ТРОПИКА
аглядные
пособия
Таблицы
л. Схемы

Электротехника (106)
Раздел 1. Электрические цепи постоянного
тока
1.	Электрическая цепь и схема электрической цепи
2.	Электродвижущая сила (ЭДС) и электрическое
напряжение
3.	Электрический ток в проводниках
4.	Электрическое сопротивление
5.	Закон Ома
6.	Законы Кирхгофа
7.	Основные характеристики источников
электропитания
8.	Последовательное соединение источников и
потребителей
9.	Параллельное соединение источников
10.	Параллельное соединение потребителей
1 1. Вольт-амперные характеристики нелинейных
электрических цепей постоянного тока
1 2. Графический анализ простых нелинейных
электрических цепей
Раздел 2. Однофазные цепи
синусоидального тока
13.	Емкость в цепи синусоидального тока
14.	Расчет простых цепей при последовательном
соединении элементов
15.	Расчет общего случая последовательного
соединения элементов
1 6. Расчет цепей при параллельном соединении
ветвей
1 7. Основные положения
1 8. Активное сопротивление в цепи синусоидального
тока
1 9. Индуктивность в цепи синусоидального тока
20. Комплексная форма представления
синусоидальных величин
2 1. Второй закон Кирхгофа
Раздел 3. Трехфазные цепи синусоидального
тока
22.	Трехфазные генераторы
23.	Соединение трехфазного генератора по схеме
"звезда"
24.	Соединение потребителя по схеме "звезда"
25.	Соединение потребителя по схеме "звезда":
расчет токов при несимметричной нагрузке
26.	Соединение потребителя по схеме "треугольник"
27.	Соединение потребителя по схеме "треугольник":
расчет токов при симметричной нагрузке
28.	Соединение потребителя по схеме "треугольник":
расчет токов при несимметричной нагрузке
29.	Мощность трехфазной цепи
30.	Измерение активной мощности в трехфазной
цепи
Раздел 4. Переходные процессы
3	1. Размыкание электрической цепи с индуктивностью.
32.	Включение цепи с емкостью. Зарядка
конденсатора.
33.	Включение цепи с индуктивностью
Раздел 5. Магнитная цепь
34.	Закон электромагнитной индукции
35.	Закон электромагнитной индукции
36.	Закон полного тока
37.	Механические силы в магнитном поле
38.	Примеры магнитных цепей
39.	Сердечники электрических машин и аппаратов
40.	Принцип действия однофазного трансформатора
41.	Режимы работы трансформатора
42.	Трехфазный трансформатор
43.	Трехфазный трансформатор
44.	Работа трансформатора в режиме нагрузки
45.	Трансформаторы
46.	Измерительные трансформаторы
47.	Автотрансформатор
Раздел 6. Машины постоянного тока
48.	Электродвижущая сила якоря (ЭДС) и
электромагнитный момент
49.	Искусственные характеристики двигателя с
независимым возбуждением
50.	Коммутация якоря
51.	Реакция якоря
52.	Естественные и искусственные характеристики
двигателей постоянного тока последовательного
возбуждения
53.	Схемы возбуждения. Генератор независимого
возбуждения
54.	Естественные характеристики двигателя
постоянного тока с независимым возбуждением
55.	Генераторы параллельного и смешанного
возбуждения
56.	Преобразование энергии в электродвигателе
57,	Преобразование энергии в электрическом
генераторе
Раздел 7. Асинхронные машины
58.	Расчет и построение механической
характеристики асинхронного двигателя
59.	Тормозные режимы работы асинхронного
двигателя
60.	Тормозные режимы работы асинхронного
двигателя
61.	Регулирование частоты вращения асинхронного
двигателя
62.	Энергетическая диаграмма и момент на валу
асинхронного двигателя
Раздел 8. Основы электропривода
63.	Динамический момент (внутренний момент)
64.	Приведение моментов сопротивлений (усилий) и
моментов инерции (движущихся масс) к валу
двигателя
65. Управление электрическим приводом. Пуск	101.	Счетчики импульсов и регистры
двигателя постоянного тока в функции скорости	102,	Триггеры
(ЭДС)	103.	Полупроводниковые стабилитроны
66. Управление электрическим приводом. Пуск	104.	Тиристоры
двигателя постоянного тока в функции времени	105.	Биполярные транзисторы
67. Нагрев и режимы работы электродвигателя	106.	Характеристики биполярного транзистора
68.	Выбор мощности двигателя по нагреву
69.	Управление электрическим приводом
70.	Аппаратура релейно-контакторного управления
эле ктро при во дом
71.	Аппаратура релейно-контакторного управления
электроприводом
72.	Аппаратура релейно-контакторного управления
электроприводом
73.	Однополюсный контактор постоянного тока
74.	Реле времени
75.	Репе тока и напряжения
76.	Понятие о приводе рабочей машины
77.	Моменты, действующие в приводе
Раздел 9. Электроснабжение
78.	Электроснабжение промышленного района
79.	Электроснабжение крупного предприятия
Раздел 10. Электрические измерения
80.	Измерение напряжения
8	1. Измерение активных сопротивлений
82.	Измерения тока и мощности сопротивлений
83.	Измерения. Электронный вольтметр постоянного
тока. Электронный вольтметр переменного тока.
