Elektros egzamino klausimai ir atsakymai 9


Elektrotechnikos konspektas. Nuolatinės srovės grandinės. Kintamosios srovės grandinės. Nuosekliai ir lygiagrečiai sujungtų imtuvų grandinės.


Sinusinių dydžių vaizdavimas vektoriais. Sinusinį dydį galima pavaizduoti vektoriumi, kuris yra sukamas kampiniu greičiu ω ir kurio ilgis proporcingas sinusinio dydžio amplitudei. Vektoriaus projekcija į vertikaliąją ašį yra proporcinga sinusinio dydžio momentinei vertei, todėl sinusoidė gaunama perkėlus tų projekcijų vertes ties atitinkamais kampais ωt abscisėje. Sinusiniai dydžiai vaizduojami vektoriais, sustabdytais laiko momentu t=0, todėl vektoriaus kampas su horizontaliąja ašimi turi būti lygus sinusinio dydžio pradinei fazei. Vektorius yra sukamas kryptimi , priešinga rodyklės sukimui, todėl teigiamos pradinės fazės atidedamos atidedamos prieš laikrodžio rodyklės sukimąsi, neigiamos – rodyklės sukimosi kryptimi. Braižant vektorines diagramas – jose vaizduojami tik sinusiniai dydžiai ir vienoje diagramoje galima vaizduoti tik to paties dažnio sinusinius dydžius.

Pvz.: u=Umsin(ωt+ψu) i1=I1msin(ωt+ψ1) i2=U2msin(ωt+ψ2)

Vektorinė diagrama Įtampos ir srovės fazių skirtumos φ ženklas priklauso nuo to, kuri iš reaktyviųjų varžų yra didesnė. Kai XL>XC, grandinės reaktyvioji varža X>0, φ>0. Tokia grandinė yra aktyvaus-induktyvaus pobūdžio. Kai XLXC bus tokia:

Vektorinėje diagramoje gavome įtampų trikampį, kurio du statinius sudaro aktyviosios bei reaktyviosios įtampų vektoriai. Diagrama braižyta tokia grandinei:

Vektorinėje diagramoje gavome srovių trikampį, iš kurio galime rašyti: ; Ir=IL-IС; Ia=Icosφ; Ir=Isinφ; tgφ= Ir/ Ia. Braižydami vektorinę diagramą pasirinkome, kad I1r>I2r, t.y. IL>IC. Tokia grandinė yra aktyvaus-induktyvaus pobūdžio. Ši diagrama braižyta tokia grandinei:

Lygiagrečiai sujungtų imtuvų grandinės kompleksinė srovė yra lygi lygiagrečių šakų kompleksinių srovių sumai. Lygiagrečių šakų srovių aktyviųjų dedamųjų moduylai sudedami aritmetiškai, o reaktyviųjų – algebriškai.

. (geriausia kai S=P). Galios koeficientas priklauso nuo imtuvo aktyviosios ir pilnutinės varžų santykio. Kuo šis santykis didesnis, tuo didesnę iš šaltinio gaunamos galios dalį sudaro aktyvioji. Kadangi aktyvioji energija paverčiama kitos rūšies energija, laikoma, kad energijos šaltinis yra tuo geriau išnaudojamas, kuo didesnis imtuvo galios koeficientas. Tiekiant elektros energiją, linijose susidaro aktyviosios energijos nuostoliai, kurių galia: Pd=RlI2. Rl – linijos aktyvioji varža; I – linija tekanti srovė. Nuostolių galia linijoje tuo mažesnė, kuo didesnis imtuvų galios koeficientas. Norint padidinti elektros energijos tiekimo sistemos ekonomiškumą, imamasi specialių galios koeficiento gerinimo priemonių. Rkomenduojama parinkti variklius, kurių vardinės galios koeficiento vertės yra didesnės. Be to, daugumos variklių galios koeficientas tuo didesnis, kuo variklio apkrova artimesnė varidinei. Dėl to patartina per mažai pakrautus variklius pakeisti mažesnės galios varikliais ir stengtis, kad jie kuo trumpiau dirbtų tuščiąja eiga ar per mažai apkrauti.

Rotoriaus atsilikimas nuo statoriaus magnetinio lauko įvertinamas santykiniu dažnių skirtumu, kuris vad. slydimu :s = ( n0 – n ) / n0. Vardinis asinchroninių variklių slydimas sN = 0.01 – 0.07.

