 |
Машины постоянного тока (МПТ)
|
|
|
|
1. УСТРОЙСТВО, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА (МПТ)
1.1. Какую электрическую машину называют машиной постоянного тока?
1.2. Нарисуйте и объясните устройство машины постоянного тока.
1.3. Как называется и из каких материалов сделана неподвижная часть МПТ, и её элементы?
1.4. Какие обмотки и с какой целью размещают на неподвижной части МПТ?
1.5. Какой ток течет в обмотке возбуждения МПТ?
1.6. Каково назначение индуктора МПТ?
1.7. Каково назначение и устройство добавочных (дополнительных) полюсов МПТ?
1.8. Где устанавливают добавочные полюсы в МПТ? Как включают обмотку добавочных полюсов?
1.9. Как называется и из каких материалов сделана вращающаяся часть МПТ и её элементы?
1.10. Какие обмотки и с какой целью размещают на вращающейся части МПТ?
1.11. Какой ток течет в обмотке якоря МПТ?
1.12. Какие типы обмоток якорей МПТ Вы знаете?
1.13. Из каких элементов состоит обмотка якоря МПТ?
1.14. Чем отличается присоединение начала и конца секции к коллекторным пластинам у простых петлевых и простых волновых обмоток?
1.15. Сколько параллельных ветвей у простых петлевых и волновых обмоток?
1.16. Что такое “уравнители первого рода”? Зачем их устанавливают в МПТ?
1.17. Чем отличаются сложные петлевые и волновые обмотки от простых?
1.18. Что такое “уравнители второго рода”? Зачем их устанавливают в МПТ?
1.19. При помощи каких устройств соединяется обмотка вращающейся части МПТ с внешней сетью?
1.20. Какой ток подводится (или снимается) к обмотке вращающейся части МПТ?
1.21. Как устроен коллектор МПТ?
1.22. Каково назначение коллектора в генераторах постоянного тока (ГПТ)?
1.23. Объясните принцип действия коллектора ГПТ.
1.24. Каково назначение коллектора в двигателях постоянного тока (ДПТ)?
|
|
|
1.25. Объясните принцип действия ГПТ.
1.26. Объясните принцип действия ДПТ.
2. ПРИНЦИП РАСЧЕТА МАГНИТНОЙ ЦЕПИ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА (МПТ)
2.1. В чем состоит основная задача расчета магнитной цепи МПТ?
2.2. В каком режиме выполняют расчет магнитной цепи МПТ?
2.3. На основании какого закона рассчитывают магнитную цепь МПТ?
2.4. Как и на какие участки делят магнитную цепь МПТ?
2.5. Какой из участков магнитной цепи имеет наибольшее магнитное сопротивление?
2.6. Что учитывает коэффициент зазора (коэффициент Картера)?
2.7. Что такое полюсное деление электрической машины?
2.8. Что такое зубцовое (пазовое) деление электрической машины?
2.9. Объясните последовательность (алгоритм) расчета магнитной цепи МПТ.
2.10. От чего зависит магнитное напряжение зазора?
2.11. Как определяют магнитное напряжение стальных участков магнитной цепи?
2.12. Что такое кривая намагничивания (магнитная характеристика) МПТ?
2.13. Начертите график кривой намагничивания и объясните ее вид.
2.14. Чем обусловлена нелинейность кривой намагничивания?
2.15. На какие участки условно делят магнитную характеристику?
2.16. На каком участке магнитной характеристики работают МПТ?
3. ЭДС ОБМОТКИ ЯКОРЯ, ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ МОМЕНТ МПТ
3.1. Нарисуйте распределение на полюсном делении индукции магнитного поля, образованного обмоткой возбуждения в зазоре МПТ (в режиме холостого хода).
3.2. Напишите формулу ЭДС обмотки якоря МПТ, поясните входящие в нее величины.
3.3. От чего зависит ЭДС обмотки якоря МПТ?
3.4. Напишите формулу электромагнитного момента МПТ, поясните входящие в нее величины.
3.5. От чего зависит электромагнитный момента МПТ?
4. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ МПТ ПРИ НАГРУЗКЕ. РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ
4.1. Что такое продольная ось d МПТ?
4.2. Что такое поперечная ось q МПТ?
4.3. Что такое геометрическая нейтраль МПТ?
4.4. Что такое реакция якоря? От чего зависит характер реакции якоря МПТ?
|
|
|
4.5. При каких условиях возникает поперечная реакция якоря в МПТ?
4.6. Объясните действие поперечной МДС якоря на магнитное поле МПТ при постоянной магнитной про-ницаемости стали (работа на линейной части х.х.х.) и в реальной МПТ (работа на колене х.х.х.).
4.7. Объясните, почему поперечная МДС якоря ослабляет магнитный поток при нагрузке МПТ?
4.8. При каких условиях возникает продольная реакция якоря в МПТ?
4.9. Объясните действие продольной МДС якоря на магнитное поле МПТ.
4.10. Какая реакция якоря оказывает наиболее сильное влияние на работу МПТ? Почему?
5. СХЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ МПТ
5.1. Перечислите известные Вам схемы возбуждения МПТ.
5.2. Начертите схему МПТ с независимым возбуждением, укажите область её применения и основной не-достаток МПТ с независимым возбуждением
5.3. Какие схемы возбуждения МПТ относят к схемам с самовозбуждением? В чем заключается преиму-щество схем с самовозбуждением?
5.4. Начертите схему МПТ с параллельным (шунтовым) возбуждением, укажите область её применения.
5.5. Начертите схему МПТ с последовательным (сериесным) возбуждением, укажите область её применения.
5.6. Начертите схему МПТ со смешанным возбуждением, укажите область применения этой схемы.
6. ДИАГРАММА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ МОЩНОСТИ ГПТ, ПОТЕРИ МОЩНОСТИ И КПД
6.1. Какие потери мощности возникают при работе ГПТ? В каких частях машины они выделяются?
6.2. Нарисуйте энергетическую диаграмму ГПТ, назовите показанные мощности и потери мощности.
6.3. Напишите формулу подводимой к валу ГПТ механической мощности и назовите величины в формуле.
6.4. Напишите формулу, связывающую потребляемую и полезную мощности, а также потери мощности, назовите входящие в формулу величины.
6.5. Напишите формулу полезной мощности на выходе ГПТ.
6.6. С какой части машины снимается полезная мощность ГПТ?
6.7. По какому признаку потери мощности делят на постоянные (холостого хода), и переменные (коротко-го замыкания)?
6.8. Какие из потерь мощности в ГПТ относят к постоянным (холостого хода), какие – к переменным (ко-роткого замыкания)?
6.9. Напишите формулу КПД ГПТ и объясните входящие в формулу величины.
6.10. Начертите зависимость КПД от полезной мощности или от коэффициента загрузки, объясните ее вид.
|
|
|
6.11. При каких условиях КПД ГПТ достигает максимума?
6.12. При каких значениях коэффициента загрузки КПД ГПТ обычно достигает максимума?
6.13. Напишите уравнение напряжения ГПТ и объясните входящие в формулу величины.
7. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГПТ
7.1. Что называют характеристиками ГПТ?
7.2. Какие характеристики различают у ГПТ?
7.3. Начертите характеристику холостого хода (х.х.х.) ГПТ независимого возбуждения, объясните ее вид.
7.4. Как определить х.х.х. опытным путем (провести опыт холостого хода)?
7.5. При холостом ходе напряжение ГПТ с независимым возбуждением меньше номинального. Укажите возможные причины этого. Что следует сделать, чтобы обеспечить номинальное напряжение ГПТ?
7.6. Начертите характеристику короткого замыкания (х.к.з.) ГПТ независимого возбуждения, объясните её.
7.7. Как определить х.к.з. опытным путем (провести опыт короткого замыкания)?
7.8. Какова величина тока к.з. (по отношению к номинальному) у ГПТ независимого возбуждения?
7.9. Чем опасно к.з. обмотки якоря ГПТ независимого возбуждения при номинальном напряжении?