Цифровой измерительный прибор. АЦП
последовательного приближения
84.	Измерения. Методы и погрешности
85.	Измерения. Переходные процессы
86.	Измерения. Структурная схема аналогового
электроизмерительного прибора. Условные
обозначения
Раздел 1 1. Основы промышленной
электроники
87.	Однофазный управляемый выпрямитель со
средней точкой
88.	Однофазный управляемый выпрямитель со
средней точкой: Временные диаграммы напряжений и
токов
89.	Однофазный двухполупериодный выпрямитель со
средней точкой
90.	Однофазный мостовой выпрямитель
91.	Трехфазный выпрямитель со средней точкой
92.	Трехфазный управляемый выпрямитель со средней
точкой
93.	Инвертор, ведомый сетью
94.	Работа выпрямителя на нагрузку различного
характера
95.	Трехфазная мостовая схема выпрямления
96.	Выпрямители
97.	Полупроводниковые диоды
98.	Усилители
99.	Автономные инверторы
100.	Оптроны
Электрические цепи постоянного тока
^Электротехника ^001^
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ И СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Потребители
Вспомогательная
аппаратура
электропитания
Первичные
электромашинные
генераторы
гальванические
элементы
аккумуляторы
Вторичнью
выпрямител
инверторы
трансформатор
провода
коммутационна
я аппаратура
измерительные
приборы______
аппаратура
защиты
Схема замещения
Принципиальная схема
454080. Челябинск, пр Ленина. Тб. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-59-59, http://www.cnitsusu.ac.ru
Электрические цепи постоянного тока
{Электротехника
Электродвижущая сила (ЭДС) и электрическое напряжение
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Е=В I V, Волып, В
ЭДС электромашиного
генератора Е=Се п Ф
Э Д С ( Е )	- работа
неэлектостатических сил
(сторонних) при перемещении
единичного положительного
заряда от одного зажима источника
к другому, т.е. это работа стороних
сил, отнесенная к единице
количества электричества
ЭДС аккумулятора
Электрическое напряжение (U) между точками а и b равно работе
(А), совершаемой силами электрического поля при перемещении
единичного положительного заряда между этими точками, т.е. это
работа электрических сил отнесенная к единице количества
электричества.
Фа потенциалы однородного постоянного электрического
лоля в поперечных сечениях а и Ь участка проводника
454080. Челябинск, пр. Ленина. 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59, http^/www.cnlt.susu.ac.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
1	в К Т рОТвХ Н И КЗ Q 0^
Электрические цепи постоянного тока
Электрический ток в проводниках
Направление
тока
Положительные
ионы
кристалической
решетки
Электрическое
поле
Электрический ток - упорядоченное движение
электрических зарядов
i = Ампер [А]
dt
/ = | , Ампер [А]
•*
Величина тока - количество зарядов q,
прошедших через поперечное сечение
проводника в единицу времени

Плотность тока
8 =^ = ('-5) А
S мм
454080, Челябинск, пр. Ленина. 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел, (3512) 65-59-59. httpJAvww cnit susu ac ru
^^Электротехника
Электрические цепи постоянного тока
Электрическое сопротивление
Сопротивление - способность проводника оказывать
противодействие направленному движению электрических зарядов.
