Область применения: Целями освоения дисциплины является формирование у обучающихся определенного состава компетенций (результатов освоения) для подготовки к профессиональной деятельности.

Назначение: Получение навыков планирования и проведения необходимых экспериментальных исследований, связанных с определением параметров, характеристик и состояния электрических машин и трансформаторов, интерпретировать данные и делать выводы.

Состав:

1.      Введение

Законы и общие правила в электромеханике. Роль и место электрической машины и трансформатора в преобразовании энергии.

2.      Трансформаторы

Силовые трансформаторы. Устройство и принцип действия. Элементы конструкции. Магнитопроводы: стержневые, броневые, бронестержневые однофазных и трехфазных трансформаторов. Обмотки трансформаторов: цилиндрические, винтовые, непрерывные катушечные. Групповой трансформатор. Основные уравнения трансформатора. Коэффициент трансформации. Повышающий и понижающий трансформатор. Приведенный трансформатор. Схемы замещения двухобмоточного трансформатора (Т-образная, Г- образная). Векторные диаграммы трансформатора под нагрузкой (активно-индуктивной, активноемкостной). Опыт холостого хода трансформатора: электрическая схема, схема замещения, ток холостого хода, потери холостого хода, характеристики холостого хода, векторная диаграмма. Опыт короткого замыкания трансформатора: электрическая схема, схема замещения, напряжение короткого замыкания, потери короткого замыкания, характеристики короткого замыкания, векторная диаграмма. Определение параметров схемы замещения по опытам холостого хода и короткого замыкания. Работа трансформатора при нагрузке. Изменение напряжения трансформатора при нагрузке. Регулирование вторичного напряжения. Внешняя характеристика, потери и КПД трансформатора при различных величинах и характерах нагрузки. Условие максимума КПД. Схемы и группы соединения обмоток трансформатора. Параллельная работа трансформаторов. Условия включения и распределения нагрузки между трансформаторами при параллельной работе. 

3.      Общие вопросы теории электрических машин переменного тока

Основные элементы конструкции электромеханических преобразователей переменного тока. Принцип взаимного преобразования электрической и механической энергии в индукционных преобразователях. Электрические машины переменного тока (синхронные,

асинхронные). Принцип обратимости преобразования энергии в электрических машинах. Создание вращающегося магнитного поля. Пульсирующие, эллиптические и круговые поля.

4.      Асинхронные машины (АМ)

Основные уравнения АМ. Схемы замещения (Т-образная, Г-образная). Электромагнитный вращающий момент асинхронного двигателя (АД). Режимы работы АМ: двигателя, генератора, электромагнитного тормоза. Скольжение. Электромагнитный вращающий момент АМ в

режиме двигателя при различных значениях угла между ЭДС и током обмотки ротора.  Способы пуска АД с короткозамкнутым ротором. Прямой способ пуска, ограничения при его применении. Реакторный, автотрансформаторный, переключением звезда-треугольник. Пуск

АД с фазным ротором. АД с короткозамкнутым ротором с улучшенными пусковыми характеристиками.  Регулирование частоты вращения АД. Регулирование частоты вращения АД изменением частоты вращения поля. Регулирование частоты вращения АД изменением

скольжения (изменением величины питающего напряжения, изменением активного сопротивления обмотки ротора, введением добавочной ЭДС в обмотку ротора).

5.      Синхронные машины (СМ)

Явнополюсные и неявнополюсные СМ. Возбуждение СМ: независимое, вентильное (с самовозбуждением, независимое, бесщеточное). Магнитное поле обмотки возбуждения явнополюсной и неявнополюсной СМ. Магнитное поле обмотки якоря в явнополюсной СМ. 

Реакция якоря. Метод двух реакций, продольная и поперечная реакция якоря. Коэффициенты формы поля. Основные уравнения СМ. Векторные диаграммы токов, потоков, ЭДС и напряжения явнополюсного синхронного генератора при

различных  характерах симметричной нагрузки. Угол нагрузки. Перегрузочная способность, статическая устойчивость синхронных машин. Векторные диаграммы Блонделя для неявнополюсного синхронного генератора при различных характерах симметричной нагрузки. 

Характеристики синхронного генератора: характеристика холостого хода, внешняя, нагрузочная, регулировочная, короткого замыкания. Отношение короткого замыкания.  Параллельная работа синхронных генераторов. Условия включения генераторов на параллельную

работу. Синхронизация генераторов, методы синхронизации. Синхронные режимы параллельной работы СМ (компенсатор, генератор, двигатель). Угловая характеристика активной мощности СМ. Понятие о статической устойчивости. Работа СМ при постоянной активной

мощности и переменном возбуждении. Синхронные двигатели. Пуск синхронных двигателей. 

6.      Машины постоянного тока (МПТ)

Основные элементы конструкции и принцип действия электромеханических преобразователей постоянного тока. Магнитное поле обмотки возбуждения, магнитное поле обмотки якоря. Результирующее магнитное поле, геометрическая и физическая нейтрали. Основные

уравнения, ЭДС, электромагнитный момент МПТ.  Генераторы постоянного тока независимого, параллельного, смешанного возбуждения. Условия самовозбуждения генераторов параллельного возбуждения. Основные характеристики генераторов.  Двигатели постоянного тока

(ДПТ). Пуск двигателей в ход. Особенности пуска ДПТ параллельного и последовательного возбуждения  Скоростная, механическая, моментная характеристики ДПТ параллельного, последовательного и смешанного возбуждения. Режимы работы ДПТ: двигательный,

генераторный, торможения противовключением, динамического торможения. Рабочие характеристики двигателей постоянного тока.