Ви переглядаєте архівну версію офіційного сайту НУЛП (2005-2020р.р.). Актуальна версія: https://lpnu.ua

Електричні машини та обладнання електроенергетичних систем сталого розвитку

Спеціальність: Системи енергетики сталого розвитку
Код дисципліни: 6.141.09.O.49
Кількість кредитів: 6
Кафедра: Електромехатроніка та комп'ютеризовані електромеханічні системи
Лектор: доцент Макарчук Олександр Володимирович
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Результати навчання:
• розуміти принцип дії і будову різних типів електричних машин і трансформаторів;
• вміти продемонструвати поглиблені знання фізичних явищ в електричних машинах і трансформаторах в різних режимах роботи і здійснити їх математичний опис;
• вміти продемонструвати знання основних характеристик електричних машин і трансформаторів.
• вміти застосовувати отримані знання з електричних машин і трансформаторів на практиці та мати дослідницькі навички;
• могти розв’язувати поставлені з електричних машин і трансформаторів задачі та приймати відповідні рішення;
• мати потенціал до подальшого вивчення електричних машин і трансформаторів.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни:
• Теоретичні основи електротехніки
• Електротехнічні матеріали
• Теоретична механіка
• Фізика
• Вища математика
Короткий зміст навчальної програми:
Загальні положення Електричні машини – перетворювачі енергії. Основні типи електричних машин, їх роль і значення в сучасній техніці і енергетиці. Мета, предмет і завдання вивчення дисципліни „Електричні машини та обладнання електроенергетичних систем сталого розвитку”. Принцип зворотності електричних машин. Електромагнітні співвідношення при перетворенні енергії. Матеріали, які застосовуються в електромашинобудуванні. Трансформатори Визначення і основні типи трансформаторів. Основні конструктивні елементи трансформатора. Принцип дії трансформатора. Сучасні конструкції трифазних трансформаторів для забезпечення електромагнітної сумісності. Рівняння трансформатора з феромагнітним осердям. Зведення обмоток трансформатора до одного числа витків. Заступна схема трансформатора. Ідентифікація параметрів трансформатора. Неробочий хід і коротке замикання трансформатора. Зміна напруги трансформатора. Втрати і коефіцієнт віддачі трансформатора. Трифазні трансформатори. Схеми і групи сполучень трифазних двообмоткових трансформаторів. Загальні питання теорії машин змінного струму Класифікація і загальна характеристика машин змінного струму. Основні елементи конструкції і принцип дії машин змінного струму. Електрорушійна сила (ЕРС) якірної обмотки машини змінного струму. Магніторушійна сила (МРС) однофазної якірної обмотки. Пульсуюче магнітне поле. МРС трифазної обмотки. Обертове магнітне поле. Властивості третьої гармоніки МРС трифазної обмотки. Асинхронні машини Принцип дії асинхронної машини. Призначення і роль асинхронної машини в народному господарстві. Типи асинхронних машин. Основні режими роботи трифазної асинхронної машини. Основні елементи конструкції трифазного асинхронного двигуна. Явища в асинхронному двигуні при нерухомому роторі і при обертанні ротора під навантаженням. Основні рівняння асинхронного двигуна. Зведення ротора асинхронної машини до її статора. Рівняння зведеного асинхронного двигуна. Заступна схема і векторна діаграма асинхронного двигуна. Неробочий хід і дослід короткого замикання асинхронного двигуна. Енергетична діаграма асинхронного двигуна. Електромагнітний момент асинхронного двигуна. Робочі характеристики асинхронного двигуна. Пуск в хід асинхронних двигунів. Регулювання частоти обертання асинхронних двигунів зміною ковзання (підведеної напруги і введенням опору в коло фазного ротора), зміною кількості пар полюсів і частоти напруги живлення. Синхронні машини Принцип дії синхронної машини. Основні визначення і типи синхронних машин. Короткий опис основних конструктивних елементів турбогенераторів і гідрогенераторів. Синхронні генератори з постійними магнітами для вітроенергетики. Реакція якоря в синхронному генераторі при активному, індуктивному і ємнісному навантаженнях. Реакція якоря при змішаному навантаженні. Реакція якоря в однофазній синхронній машині. Характеристики синхронних генераторів. Відношення короткого замикання. Визначення параметрів обмотки статора за характеристиками. Регулювання напруги синхронних генераторів за рахунок зміни збудження або моментом турбіни. Паралельна робота синхронних генераторів і розподіл навантаження. Умови вмикання синхронних генераторів на паралельну роботу. Вмикання по методу самосинхронізації. Електромагнітна і синхронізуюча потужність генератора. Перевантажувальна здатність синхронного генератора. Поняття про статичну і динамічну стійкість. Кутові і U – подібні характеристики. Синхронні двигуни. Конструктивні особливості синхронного двигуна. Електромагнітна потужність, синхронізуюча потужність і перевантажувальна здатність двигуна. U – подібні характеристики. Робочі характеристики синхронного двигуна. Втрати і коефіцієнт віддачі синхронних машин. Асинхронний пуск синхронних двигунів. Синхронні двигуни з постійними магнітами. Машини постійного струму Основні елементи конструкції машин постійного струму. Принцип дії машин постійного струму. Магнітне поле в повітряному проміжку машини при неробочому ході. Крива намагнічування машини. Електрорушійна сила (ЕРС) і електромагнітний момент. Магнітне поле машини при навантаженні. Реакція якоря в генераторі. Поперечна і поздовжня магніторушійна сила (МРС) якоря. Реакція якоря в двигуні. Розмагнічувальна сила поперечної реакції якоря. Комутація. Генератори постійного струму. Двигуни постійного струму. Машини з постійними магнітами.
Рекомендована література:
1. Вольдек А.И., Попов В.В. Электрические машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы. Учебник для вузов. — СПб: Питер, 2008. — 320 с.: ил.
2. Вольдек А.И., Попов В.В. Электрические машины. Машины переменного тока. Учебник для вузов. — СПб.: Питер, 2008. — 350 с.: ил.
3. Pyrhonen J. та ін. Design Process of Rotating Electrical Machines. Design of Rotating Electrical Machines / J. Pyrhonen, T. Jokinen, V. Hrabovcova, John Wiley & Sons, Ltd. 2008. –512 с.
4. Бєлікова Л.Я., Шевченко В.П. Електричні машини: Навчальний посібник. — Одеса: Наука і Техніка, 2011. — 480 с.
5. Яцун М.А. Електричні машини: Навчальний посібник. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2011. – 464 с.
Методи і критерії оцінювання:
• письмові звіти з лабораторних робіт, усне опитування, контрольна робота (30%)
• підсумковий контроль (контрольний захід, залік): письмова форма (70%)