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Вольт-амперные характеристики
Электрическая энергия - W = U * I t
Дж [Вт с]
- Электрическая мощность
(секундный расход энергии)
Зависимость сопротивления
от температуры
а- температурный
коэффициент сопротивления
454080. Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-59-59, htlpJ/www.cnit.susu.ac.ru
—(Электротехника f qq^
Электрические цепи постоянного токЗ
Закон Ома
Закон Ома для пассивного участка цепи.
Uab=Ir или I =	—2*.
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Внутреннее
сопротивление
источника
Закон Ома для активного участка
В источнике
ток направлен
от (-) к (+)
В потребителе
ток направлен
от (+) К (-)
ОЛ
Напряжение на зажимах потребителя
больше его ЭДС на величину внутреннего
падения напряжения 1г
454080, Челябинск, пр. Ленине. 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел (3512) 65-59-59. http7/www cnrt.susu ac.m
ех ника
Электрические цепи постоянного токЗ
Законы Кирхгофа
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Первый закон
Ё4=о
k=l
Кирхгофа
п - число токов в узле
Алгебраическая сумма токов в узле
электрической цепи равна нулю
Второй закон Кирхгофа a-b-c-d
-а - замкнутый контур в
разветвленной цепи
п - число ЭДС в контуре
m - число сопротивлений
в контуре
В замкнутом контуре алгебраическая сумма
Э.Д.С. равна алгебраической сумме падений
напряжений
454080. Челябинск, пр. Ленина, 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ, тел (3512) 65-59-59. http7Avww.cn rtsusu.ac.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
—	—^Электротехника
Электрические цепи постоянного тока
Основные характеристики источников электропитания
1.	Электродвижущая сила (ЭДС) Е, [В]
Примеры:ЭДС электромашинного генератора Е=СечпчФ, где
Се - постоянная, п - частота вращения, Ф - магнитный поток;
ЭДС свинцового аккумулятора Е=0,84 +д, где g плотность
электролита [г/см3]
2.	Внутреннее сопротивление Гет.[Ом]
3.	Мощность, развиваемая источником Pt =Еч1, [Вт].
4.	Внешняя характеристика U=f(l).
ВТ
д—1/гвт
Эквивалентный источник тока
Источник ЭДС
U=E-l4rBT - уравнение внешней характеристики
Направление на зажимах источника меньше его Э.Д.С. на
величину внутреннего падения напряжения
Идеальный источник
о
Источник ЭДС

Идеальный источник
напряжения(/н»гвг)
- ток короткого замыкания (величина тока
1к=Е/гв-т ограничивается только внутренним
сопротивлением источника)
Мощость, отдаваемая источником, меньше
U^EI-Prgp развиваемой им мощности на величину
внутренних потерь мощности
454080, Челябинск. пр Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВЫ. тел. (3512) 65-59-59, http://www.cnfl.susu.ac.fu
ротахн и ка q
Электрические цепи постоянного тока
Последовательное соединение источников и
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
потребителей
Эквивалентная
ЭДС цепи
Эквивалентное
сопротивление
цепи
Uf=Ei-l4rBii - напряжение на зажимах первого источника
U2=E2~MrBT2" напряжение на зажимах второго источника
U=Ui+U2 - напряжение на зажимах потребителя
Перераспределени
е напряжений при
изменении одного
сопротивления
k=l
Эквивалентное
(общее)
сопротивление
Ток в цепи
454080. Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59, htl₽ //www cnit susu ac nj
Электрические цепи постоянного то
-^Электротехника
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Параллельное соединение источников
Uxx - напряжение Эквивалентный
холостого хода источник ЭДС Еэ с
Неправильное
включение на
параллельную
работу
внутренним
сопротивлением R3
ЭДС
эквивалентного
источника
(напряжение
холостого хода)
Эквивалентная
- межузловое напряжение
(напряжение на нагрузке)
- ток первого
источника
- ток второго
источника
454080. Челябинск, лр. Ленина. 76, ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. теп. (3512)65*59-59. http7Avww.cnlLsu»u,ac,ru
™"^^^^Электротехника^0
Электрические цепи постоянного тока	К-У
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Параллельное соединение потребителей
Распределение токов
при изменении
сопротивления в R2
Токи в ветвях распределяются
обратно пропорционально
сопротивлениям этих ветвей
P = UI = YP>=Pi+P2 =U-1,+U-I2 =/(2 • 7?, +/22 • T?2 [5m]
454080. Челябинск, пр Ленина. 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. {3512) 65-59-59, httpJ/wwwcn rtsueu.ac.ru
(Электротехника^^
Электрические цепи постоянного тока
Вольт-амперные характеристики нелинейных электрических
цепей постоянного тока
РНГ1О Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Нелинейная электрическая цепь содержит сопротивление
с нелинейной зависимостью тока, протекающего через
него, от приложенного к этому сопртивлению напряжения
(с нелинейной В.А.Х.)
