Tipul lecției: Formarea cunoștințelor noi.
- Educațional: Să formuleze în studenți conceptul de numire a unui generator sincron, dispozitivul său și principiul acțiunii.
- Educațional: Să insufle elevilor un interes în disciplina și abilitățile de lucru în echipă.
- Dezvoltarea: promovarea dezvoltării gândirii independente. Dezvoltarea activității creative.
- Didactic: Învață să folosești diverse materiale didactice. Arătați formele și metodele de gestionare a activității cognitive a elevilor în lecție.
Vizibilitatea în lecție:
- Poster "Generator sincron"
- Stativ de perete "Mașini AC"
- Generarea sincronă a generatorului
- Cartile de lucru (apendicele 1)
- Încercări pentru fixarea materialului (apendicele 2)
- Diapozitive pe suporturi electronice
1. Moment organizatoric:
1.2. Definirea lipsei
1.3. Verificarea pregătirii elevilor pentru lecție
1.4. Organizarea atenției.
2. Scopul și motivația:
2.1. Setarea obiectivului pentru studenți
2.2. Familiarizarea studenților cu planul de lecție
2.3. Formarea atitudinilor față de percepția și înțelegerea informațiilor educaționale.
3. Actualizarea cunoștințelor dobândite anterior:
3.1. Ce fel de mașină electrică se numește generator?
Răspuns: Generatorul este o mașină electrică care convertește energia mecanică în energie electrică.
3.2. Pe ce lege a electromagnetismului se află principiul funcționării generatoarelor?
Răspuns: Principiul generatorului se bazează pe legea inducției electromagnetice: EMF este indus în două cazuri: atunci când conductorul se mișcă într-un câmp magnetic și când fluxul magnetic în jurul conductorului se schimbă.
3.3. Ce este un câmp magnetic?
Raspuns: Câmpul magnetic este un suport material, care poate fi detectată numai empiric - ceea ce face din acest domeniu este corpul mai magnetizat sau un conductor parcurs de curent, în jurul valorii de curent purtătoare conductor, un câmp magnetic.
3.4. Ce dispozitiv electric este numit electromagnet și pentru ce este destinat?
Răspuns: Un electromagnet este un dispozitiv electric format dintr-o bobină și un miez ferimagnetic, conceput pentru a crea un flux magnetic.
3.5. Cerințe speciale pentru mașinile electrice
Răspuns: Cerințele de bază pentru mașinile electrice ale PS includ:
3.6. Condiții specifice de funcționare pentru mașinile electrice PS.
Răspuns: Caracteristicile specifice ale funcționării mașinilor electrice ale PS includ:
- fluctuația temperaturii ambientale (de la -50 ° C la + 50 ° C);
- fluctuația umidității (95 * 3%);
- praf de mașini instalate în aer liber, contra-flux de aer;
- Proiectarea mașinilor și condițiile de amplasare a acestora pe materialul rulant ar trebui să permită accesul convenabil la piesele deservite.
4. Formarea noilor concepte:
4.1. Un generator sincron este o mașină de curent alternativ care convertește orice tip de energie în energie electrică.
Generatorul este o mașină electrică care convertește energia mecanică în energie electrică.
4.2. De ce este denumită mașină sincronă?
Sincronă este o mașină de curent alternativ fără perie, a cărei viteză de rotație este constantă și determinată (la o anumită frecvență) de numărul de perechi de pol: n = 60 * f / p; (f = 50Hz). unde p este numărul de perechi de poli.
De exemplu: un generator cu douăzeci de poli ar trebui să aibă o viteză de n = 60 * 50/10 = 300 rpm.
4.3. Utilizarea generatoarelor sincrone în transportul feroviar
În transportul feroviar, mașinile sincrone sunt cel mai adesea folosite ca alternatoare pe locomotivele diesel și în secțiunile frigorifice.
4.4. Inducerea EMF în generatoare sincrone
Inducerea EMF în generatoare sincrone se realizează în conformitate cu legea inducției electromagnetice: E = B * L * U * sin L.
Fig.1. Principiul generatorului sincron.
Din moment ce, în principiu, lipsit de importanță dacă conductorul în mișcare intersectează câmpul magnetic sau, se deplasează invers câmpului magnetic se intersectează cu un conductor fix, generatoarele sincrone structural poate fi format din două feluri. În primul dintre ele (ris.1.a.) poli magnetici pot fi plasate pe stator și conductorul pe rotor și scos din ele prin intermediul unor perii și inele de curent alternativ,.