7.10. Как графически определить характеристический треугольник ГПТ независимого возбуждения по дан-ным опытов х.х. и к.з.? Что показывают стороны характеристического треугольника?
7.11. Какие причины вызывают изменение напряжения ГПТ при нагрузке.
7.12. Начертите нагрузочную характеристику ГПТ независимого возбуждения, объясните её вид.
7.13. Объясните действие реакции якоря на различных участках нагрузочной характеристики.
7.14. Начертите внешнюю характеристику ГПТ независимого возбуждения, объясните её вид.
7.15. Какова величина изменения напряжения ГПТ независимого возбуждения?
7.16. Начертите регулировочную характеристику ГПТ независимого возбуждения, объясните её вид.
7.17. Перечислите условия самовозбуждения ГПТ.
7.18. Объясните процесс самовозбуждения на примере ГПТ с параллельным возбуждением.
7.19. При вращении якоря ГПТ с параллельным возбуждением выходное напряжение в режиме холостого хода не превышает 3 % номинального. В чем причина этого явления? Что нужно сделать, чтобы обес-печить нормальную работу генератора
|
|
|
7.20. Начертите характеристику холостого хода (х.х.х.) ГПТ параллельного возбуждения, объясните ее вид.
7.21. Начертите х.к.з. ГПТ параллельного возбуждения, объясните её вид.
7.22. Объясните, как и вследствие чего изменяется напряжение с увеличением нагрузки ГПТ с независи-мым и параллельным возбуждением? Начертите соответствующие характеристики.
7.23. Какие способы включения обмоток параллельного и последовательного возбуждения возможны в ГПТ смешанного возбуждения?
7.24. Как влияет способ включения обмоток возбуждения на вид внешних характеристик ГПТ смешанного возбуждения?
8. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ГПТ
8.1. Перечислите условия включения ГПТ на параллельную работу с сетью.
8.2. Как подключить ГПТ к сети постоянного тока?
8.3. Как распределяются нагрузки между двумя одинаковыми параллельно работающими ГПТ если сопро-тивление якорной цепи у первого генератора больше, чем у второго? В режиме холостого хода напря-жения генераторов одинаковы. Реакцией якоря пренебречь.
8.4. Как перевести нагрузку с одного из параллельно работающих ГПТ на другой?
8.5. В чем заключается особенность параллельной работы ГПТ смешанного возбуждения?
8.6. Как можно обеспечить нормальную работу ГПТ смешанного возбуждения?
9. ДИАГРАММА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ МОЩНОСТИ ДПТ; УРАВНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ, СКОРОСТНОЙ, МЕХАНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИК. УРАВНЕНИЕ МОМЕНТОВ
9.1. Какие потери мощности возникают при работе ДПТ? В каких частях машины они выделяются?
9.2. Нарисуйте энергетическую диаграмму ДПТ, назовите показанные мощности и потери мощности.
9.3. Напишите формулу подводимой к ДПТ электрической мощности и назовите величины в формуле.
9.4. Напишите формулу, связывающую потребляемую и полезную мощности ДПТ, а также потери мощ-ности, назовите входящие в формулу величины.
9.5. С какой части машины снимается полезная мощность ДПТ?
9.6. Напишите формулу полезной мощности на выходе ДПТ.
9.7. Какие из потерь мощности в ДПТ относят к постоянным (холостого хода), какие – к переменным (ко-роткого замыкания)?
9.8. Напишите формулу КПД ДПТ и объясните входящие в формулу величины.
9.9. Начертите зависимость КПД от полезной мощности или от коэффициента загрузки и объясните ее вид.
9.10. При каких условиях КПД ДПТ достигает максимума?
9.11. При каких значениях коэффициента загрузки КПД ДПТ обычно достигает максимума?
9.12. В чем заключается смысл “принципа обратимости” МПТ
9.13. Напишите уравнение напряжения ДПТ и назовите входящие в него величины.
9.14. Напишите формулу скоростной характеристики ДПТ и назовите входящие в него величины.
|
|
|
9.15. Напишите формулу механической характеристики ДПТ и назовите входящие в него величины.