полупроводниковый
диод
биполярный
транзистор
лампа накаливания
RCT = — = —= mR  tga Статическое сопротивление в
/д т}  ОС	точке а
R
, dU т..-ae „
ДИН ~	— тк ’
di mi • be
т, be
Динамическое сопротивление в
точке а
454Q80. Челябинск, пр. Ленина. 76, ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59. httpJ/www.cnit.so»u.ac.nj

^Электротехника
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Однофазные цепи синусоидального тока
Емкость в цепи синусоидального тока
Ток конденсатора - ток периодического перезаряда
его обкладок
dq _ dUc
•c = dt C dt
u = UmsincX
i = UmcoCcoscot = lmsin(cot + 90е)
реактивное сопротивление
напряжение на
конденсаторе
На участке с емкостью ток
опережает напряжение по фазе на 90°
емкостная реактивная мощность
Qc характеризует периодический обмен энергией
между электрическим полем конденсатора и источником
Векторная диаграмма
454060. Челябинск, пр. Лемина. 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-59-59, http./A*ww.cnlt.susu.ac.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Однофазные цепи синусоидального тока
Расчет простых цепей при последовательном
соединении элементов
Схема и уравнения
l = lmSln<Bt
u = lmZsin(cot + ф)
U I
i = lmsin cot
u = lmZsin(a)t -ф)
Z = ^R2+X2
{Электротехника ^14^
Ом, полное сопротивление цепи
Треугольники сопротивлений и мощностей
подобны треугольнику напряжений цепи
5 = 7р2 + 22
В-A, полная мощность цепи
S = UI P = UicosO
Q = Uisin ф
454080, Челябинск, пр. Ленина. 7В, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел (3512) 65-59-59 hnp^/www.cnM.*usu.ac.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Однофазные цепи синусоидального тока
Расчет общего случая последовательного
(Электротехника Mis)
соединения элементов
и =	= IZ
Z = д/(Л| + Яг + Яз)2 + (Хм - Xh)2 = V/?2 + X2
Многоугольники сопротивлений
и мощностей
- падения напряжения на активных сопротивлениях
(активные составляющие)
- падения напряжения на реактивных
сопротивлениях (реактивные составляющие)
tgi? =	-£^)/(£сЛ) = X/R = Q/P
Р = Pi + Pi + Рз = UI cos<|)
Q = Qil - Q3C = UI sin ф
Закон Ома в комплексной форме
u=Ui+Ui+ih=iz
Z = Ri + Ri + R3 + j(Xu - Хзс) = Ze*
Z - комплексное сопротивление
454080. Челябинск, пр. Ленина. 78. ЮУрГУ ЧРЦ ВШ, тел (3512) 85-5&-5Э. http://www.cntt.susu.ac.ru
Однофазные цепи синусоидального тока
Электротехникаf
Расчет цепей при параллельном
соединении ветвей
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный
Ветви с идеальными элементами
Векторная диаграмма	Векторная диаграмма
454080. Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 55-59-59. http://www.cnlt.tu8u.ac.ru
Ia=JCOS^~P/U
активная составляющая тока,
характеризует активную
мощность ветви
/Р = /зтф =Q!U
реактивная составляющая тока,
характеризует реактивную
мощность в ветви
/=7(2>)2+(2>-Х/„с)2
многоугольник мощностей цепи
подобен многоугольнику ее токов
P = P\ + P1 = UI СОБф
Q = Qil — Qic = UI зтф
s = c/z = 7p2+22
^Электротехника
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Синусоидальный ток
1. Основные положения
и = lmsin (cot +С|/
Im - амплитудное значение тока
Т,с - период синусоиды
1 /Т = f, Гц - циклическая частота
w=2nf 1 /с ’ круговая частота
У,Грод(род)' начальная *аза
Действующее значение тока - это величина постоянного тока, эквивалентного данному
переменному по механическому и тепловому воздействию.