Partea care creează un câmp magnetic este numită inductor. și acea parte a mașinii în care este localizată înfășurarea, în care este indus CEM, se numește ancora.
Prin urmare, în primul tip de generator, inductorul este staționar, iar armatura se rotește. La astfel de generatoare, un contact de alunecare într-un circuit de putere mare generează pierderi semnificative de energie, iar la tensiuni înalte prezența unui astfel de contact devine imposibilă. Prin urmare, generatoarele cu o armătură rotativă și inele fixe funcționează numai la tensiuni mici (până la 380/220 V) și la puteri mici (până la 15 kW).
Cele mai utilizate generatoare sincrone, în care polii sunt plasați pe rotor, și ancora - pe stator (Fig.1.b.).
4.5. Generatoare sincrone monofazate și trifazate
Desigur electric cunoscut faptul că în cazul în care se rotește rotorul-inductor, înfășurarea statorică va induce o tensiune variabilă (ris.2.a.) Acest fenomen este baza aparatelor generator de curent alternativ monofazat. Înfășurarea statorului poate fi, de asemenea, făcută multă fază, dar în practică cel mai frecvent este un sistem de curent trifazat alternativ (figura 2b).
4.6. Generator sincron
Generatoarele sincrone sunt utilizate pe locomotivele cu transfer de putere alternativă directă și alternativă ca motoare de tracțiune, cu motoare cu ardere internă (diesel) care servesc ca motoare primare. Ele sunt de asemenea utilizate ca mașini auxiliare pe locomotive diesel, locomotive electrice și în autoturisme.
Figura 3. Generator sincron.
Statorul este o parte fixă a mașinii sincrone (fig.3a) și constă dintr-un corp și un miez în ale căror canale există o înfășurare statorică proiectată pentru a induce EMF în el. Miezul statorului este recrutat din foi de oțel electric cu o grosime de 0,35 sau 0,5 mm, în care canelurile sunt tăiate pentru a fi montate conductorii înfășurării statorului.
4.7. Stâlpii expliciți și impliciți ai electromagneților
rotor generator sincron este un arbore pe care miezurile sunt fixate în pol mașini sincrone frapante (ris.3.b.), sau creștere a tolelor de oțel electrice în mașini sincrone nelocalizat (3.B).
În generatoarele sincrone de mare viteză, polii impliciți sunt construiți pentru a asigura forța mecanică necesară.
Figura 4. Stâlpi expliciți și impliciți de electromagneți.
Bobina de excitație este realizată dintr-un fir de cupru cu secțiune transversală dreptunghiulară, ale cărui capete sunt transmise către inelele de contact montate pe rotor. Colectorul de curent de la inelele de contact (posterul "generator sincron") se efectuează cu ajutorul periilor instalate în suporturile periilor și presate pe suprafața de contact prin arcuri.
În generatoarele sincrone se folosesc două metode principale de excitație: independent (fig.5a) și auto-excitație (figura 5b)
Figura 5. Excitare independentă și auto-excitație a mașinii.
Cu excitație independentă, bobina de excitație este alimentată de la un generator de curent continuu cu o bobină independentă de excitație situată pe arborele rotorului generatorului sincron și care se rotește cu el (putere mare).
În timpul auto-excitației, bobina de excitație este alimentată de către un generator sincron prin intermediul unui redresor (de putere mică și medie).
4.8. Principiul de funcționare al unui generator sincron
Cu ajutorul motorului primar, inductorul rotorului se rotește. Câmpul magnetic este localizat pe rotor și se rotește împreună cu el, astfel încât viteza de rotație a rotorului este egală cu viteza de rotație a câmpului magnetic - de aici și mașina de sincronizare a numelui.
Figura 6. Modul generator de operare sincronă a mașinii.
Când fluxul magnetic pol rotor traversează înfășurarea statorică și induce emf în ea conform legii inducției electromagnetice: E = 4,44 * f * w kw * * F unde:
f - frecvența curentului alternativ, Hz; w este numărul de viraje; kw este factorul de lichidare; Ф este fluxul magnetic.
Frecvența EMF de inducție (tensiune, curent) a generatorului sincron: f = p * n / 60, unde:
p este numărul de perechi de poli; n - viteza rotorului, rpm.
Înlocuirea: E = 4,44 * (n * r / 60) * w * kw * F și definind: 4,44 * (p / 60) * w * kw - se referă la proiectarea mașinii și creează factor constructiv: C = 4,44 * (p / 60) * w * kw.
Astfel, ca orice generator bazat pe legea inducției electromagnetice, EMF indus este proporțional cu fluxul magnetic al mașinii și viteza de rotație a rotorului.