9.16. Перечислите известные Вам вращаюшие и тормозные моменты, действующие на якорь при работе ДПТ. Напишите уравнение моментов ДПТ.
9.17. Объясните, при каком соотношении моментов возможны установившийся режим, разгон и снижение частоты вращения (замедление) якоря ДПТ.
9.18. Какой режим работы ДПТ называют установившимся? При каких условиях возможен установивший-ся режим?
10. ПУСК В ХОД ДПТ
10.1. Сформулируйте условие пуска ДПТ.
10.2. Перечислите известные способы пуска ДПТ.
10.3. Что такое прямой пуск ДПТ? Перечислите достоинства и недостатки прямого пуска ДПТ.
10.4. Объясните, почему у ДПТ при прямом пуске пусковой ток значительно превышает номинальный ток машины, а после разгона ток не превышает (0,03 – 0,15) номинального тока.
10.5. В чем заключается основная опасность большого пускового тока ДПТ?
10.6. Для каких ДПТ применим прямой пуск?
10.7. Объясните, как выполняют реостатный пуск ДПТ. Перечислите достоинства и недостатки этого пуска.
10.8. Объясните, как выполняют пуск ДПТ от пониженного напряжения. Перечислите достоинства и недо-статки пуска от пониженного напряжения.
10.9. Какие способы практической реализации пуска от пониженного напряжения Вы знаете.
10.10. Какой из способов пуска ДПТ применяют наиболее часто?
11. УСТОЙЧИВОСТЬ РАБОТЫ ДПТ. СКОРОСТНЫЕ, МЕХАНИЧЕСКИЕ И МОМЕНТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДПТ
11.1. Напишите уравнение скоростной характеристики ДПТ. Оцените, как влияет МДС якоря на скорость вращения ДПТ. Это влияние сказывается на работе ДПТ положительно или отрицательно?
11.2. Какой вид должны иметь скоростные и механические характеристики ДПТ: возрастающий (скорость увеличивается с ростом нагрузки) или падающий (скорость убывает с ростом нагрузки)? Почему?
11.3. Для чего в ДПТ независимого и параллельного возбуждения на основных полюсах устанавливают не-большую (по величине МДС) последовательную обмотку возбуждения, включаемую согласно по маг-нитному потоку с параллельной (независимой) обмоткой возбуждения?
11.4. Начертите скоростную или механическую характеристику ДПТ параллельного или независимого воз-буждения при условии, что магнитный поток машины остается постоянным при нагрузке.
11.5. Для привода каких механизмов применяют ДПТ параллельного или независимого возбуждения?
11.6. Начертите скоростную или механическую характеристику ДПТ последовательного возбуждения.
11.7. У какого двигателя: параллельного или последовательного возбуждения больше момент на валу при одинаковом токе якоря? Почему?
11.8. Где применяют двигатели последовательного возбуждения?
11.9. Объясните, как следует включать по магнитному потоку обмотки возбуждения ДПТ смешанного воз-буждения? Почему?
11.10. В чем различие “жестких” и “мягких” механических характеристик ДПТ? Как влияет схема возбуж-дения ДПТ на жесткость механических характеристик?
11.11. При каких значениях коэффициента загрузки КПД ДПТ обычно достигает максимума?
12. РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДПТ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО (НЕЗАВИСИМОГО) ВОЗБУЖДЕНИЯ
12.1. Начертите зависимость электромагнитного и полезного на валу моментов ДПТ от полезной мощности на валу. Объясните вид этих зависимостей.
12.2. Начертите график зависимости потребляемой из сети мощности от полезной мощности на валу ДПТ. Объясните вид этой зависимости.
12.3. Начертите зависимость частоты вращения якоря от полезной мощности на валу, объясните её вид.
12.4. Начертите график зависимости тока якоря от полезной мощности на валу ДПТ и объясните его вид.
12.5. Почему график потребляемой из сети мощности ДПТ, работающего без нагрузки на валу (на холостом ходу) начинается не из начала координат (не с нуля)?
13. РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ, РЕВЕРСИРОВАНИЕ, ТОРМОЖЕНИЕ ДПТ
13.1. Какие способы регулирования скорости вращения ДПТ вы знаете?
13.2. Какие из способов регулирования скорости вращения позволяют регулировать скорость ДПТ вверх от номинальной, какие – вниз.
13.3. Какие из способов регулирования применимы для ДПТ параллельного возбуждения?
13.4. Объясните, почему и как изменяется частота вращения ДПТ при введении добавочного сопротивле-ния в цепь якоря.
13.5. Начертите механические характеристики при различных добавочных сопротивлениях в цепи якоря ДПТ параллельного возбуждения. Оцените достоинства и недостатки этого способа регулирования скорости ДПТ.
13.6. Объясните, почему и как изменяется частота вращения ДПТ при ослаблении магнитного потока.
13.7. Начертите механические характеристики ДПТ параллельного возбуждения при различных значениях магнитного потока. Оцените достоинства и недостатки этого способа регулирования скорости ДПТ.
13.8. Какие из способов регулирования применимы для ДПТ независимого возбуждения?
13.9. Объясните, почему и как изменяется частота вращения ДПТ при уменьшении напряжения, подводимого к якорю машины.
13.10. Начертите механические характеристики ДПТ независимого возбуждения при различных значениях напряжения на якоре машины. Оцените достоинства и недостатки этого способа регулирования ско-рости ДПТ.
13.11. Объясните, почему и как изменяется частота вращения ДПТ параллельного или независимого воз-буждения при уменьшении тока возбуждения. Начертите механические характеристики при различ-ных значениях тока возбуждения.
13.12. Какие способы регулирования применимы для ДПТ последовательного возбуждения?
13.13. Начертите механические характеристики ДПТ последовательного возбуждения при различных доба-вочных сопротивлениях в цепи якоря.
13.14. Почему и как и изменится частота вращения ДПТ последовательного возбуждения при шунтирова-нии обмотки возбуждения?
13.15. Начертите механические характеристики ДПТ последовательного возбуждения при регулировании скорости шунтированием обмотки возбуждения.
13.16. Начертите механические характеристики ДПТ последовательного возбуждения при регулировании скорости шунтированием обмотки якоря.
13.17. Начертите механические характеристики ДПТ последовательного возбуждения при регулировании скорости напряжением на якоре.
13.18. Как изменить направление вращения ДПТ?
13.19. Как изменить направление вращения ДПТ смешанного возбуждения?
13.20. Какие способы торможения ДПТ вы знаете?
13.21. Объясните принцип рекуперативного торможения ДПТ? В каких ДПТ оно возможно?
13.22. Объясните, как осуществить динамическое торможение ДПТ?
13.23. Объясните, в чем заключается смысл торможения противовключением?
14. КОММУТАЦИЯ В МПТ, ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ ИСКРЕНИЕ
14.1. Какие причины искрения на коллекторе Вам известны?
14.2. Что понимают под коммутацией?
14.3. Какие ЭДС индуктируются в коммутируемой секции? Как они влияют на процесс коммутации?
14.4. Какие виды коммутации Вы знаете? Какой из них является предпочтительным и почему?
14.5. Какой из видов коммутации является наихудшим и почему?
14.6. Какие способы улучшения коммутации Вы знаете?
14.7. Объясните цель установки и принцип действия добавочных полюсов в МПТ.
14.8. При осмотре ДПТ, работавшего с сильным искрением на коллекторе, было обнаружено повреждение обмотки добавочных полюсов. После перемотки катушек обмотки добавочных полюсов искрение на коллекторе стало сильнее, чем до ремонта. В чем причина этого явления? Что нужно сделать, чтобы уменьшить искрение на коллекторе?
14.9. Вследствие чего возникает потенциальное искрение на коллекторе МПТ? Чем оно опасно?
14.10. Какой способ снижения потенциального искрения Вы знаете?
14.11. Объясните цель установки и принцип действия компенсационной обмотки в МПТ.
|
|
|