2. Представление синусоиды вращающимся вектором
Проекция вращающегося вектора на неподвижную ось
изменяется во времени по синусоидальному закону.
Каждой синусоиде можно поставить в соответствие
вращающийся вектор. Обычно векторные диаграммы
строятся для действующих значений.
Положительное направление вращения векторов принято против часовой стрелки !
454080, Челябинск, пр. Ленина, 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел (3512) 65-59-59, http://www cniLausu.ac.nj
PH ПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Однофазные цепи синусоидального тока
6. Активное сопротивление в цепи синусоидального тока
Закон Ома
u = UrnSinwt u _ и р
i = ImSincot i ” I
__________________I |о
Векторная диаграмма
участка с R
Р
cot
Волновая диаграмма участка с R
На участке с активным сопротивлением ток и напряжение совпадают по фазе !
7. Мощность участка с активным сопротивлением
- Формула расчета
мощности
Мгновенное значение мощности:
р = ui = UnJmSin cot = UI (1 - COS 2 Cl) f)
В электрических схемах активным
сопротивлением моделируют необ-
ратимое преобразование в элект-
ротехнических устройствах элект-
рической энергии источника в
механическую, тепловую, энергию излучения и химических реакций.
Среднее значение мощности:
P=-T^-fpckflt= -^f(1-cos 2cot) dent = UI
2P J 2p J
454080, Челябинск, пр Лемина. 76, ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512)85-59-59, http^/www.cnheueu.ac.ru
^Электротехник^о^*
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Однофазные цепи синусоидального тока
8. Индуктивность в цепи синусоидального тока
Индуктивное реактивное
сопротивление
Xl=coL= 2лМ
i=lm sin (cot);
u=Um sin(cot+9O°)
Индуктивная реактивная мощность
2тг
Р= —- [р dcot = О
о
Q L характеризует периодический
обмен энергией между источником
и магнитным полем катушки.
454080, Челябинск, пр. Ленина. 7в, ЮУрГУ ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-50-59, httpJ/www,cnlteusu.ac.nj
PH ПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
——  	^Электротехника! Q20
Однофазные цепи синусоидального тока
3. Комплексная форма представления синусоидальных величин
Связь вектора
с комплексной плоскостью
Алгебраическая
I=a+jb
Т ригонометрическая
i=I(cosv+jsinv)
Показательная
Формы записи вектора
cos v = a/I
1= a+b sinv = b/I
tgv|/ = b/a
I - длина вектора
a,b - проекции на действитель-
ную и мнимую оси
Ф - начальная фаза вектора
4. Первый закон Кирхгофа
5. Второй закон Кирхгофа
и, = и, + и,
wr	X	Ъ»
454080, Челябинск, пр Пенике. 76, ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59. httptfwww.cntt.susu.ac.ru
Однофазные цепи синусоидального тока
^Электротехника
ВТОРОЙ ЗАКОН КИРХГОФА
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
SqIR
Uab+Ubc+Ucd+Uda=0
или eoU=eo(IR-E)=0
Напряжение вдоль
замкнутого контура
Замкнутый контур в разветвлённой цепи
В замкнутом контуре алгебраическая сумма э.д.с.
равна алгебраической сумме падений напряжения
Метод уравнений Кирхгофа
В
Разветвленная цепь
с несколькими источниками
2. E1=I1R1+I2R2
3. E1-E2=I1R1-I2R2
Уравнения Кирхгофа
с тремя неизвестными
Метод замены нескольких параллельных
ветвей одной эквивалентной
Соединение источников Видоизменённая схема
и приёмников треугольником
\ Сопротивление и э.д.с.
i I эквивалентного источника
। _ Ei3+E23+E33
R-|3+R23+^33
Общий ток
Эквивалентная схема
Uab=Ei3-IoRi3B;
Напряжения и токи
в исходной схеме
454080, Челябинск, пр Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, теп. (3512) 65-59-59, http://www.cnit .зизи.эс.ги
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
~в кт р отех н и к а
Трехфазные электрические цепи ч-х
1.	Трехфазные генераторы
Л
Условное обозначение
трехфазной обмотки статора
а9 А,В,С - начала фаз
С ° x,y,z - концы фаз
2
Условные обозначения:
1	- трехфазная обмотка
статора
2	- сердечник ротора
3	- обмотка возбуждения
Законы изменения ЭДС при
прямом порядке чередования фаз
еа= EmSin cot
eb= Emsin (cot -120°)
ec = Emsin bt - 240°)
120°
Векторная диаграмма
ЭДС генератора
454080, Челябинск, пр. Ленина 76, ЮУрГУ, ЧРЦ BLU. тел. (3512) 65-59-58. http://www.cnit eutu ac ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Трехфазные электрические цепи О
2.	Соединение трехфазного генератора по схеме “звезда”
Соединение обмотки статора по схеме “звезда”
А,В,С • линейный провод
N - нейтральный провод
Условные
обозначения:
lb Ц> - линейные
напряжения
Векторная диаграмма напряжений
генератора
Топографическая векторная
диаграмма
А
и
вс
ГиАВ= иА - 0в
ивс— и в “Ос
0СА= ис - иА
Uc- фазные нап-
ряжения
А
При соединении
генератора по
схеме звезда
СА Л
АВ ВС
л
При соединении генератора по схеме "заезда" на его
зажимах создается симметричная система линейных и
фазных напряжений, линейные напряжения больше фазных
454060. Челябинск, пр. Ленина, 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 55-59-59. http://www.cnitsusu.ac.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
А
В
Уравнительный ток равен геомет-
рической сумме фазных токов
в
N
При одинаковых сопротивлениях фаз нагрузка будет симметричной.
В цепи с нейтральным проводом
фазные напряжения потребителя
равны фазным напряжениям
источника I	ш
е кт рот ех н и ка 24^
Трехфазные электрические цегПТ ч-У
3.	Соединение потребителя по схеме “звезда”
На основании закона Ома
lA, lg, 1с- фазные (линейные) токи потребителей
1ы- уравнительный ток
п - нейтральная точка потребителя
454080, Челябинск, пр. Ленина. 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-5&-5Э. httpJAvww.cnit.susu.ec.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
—(Электротехника^,,,?^
цепи Х-/
Трехфазные электрические
3. Соединение потребителя по схеме “звезда”: расчет токов
при несимметричной нагрузке
Q При несимметричной нагрузке в нейтральном проводе появляется уравнительный ток
Обрыв нейтрального провода при несимметричной нагрузке не допустим, т.к. ведет
к изменению фазных напряжений потребителя
Q В нейтральный провод нельзя ставить предохранители
454080. Челябинск, пр. Ленина. 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 55-59-59, http://www.cnlt.susu.ac.ru
ф
ф
--- ^Электротехника( О26
Трехфазные электрические цепи V-*
4. Соединение потребителя по схеме “треугольник”
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный
А
Во
АВ
А —
СА
А’
АВ
СА
ВС
кв» Ьо 1са- фазные токи
L L L - линейные токи
A D V
При соединении потребителя по
схеме “треугольник"
и = и
Ф л
Расчет фазных токов производят
на основании закона Ома
= иф= ил
Для расчета линейных токов используют уравнения составленны
по 1-му закону Кирхгофа в векторной или комплексной форме
454080. Челябинск, пр. Ленина. 78. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-59-59. http://www.cnit.su8u.ac.nj
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
—фле игротехника
цепи ч-z
Трехфазные электрические
3. Соединение потребителя по схеме “треугольник":
расчет токов при симметричной нагрузке
454080, Чапяб1мсж. Пр Лемина, 75. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. г «г. (3512) 55-59-5». http //www.ctK.mjmj »ст
0>
s
о
Q.