4.9. Reversibilitatea unui generator sincron
Motoarele sincrone sunt, de asemenea, utilizate ca un motor electric, în special în centralele mari (peste 50 kW)
Figura 7. Modul de funcționare al mașinii sincrone.
Pentru a opera mașina sincronă în modul motor, bobina statorului este conectată la o rețea trifazată, iar bobina rotorului la sursa de curent continuu. Ca urmare a interacțiunii câmpului magnetic rotativ al mașinii cu un curent constant al înfășurării de excitație, apare un cuplu M, care îl încarcă cu viteza câmpului magnetic.
4.10. Condiții pentru includerea unui generator sincron într-o rețea
Pentru a activa generatorul într-o rețea, este necesar:
- aceeași alternanță a fazelor în rețea și generator;
- tensiune de rețea egală și generator de EMF;
- egalitatea frecvențelor EMF ale generatorului și tensiunea rețelei;
- porniți generatorul într-un moment în care generatorul EMF în fiecare fază este îndreptat împotriva tensiunii rețelei.
Nerespectarea acestor condiții conduce la faptul că, în momentul în care generatorul la curenții de rețea apar, care pot fi mari și de ieșire a sistemului generator.
5. Consolidarea cunoștințelor dobândite:
5.1. Întrebări de test:
- Ce fel de mașină electrică se numește generator?
Răspuns: Generatorul este o mașină care convertește energia mecanică în energie electrică.
- De ce este denumită mașină sincronă?
Raspuns: Câmpul magnetic este în rotor și se rotește cu ea, astfel încât viteza de rotație a câmpului magnetic este egal cu viteza rotorului - datorită acestui nume sincron.
- Prin ce lege este EMF introdus în armatura mașinii?
Raspuns: Prin legea inducției electromagnetice - EMF este indus în cele două cazuri: atunci când se deplasează un conductor într-un câmp magnetic sau modificarea unui câmp magnetic în jurul conductorului.
- Care sunt cele două metode principale de excitație pe care le cunoașteți?
Răspuns: excitație independentă și auto-excitație.
- Care este relația dintre p și n la generatoarele sincrone la frecvența declarată a curentului alternativ?
Răspuns: Proporția inversă: cu cât mai mult, cu atât mai puțin.
Nr. 1: Numărul de perechi de poluri ale generatorului sincron 4. Determinați frecvența de rotație a câmpului magnetic al statorului dacă frecvența curentului generat este de 50 Hz.
f = 50 Hz; n = f * 60 / p = 50 * 60/4 = 750 rpm.
Numărul 2: Câți poli trebuie să aibă un generator sincron cu o frecvență EMF de 50 Hz, dacă rotorul său se rotește la o frecvență de 500 rpm.
n = 500 rpm; p = f * 60 / n = 50 * 60/500 = 6 perechi.
# 3: Alternatorul are 10 perechi de poli și rotorul său se rotește la 1200 rpm. De câte ori pe secundă curentul își schimbă direcția?
n = 1200 rpm; f / 2 = p * n / 60 * 2 = 10 * 1200/60 * 2 = de 100 de ori;
Nr. 4: Găsiți EMF indus într-o fază a statorului alternatorului, dacă numărul de viraje este de 24; coeficientul de înfășurare 0,9; frecvența EMF este de 50 Hz, iar fluxul magnetic este de 0,05 Vb.
kw = 0,9; Ф = 0,05 Вб; E = 4,44 * f * kw * w * = 4,44 * 50 * 0,9 * 0,05 = 10 V.
№5: Selectați numărul necesar de lichidare se transformă șase poli generator sincron, al cărui rotor se rotește la 1000 rot / min la CEM la bornele sale a fost de 220 V, când fluxul magnetic generat de înfășurarea rotorului de excitație este egal cu 0,05 Wb și respectivul factor de înfășurarea statorică înfășurări 0,92.
N = 6 poli; Ф = 0,05 Вб; E = 4,44 * f * w * kw * F;
n = 1000 rpm; kw = 0,92; f = p * n / 60 = (6/2) * 1000/60 = 50Hz;
Definiți: w =. w = E / 4,44 * f * kw * F = 220 / 4,44 * 50 * 0,92 * 0,05 = 22 in.
Articole similare
-
Dispozitivul și principiul de acțiune al releului de comandă a lubrifierii ркс - студопедия
-
Gazul brun pentru încălzirea casei este principiul muncii generatorului, cum să-l faci singur
Trimiteți-le prietenilor: