Получение вращающегося магнитного поля

Для получения вращающегося магнитного поля необходимо:

1. фазные обмотки должны быть смещены по окружности статора на угол 120⁰;

2. токи в фазах должны быть смещены также на угол 120⁰.

Если ток положительный, считаем, что он направлен от начала фазы к концу, а если он отрицательный, то он направлен от конца фазы к началу.

28. Соединение приёмников энергии в звезду, роль нулевого провода. Фазные и линейные напряжения.

При соединении звездой к началам обмоток генератора А, В, С присоединяются линейные провода, соединяющие генератор с нагрузкой. Концы обмоток генератора соединяются в узел, называемой нейтральной или нулевой точкой (N, 0). Точку, в которой объединены три конца трехфазной нагрузки, называют нулевой или нейтральной точкой нагрузки (n, 0’). Нулевым (нейтральным) проводом, называют провод, соединяющий нулевые точки генератора и нагрузки.

При соединении приемников энергии звездой трехфазная система может быть четырехпроводной (с нулевым проводом) или трехпроводной (без нейтрального провода).

а) б)

Рис.4.2

Текущие по линейным проводам токи – называются линейными токами (I_A, I_B, I_C или I_Л).

Напряжение между линейными проводами – линейное напряжение (U_AB, U_BC, U_CA или U_Л).

Каждую из трех обмоток генератора называют фазой генератора, каждую из трех нагрузок – фазой нагрузки. Протекающие по фазам токи называют фазными токами (I_Ф), напряжения на фазах – фазными напряжениями (U_A, U_B, U_C или U_Ф).

Ток, протекающий в нейтральном проводе обозначается I₀, I_N.

В случае однородности и равенства всех трех сопротивлений приемников энергии трехфазная нагрузка называется симметричной. При симметричной нагрузке ток в нейтральном проводе равен нулю.

Роль нулевого провода. При наличии нулевого провода фазные напряжения не зависят от нагрузки.

29. Принцип работы простейшего генератора и простейшего двигателя.

Машины, преобразующие механическую энергию в электрическую, называются генераторами.

Простейший генератор постоянного тока (рис. 1) представляет собой помещенную между полюсами магнита рамку из проводника, концы которого присоединены к изолированным полукольцам, называемым пластинами коллектора. К полукольцам (коллектору) прижимаются положительная и отрицательная щетки, которые замыкаются внешней цепью через электрическую лампочку. Для работы генератора рамку проводника с коллектором необходимо вращать. В соответствии с правилом правой руки при вращении рамки проводника с коллектором в ней будет индуктироваться электрический ток, изменяющий свое направление через каждые пол-оборота, так как магнитные силовые линии каждой стороной рамки будут пересекаться то о одном, то в другом направлении. Вместе с этим через каждые пол-оборота изменяется контакт концов проводника рамки и полуколец коллектора со щетками генератора. Во внешнюю цепь ток будет идти в одном направлении, изменяясь только по величине от 0 до максимума. Таким образом, коллектор в генераторе служит для выпрямления переменного тока, вырабатываемого рамкой. Для того чтобы электрический ток был постоянным не только по направлению, но и по величине, (по величине — приблизительно постоянным), коллектор делают из многих (36 и более) пластин, а проводник представляет собой много рамок или секций, выполненных в виде обмотки якоря.

Рис. 1. Схема простейшего генератора постоянного тока: 1 — полукольцо или коллекторная пластина; I — рама проводника; 3 — щетка генератора

Принципиальное устройство простейшего генератора переменного тока показано на рис. 4. В этом генераторе концы рамки проводника присоединяются каждый к своему кольцу, а к кольцам прижимаются щетки генератора. Щетки замыкаются внешней цепью через электрическую лампочку. При вращении рамки с кольцами в магнитном поле генератор даст переменный ток, изменяющий через каждые пол-оборота величину и направление. Такой переменный ток называется однофазным. В технике применяются генераторы трех-

Рис. 2. Схема простейшего генератора переменного тока:

1 — полюс электромагнита; 2 — катушка возбуждения; 3 — контактное кольцо; 4 — щетка генератора; S — внешняя цепь; 6 — рамка проводника; 7 — источник постоянного тока

фазного тока, которые по ряду причин являются наиболее удобными для использования. Простейший трехфазный генератор имеет три рамки (обмотки) проводов, сдвинутых относительно друг друга по окружности вращения на 120 °. Трехфазный ток изменяет свою величину и направление через каждые 120° оборота. Время на совершение одного колебания называется периодом, а число периодов в секунду — частотой переменного электрического тока.

30. Использование машин постоянного тока, устройство основных узлов и их назначение.