Statorius – tai asinchroninio variklio nejudamoji dalis, kurioje sudaromas magnetinis sukamasis laukas. Tai feromagnetinės medžiagos cilindras su išilginiais grioveliais vidinėje pusėje.

Rotorius – tai feromagnetinės medžiagos cilindras, kurio išoriniuose išilginiuose grioveliuose yra rotoriaus apvija. Yra dvejopos sandaros rotoriai : trumpai sujungtas rotorius;fazinis rotorius. Asinchroninio variklio nuostoliai . Energetinė diagrama.

Elektrinė aktyvioji galia, kurią trifazis variklis gauna iš tinklo, Pe = P1 = 3Pf = 3U1I1cosφ. Šios galios dalis yra statoriaus magnetinių ir elektrinių nuostolių galia – Pd m1 ir Pd e1. Iš variklio statoriaus perduodama į rotorių elektromagnetinė galia – Pem. Dalis jos yra rotoriaus nuostolių galia: magnetinių – Pd m2, elektrinių – Pd e2 ir mechaninių – Pd mech.

Variklio atiduodama galia P2 mažesnė už imamą iš tinklo galią P1. Galių skirtumas Pd = P1 - P2 - tai galios nuostoliai variklyje. Variklio galios nuostolius sudaro : Mechaniniai nuostoliai Pd mech – dėl guolių trinties ir ventiliacijos; Elektriniai – nuostoliai Pde – statoriaus ir rotoriaus apvijų varžose; Magnetiniai nuostoliai Pdm – statoriaus šerdyje. Magnetiniai nuostoliai rotoriuje dėl žemo dažnio (f2 << f ) labai maži.

Variklio mechanine charakteristika – tai variklio sūkių dažnio priklausomybė nuo jo statinio mechaninio momento n=f(M). Darbo charakteristikos – tai variklio pagrindinių dydžių I – srovės; P1 – imamos iš tinklo galios; cosφ – galios koeficiento; η – naudingumo koeficiento; s – slydimo; M – momento ir n – sūkių dažnio priklausomybės nuo variklio atiduodamos galios P2.

Asinchroninio variklio greitį galima keisti, keičiant magnetinio lauko polių porų skaičių. Statoriaus polių porų sk. priklauso nuo apvijos ričių skaičiaus ir jų sujungimo schemos. Greitį galima keisti ne tik šuoliais. Asinchroninio variklio greitį galima keisti prijungiant jo statoriaus apviją prie reguliuojamo dažnio f = var šaltinio. Šis būdas perspektyvus. Greitį galima reguliuoti sklandžiai. Variklių su faziniu rotoriumi greitis reguliuojamas, keičiant rotoriaus grandinės varžą. Greitį galima reguliuoti sklandžiai. Kai kuriais atvejais greitį galima šiek tiek pareguliuoti, keičiant variklio statoriaus apvijos įtampą. Šį būdą galima taikyti mažai apkrautiems varikliams.

Trifazio variklio prijungimas prie vienfazio tinklo. Trifazį variklį galima prijungti prie vienfazio tinklo, panaudojus vieną jo statoriaus apvijos fazę kaip paleidimo apviją. Variklį paleidus, fazę su paleidimo kondensatoriumi ar rezistoriumi galima atjungti. Variklio vardinė galia sudaro tik 40 – 50 % vardinės trifazio variklio, prijungto prie trifazio tinklo, galios. Kai reikia turėti didesnį sukimo momentą, naudingumo ir galios koeficientą, kondensatorius paliekamas įjungtas ir varikliui dirbant. Kadangi variklio paleidimui reikalingas didesnės talpos kondensatorius, o darbui – mažesnės, paprastai yra prijungiami du: paleidimo metu įjungiami abu kondensatoriai – C1 ir C2, o darbui paliekamas tik C2. kondensatoriaus talpa priklauso nuo variklio statoriaus sujungimo būdo ir gali būti apskaičiuojama mikrofaradais šitaip:

Čia I – fazinė srovė amperais,

U – fazinė įtampa voltais.

