфазная обмотка , выполняемая так же, как и обмотка статора асинхронных двигателей. Сердечник статора в совокупности с обмоткой статора называется якорем машины. В подшипниковых щитах, прикрепленных с торцевых сторон к корпусу, либо в стояках, закрепленных на фундаменте, расположены подшипники, несущие вал вращающейся части машины - ротора, или индуктора . Синхронные генераторы гидроэлектростанций выполняют обычно с вертикальным расположением вала. На валу размещен цилиндрический сердечник ротора, выполняемый из сплошной стали. В пазах сердечника ротора уложена обмотка возбуждения, питаемая постоянным током. Для присоединения обмотки возбуждения к внешней электрической цепи на валу укрепляют два изолированных друг от друга и от вала контактных кольца, к которым пружинами прижимаются неподвижные щетки. Обмотка возбуждения служит для возбуждения основного магнитного поля машины.

   Питание обмотки возбуждения осуществляется от генератора постоянного тока (возбудителя), вал которого соединен с валом синхронной машины, от полупроводникового преобразователя переменного тока в постоянный либо от других источников постоянного тока.

   Двухполюсные синхронные машины с неявно выраженными полюсами ротора изготовляют на частоты вращения 3000, 1500 и 1000 об/мин. Машины, предназначенные для работы с меньшими частотами вращения (750, 600, 500 об/мин и т. д.), имеют явно выраженные полюса, число которых тем больше, чем меньше частота вращения.

   Если обмотку возбуждения генератора подключить к источнику постоянного тока, то магнитодвижущей силой обмотки будет создано основное магнитное поле, характеризуемое магнитным потоком. Так как катушки фаз обмотки якоря имеют одинаковые числа витков и смещены в пространстве относительно друг друга на 120o, то при вращении магнитного поля в трех фазах будут индуктироваться три ЭДС, одинаковые по амплитуде и частоте, сдвинутые по фазе друг относительно друга также на угол 120o.
   Чтобы при постоянной частоте вращения ЭДС изменялись по закону, близкому к синусоидальному, магнитная индукция вдоль воздушного зазора, разделяющего магнитопроводы статора и ротора, должна быть распределена также примерно по синусоидальному закону. В машинах с явно выраженными полюсами это достигается за счет неодинакового воздушного зазора между сердечником статора и полюсными наконечниками, в машинах с неявно выраженными полюсами - за счет соответствующего распределения обмотки возбуждения по пазам сердечника статора.

   Для получения стандартной частоты 50 Гц при различных частотах вращения синхронные генераторы изготовляются с разными числами пар полюсов. Так, турбогенераторы изготовляются в большинстве случаев на частоту вращения 3000 об/мин и имеют одну пару полюсов (р = 1). Изготовление турбогенераторов на наименьшее число пар полюсов и, соответственно, на наибольшую частоту вращения позволяет уменьшить габаритные размеры, массу и стоимость генераторов. Частота вращения гидрогенераторов определяется в основном высотой напора воды и для различных станций лежит в пределах от 50 до 750 об/мин, что соответствует числам пар полюсов от 60 до 4.

   Если к обмотке якоря подключить приемник электрической энергии, то под действием ЭДС в фазах обмотки якоря и приемника появятся токи; генератор начнет отдавать приемнику электрическую энергию.

   При работе генератора с нагрузкой магнитодвижущей силой трехфазной обмотки якоря возбуждается вращающееся магнитное поле якоря, характеризуемое магнитным потоком, частота вращения которого равна частоте вращения ротора. Взаимное расположение осей магнитных полей якоря и ротора при данной нагрузке генератора остается неизменным.

  Под действием поля якоря результирующее поле генератора при изменении его нагрузки будет также изменяться, что оказывает влияние в конечном итоге на значение напряжения генератора. Воздействие поля якоря на результирующее поле машины называется реакцией якоря.

   В результате взаимодействия магнитного потока и проводников обмотки возбуждения (или полюсов намагниченных сердечников якоря и ротора) на ротор действует электромагнитный момент, направленный у генератора против направления частоты вращения ротора и являющийся тормозящим.

   Значение электромагнитного момента, интенсивность и характер действия реакции якоря зависят, кроме значения тока якоря, от характера сопротивления приемников. Объясняется это тем, что при изменении характера сопротивлений приемников изменяется взаимное расположение осей магнитных потоков.

   При работе синхронной машины в качестве двигателя обмотка якоря подключается к источнику трехфазного тока, в результате возникает вращающийся магнитный поток Ф'. После разгона ротора до частоты вращения n , близкой к частоте вращения no поля якоря, его обмотка возбуждения подключается к источнику постоянного тока и возникает магнитный поток Ф''. Благодаря взаимодействию магнитного потока Ф'' и проводников обмотки ротора (или полюсов намагниченных сердечников якоря и ротора) возникает вращающий электромагнитный момент, действующий на ротор, и он втягивается в синхронизм, т. е. начинает вращаться с частотой вращения, равной частоте вращения n магнитного поля якоря.

   Положение оси магнитного поля ротора относительно оси поля якоря и значение электромагнитного момента зависят от нагрузки двигателя. Так, при работе двигателя в режиме идеального холостого хода электромагнитный момент равен нулю. Некоторой механической нагрузке двигателя соответствует положение ротора, которому соответствует определенный вращающий момент.

   Существенной особенностью синхронного двигателя (в отличие от асинхронного) является то, что вращающий момент возникает у него в том случае, когда частота вращения ротора п равна частоте вращения no магнитного поля якоря.
   Объясняется это тем, что ток в обмотке возбуждения синхронного двигателя появляется не в результате электромагнитной индукции (как в обмотке ротора асинхронного двигателя), а вследствие питания обмотки возбуждения от постороннего источника постоянного тока.

   Для получения различных частот вращения синхронные двигатели изготовляют с различными числами полюсов. При частоте F = 50 Гц частоты вращения будут 3000, 1500, 1000, 750 об/мин и т. д.



Дежурный анекдот
про электрика
Какой ток называется пеpеменным?
- Это такой ток, котоpый нет-нет да ка-а-к долбанет!
 ещё