Общие сведения о курсе и методические указания по самостоятельной работе над ним
В результате изучения курса «Электрические машины и преобразователи» студенты должны:
знать устройство, принцип действия, теорию работы и рабочие характеристики электрических машин, трансформаторов и вентильных преобразователей, применяемых на существующих и перспективных тепловозах или в устройствах автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте;
уметь правильно эксплуатировать отмеченные машины и преобразователи, проводить их испытания и определять необходимые параметры.
Основной формой изучения дисциплины является самостоятельная работа над рекомендованной литературой. Эта работа организуется и направляется настоящей рабочей программой.
При этом рекомендуется изучать в следующем порядке:
1. Ознакомиться с содержанием главы (или параграфа), стараясь в первую очередь понять физическую сущность явлений и процессов. ([1, 6] или другой аналогичный учебник).
2. Уяснить методику математического описания процессов, освоить вывод уравнений.
3. Законспектировать материал главы (параграфа), осветив соответствующий вопрос (вопросы) рабочей программы.
Наличие хорошего конспекта является обязательным условием успешного усвоения курса.
В настоящей рабочей программе раскрывается содержание вопросов, которые необходимо изучить, а также объем и уровень этих вопросов на итоговом контроле (экзамен, зачет).
Формулировка вопросов экзаменационных билетов или вопросов на защите по курсу полностью совпадает с формулировкой соответствующих пунктов данной программы.
Вопросы рабочей программы для ЗТ-IV и ЗЭТ-IV
Введение
Значение электрических машин, трансформаторов и вентильных преобразователей в электроэнергетике, устройствах автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте, на тепловозах с электрической передачей мощности.
Общие сведения об электрических машинах. Классификация электрических машин.
Трансформаторы
Принцип действия и устройство трансформаторов. Основные элементы конструкции и их назначение. Классификация и условные обозначения.
Холостой ход трансформатора. Теория рабочего процесса. Уравнения электрического состояния первичной и вторичной обмотки. Приведение параметров вторичной обмотки трансформатора к числу витков первичной. Схема замещения. Опыты холостого хода и короткого замыкания. Изменение вторичного напряжения трансформатора при нагрузке. Внешние характеристики. Потери и КПД трансформатора. Трехфазные трансформаторы. Группа соединения. Параллельная работа трансформаторов.
Измерительные трансформаторы.
Дополнение для студентов ЗЭТ-IV
Импульсные трансформаторы и пик-трансформаторы (назначение, принцип действия, устройство).
Асинхронные машины
Принцип образования вращающегося магнитного поля. Направление и частота вращения.
Устройство, теория рабочего процесса асинхронной машины к рабочему процессу трансформатора. Векторная диаграмма, схемы замещения, энергетическая диаграмма. Потери и КПД. Электромагнитный момент, механическая характеристика. Рабочие характеристики асинхронного двигателя. Пуск и регулирование частоты вращения асинхронных двигателей. Тормозные режимы. Однофазный асинхронный двигатель.
Дополнение для студентов ЗТ-IV
Тяговые и вспомогательные асинхронные машины тепловозов. Частотное управление тяговыми асинхронными двигателями.
Дополнение для студентов ЗЭТ-IV
Асинхронный двигатель стрелочного привода Фазорегулятор и индукционный регулятор напряжения (принцип действия, области применения).
Назначение, принцип действия и устройство сельсинов.
Машины постоянного тока
Принцип действия и устройство машин постоянного тока, области применения.
Якорные обмотки, их особенности.
Реакция якоря. ЭДС и электромагнитный момент. Коммутация в машинах постоянного тока.
Классификация генераторов постоянного тока по способу возбуждения, электрические схемы соответствующих генераторов.
Сущность процесса самовозбуждения и его условия.
Внешние и регулировочные характеристики генераторов постоянного тока с различными способами возбуждения.
Двигатели постоянного тока различных топов возбуждения. Скоростные и механические характеристики двигателей.
Пуск в ход и регулирование частоты вращения двигателей.
Универсальный коллекторный двигатель.
Дополнение для студентов ЗТ-IV
Магнитная цепь машины постоянного тока. Расчет магнитной цепи. Магнитная характеристика машины.
Расчетные соотношения для якорных обмоток. Схемы якорной обмотки – развернутая и параллельных ветвей.
Способы улучшения коммутации. Дополнительные полюса, их назначение и устройство, настройка дополнительных полюсов.
Тормозные режимы двигателей постоянного тока.
Синхронные машины
Устройство и принцип действия синхронной машины. Реакция якоря явнополюсного генератора при различном характере нагрузки. Уравнение электрического состояния цепи якоря ненасыщенного явнополюсного синхронного генератора. Характеристики генератора.
Электромагнитный момент синхронной машины, угловая характеристика.
Синхронный двигатель: особенности характеристик, способы пуска.
Дополнение для студентов ЗТ-IV
Тяговые и вспомогательные тепловозные синхронные генераторы.
Понятие о параллельной работе синхронных машин. Регулирование коэффициента мощности синхронных машин.
Регулирование активной и реактивной мощностей синхронного генератора при параллельной его работе с сетью.
Дополнение для студентов ЗЭТ-IV
Синхронный реактивный двигатель: принцип действия, особенности устройства, области применения.
Синхронный гистерезисный двигатель, шаговый двигатель: принцип действия, устройство, области применения.