Valdymo grandinėse yra naudojami elektroniniai loginiai elementai. Panaudojus loginių elementų integrines mikroschemas, galima sudaryti kompaktiškus bekontakčius elektros pavarų valdymo įtaisus. Paprasčiausia tiristorinio kontaktoriaus schema pavaizduota . Tarkime norime prijungti ir atjungti nuo nuolatinės įtampos šaltinio imtuvą. Paspaudus S1, tirsitoriui VS1 paduodamas valdymo signalas. Tiristorius VS1 tampa laidus, juo ir imtuvu teka srovė I1. Imtuvą galima atjungti nuo tinklo tik tuo atveju, kai tiristorius VS1 tampa nelaidus. Tam reikia, kad jo srovė nors trumpam būtų sumažinta iki nulio. Tuo tikslu yra įjungtas kondensatorius C, kuris per rezistorių R1 įsikrauna iki įtampos U. Tam, kad tiristorius VS1 taptų nelaidus, reikia paspausti mygtuką S2. tuomet tiristoriui VS2 paduodamas valdymo signalas, jis tampa laidus. Kondensatorius C išsikrauna per VS2, R2, ir VS1. teka išsikrovimo srovė i2 (t), kuri yra priešingos srovei I1 krypties. Tinkamai parinkus C, R1, ir R2 parametrus, galima pasiekti, kad reikiamu momentu I1=i2. Tuomet bendra srovė tekanti per tiristorių VS1, lygi nuliui, ir tiristorius tampa nelaidus. Imtuvu srovė neteka.

Elektros pavaroje elektros energija iš šaltinio per keitiklį (pakeičia elektros energijos parametrus[ įtampą, dažnį...]) patenka į elektros variklį M, kuriame paverčiama mechanine. Toliau mechaninė energija per perdavimo įtaisą (reikalingas, kai variklio rotoriaus ir darbo įtaiso sūkių dažniai yra nevienodi ) patenka į darbo mašiną, kur yra suvartojama. Automatizuota pavara turi valdymo įtaisą (skirtas elektros varikliui valdyti ), kuriuo galima reguliuoti bei kontroliuoti ir elektrinius ir mechaninius elektros pavaros parametrus. Tuo tikslu dažnai sudaromas grįžtamasis ryšys.

Atsižvelgiant į elektros pavaros paskirtį darbo mašinoje, ji gali būti vadinama : Pagrindine pavara. Ji valdo svarbiausią darbo įtaiso judesį, įgalina atlikti pagrindinę gamybos proceso operaciją. Pagalbinė pavara. Ji valdo pagalbinius darbo įtaiso judesius, įgalina atlikti pagalbines operacijas. Priklausomai nuo variklių skaičiaus ir jų ryšio su darbo mašina : Grupinė yra tokia elektros pavara, kuri valdo keletą vienos mašinos darbo įtaisų arba keleto mašinų darbo įtaisus. Individualioji elektros pavara yra tokia, kuri suteikia judesį vienam mašinos darbo įtaisui. Susietoji elektros pavara turi du ar daugiau variklių, kurie susieti mechaniškai arba elektriškai. Daugvariklė pavara yra tokia susietoji pavara, kurios keli varikliai suka bendrą veleną. Elektros pavaros dar gali būti skirstomos į tipus pagal tai, koks panaudotas : Variklis (nuolatinės srovės,asinchroninė,sinchroninė pavara) Keitiklis (tiristorinė, tranzistorinė pavara) Automatinio valdymo įtaisas (automatizuota, programinio valdymo pavara) Perdavimo įtaisas (reduktorinė, nereduktorinė, elektros hidraulinė pavara).

Paspaudus paleidimo mygtuką S2, valdymo grandinė sujungiama, ja ima tekėti srovė. Dėl to kontaktoriaus inkaras pritraukiamas ir visi schemoje pavaizduoti jo kontaktai KM sjungiami. Trys jo jėgos kontaktai KM prijungia variklio statoriaus apviją prie trifazio tinklo, todėl variklis ima suktis. Ketvirtasis – valdymo kontaktas KM – trumpai sujungia paleidimo mygtuką S2 . Pastarąjį atleidus spyruoklė grąžina mygtuko kontaktus į pradinę – atjungtąją padėtį. Valdymo grandinėje srovė nenutrūksta, nes sujungtas valdymo kontaktas KM. Jis bus sujungtas tol, kol kontaktoriaus rite tekės srovė.

Reversuoti variklį galima, tik paspaudus stabdymo mygtuką S1 ir po to – S3. Kai variklis sukasi priešinga kryptimi, pirmojo kontaktoriaus KM1 įjungti negalėsime, nes jo ritės grandinę nutraukia atjungiamieji kontaktai KM2. Kai reikia variklį reversuoti vieno mygtuko paspaudimu, valdymo grandinėje naudojami mechaniškai sublokuoti sujungiamieji ir atjungiamieji mygtukai. Pavyzdžiui, spaudžiant mygtuką S2, sujungiama KM1 (pirmojo) ir nutraukiama KM2 (antrojo) kontaktoriaus grandinė. Spaudžiant mygtuką S3, nutraukiama KM1 grandinė ir sujungiama KM2. Atjungiamieji kontaktai KM1 irKM2 reikalingi tam, kad vienu metu negalėtų veikti abu kontaktoriai. Specialiai yra gaminami reversiniai kontaktoriai, turintys bendrą mechaninę jungtį ir dvi rites, kurios veikia pakaitomis. Kai reikia darbo įtaiso judėjimą apriboti kuria nors kryptimi, į valdymo grandinę nuosekliai su kontaktoriaus rite įjungiamas galinis eigos jungiklis SQ.

Magnetinis paleidiklis patogus tuo, kad variklį galima valdyti per atstumą. Vieną variklį galima paleisti ir atjungti nuo tinklo iš keletos vietų. Pavyzdžiui, norint valdyti variklį iš trijų vietų, trys paleidimo mygtukai sujungiami lygiagrečiai, o stabdymo – nuosekliai. Paprastai vienas paleidimo ir vienas stabdymo mygtukas esti sumontuoti viename korpuse.Stabdymo mygtuko galvutė daroma raudona,kad jį būtų lengviau atskirti.

Variklio pritaikymas siurbliui pripildančian vandens rezervuarą:

Pakeiskime valdymo grandinės dalį, kuri yra tarp taškų 1-2, grandine, pavaizduota 13.72pav,b. Tam, kad siurblys dirbtų automatiškai, paprastai naudojama vandens lygio relė KL, kurios kontaktus valdo plūdė. Kai rezervuare vandens per mažai, plūdė sujungia relės sujungiamuosius kontaktus KL, kurie įjungti lygiagrečiai mygtukui S2. Siurblys dirba tol, kol pripildo rezervuarą iki reikiamo lygio. Tada plūdė pakyla ir atjungia relės atjungiamuosius kontaktus KL, kurie nutraukia kontaktoriaus ritės grandinę. Siurblys nustoja dirbti. Siurblį galima valdyti ir mygtukais S1 bei S2, bet, kai rezervuaras pilnas, paspaudus paleidimo mygtuką S2, siurblys neveiks, nes relės atjungiamieji kontaktai KL bus atjungti

Matavimų paklaidos: Matavimų paklaidos- nuokrypis nuo fizikinio dydžio tikrosios vertės. Absoliutinė paklaida-nuokrypio absoliutinis didumas. Δ=Xn-X. Santykinė paklaida- absoliutinės paklaidos santykis su tikrąja matuojamo dydžio verte δ=Δ/X. Matavimų priemonės: Tai techninės priemonės, kurios naudojamos elektriniams matavimams ir kurių paklaidos yra normuojamos. Prie jų priskiriama matai, elektriniai matavimo prietaisai, matavimo keitikliai, matavimo įrenginiai, matavimo informacijos sistemos. Voltmetras, Oscilografas, lygintuviniai prietaisai, savirašiai prietaisai, vatmetras, ommetras, megommetras, ampermeetras, tiltelis, Matavimų būdai: Metodai yra du: Tiesioginės atskaitos ir palyginamasis( nulinis, skirtuminis, pakeitimo). Prietaisų tikslumas: Prietaiso paklaida-Paklaidos, kurios matuojant gaunamos dėl prietaiso elementų netobulumo. Matavimo prietaisui galima apskaičiuoti absoliutinę ir santykine paklaidas. Tikslumo klasės: 0,05 0,1 0,2 ;

Elektros egzamino klausimai ir atsakymai 9. (2015 m. Rugpjūčio 30 d.). http://www.mokslobaze.lt/elektros-egzamino-klausimai-ir-atsakymai-9.html Peržiūrėta 2016 m. Gruodžio 08 d. 22:24