Ф
00
——	^Электротехника^ П2Я
Трехфазные электрические цепГГ
3. Соединение потребителя по схеме “треугольник”:
расчет токов при несимметричной нагрузке
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный
454080, Челябинск, пр. Ленина. 78. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-59-59, httpJ/www.cnit »u»u.ec.nj
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университе
—	....  - —^Электротехника^ n?g
Трехфазные электрические цепГГ
4. Мощность трехфазной цепи
Дпя соединения по схеме 'звезда"

UA
1 COS<PA
= UBlBcos<p
= QTcostp,
Полная мощность
трехфазной цепи
В
с
с
Мощность
цепи при
симметричной
нагрузке
Для соединения по схеме треугольник'
Р = 31уфсозФф=73 ип1л cos фл
Q = ЗЦ»1Ф Э1Пфф =\/3 Ц 1п Э1Пфл
S = зиф1ф=7з ил1п
454080, Челябинск, пр. Ленина. 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-59-59, httpJZwww.cntt.susu.ec.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Э Л 6 КТ pOTSX Н И
Трехфазные электрические цегТГ \_у
3. Измерение активной мощности в трехфазной цепи
При симметричной нагрузке в цепи
с доступной нейтральной точкой
В
о-
С
о
А
о
Pw= 11 Leos ф
W ср Ср	’ (
В трехпроводной фазной цепи
при любой нагрузке
В четырехпроводной цепи при
несимметричной нагрузке
Показания ваттметров
^wi” Цкв k cos ( Ч
= р 'wi
ф PW2= Ц.1 cos ( Цв
454080, Челябинск, пр. Пенина. 78. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-59-59, http7/www,cnl(.susu.ac.ru
'АВ
Активная мощность цепи
W1
А 1 1 W2
Р = Р
W3 'с
{Электротехника
Переходные процессы
Размыкание электрической цепи
с индуктивностью.
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
dt
di
dt
Uo
- уравнение электрического
состояния цепи после
коммутации
- начальное значение
тока
inp = 0 - принужденный ток
z(O-) = z(0+) = —
Разрядка конденсатора на сопротивление
dUc ТТ А
---+ Uc = О
dt
- уравнение электрического
состояния цепи
Uc(0)=Uo - начальное значение
напряжния на емкости
- принужденное напяжение
Ucnp=o
С/с(/) = Ucnp + Uccb = U оет
уравнение переходного напряжения
т = гС - постоянная времени
^dUc -Uo
dt г
dUc.
уравнение переходного тока
L7o Uo - начальная скорость
— - — изменения напряжения
т на конденсаторе
454080. Челябинск, пр Ленина. 76. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел (3512) 65-53-59. http://wwwcnrt susuac.ru
^Электротехника ^3^
Переходные процессы
Включение цепи с емкостью.
Зарядка конденсатора.
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет

и=о
и=.
свободный
режим
переходный
режим
принужденный
режим
Uc(t) = Ucnp + Uccb
iff) = inp + ice = icB
Уравнение переходного напряжения
(7с(0) = 0 Uccb(0) = - Ucnr(O)
inp = 0	;(O)-ic«(O) = ^^
Влияние величины напряжения источника и параметров цепи
454080, Челябинск, пр. Ленина. 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. теп. (3512) 65-59-59. httpJ/www.cnit.susu.ac.ru
——^Электротехника ^33^
Переходные процессы
Включение цепи с индуктивностью
тт ГТ, \ Т7, \ J di
Uo = Ur(f) + <Л(/) = ir 4- L —
dt
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
и0
е,
f(O-) = i(0+) = О
С/о
1ПР = —
С/о
- уравнение электрического
состояния цепи после коммутации
(2-ой закон Кирхгофа)
/(/) = inp+ 1СВ - решение дифференциального
\ уравнения
свободный
ток
переходный
т<ж принужденный
(установившийся)
ток
- начальное значение переходного тока (первый
закон коммутации) _f
ice = А • ет
-/
т = — [с] - постоянная
г времени цепи
• (1 - ex " уравнение переходного
тока в цепи
Постоянная времени определяет скорость нарастания тока и равна
времени, за которое ток i достиг бы установившегося значения
inp=U0/ir, если бы скорость его изменения оставалась неизменной
и равной начальному значению скорости
di
dt
Uo
- скорость изменения тока в
начальный момент времени
454080, Челябинск, пр. Ленина. 76. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел (3512) 65-59-59. http://www.cnlt.sueu.ac.ru
(электротехник^^зд^
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Магнитная цепь
Закон электромагнитной индукции
ЭДС, индуцируемая в проводнике при
изменении магнитного потока,равна
скорости изменения этого потока
с/Ф
е =----
dt
* Знак — говорит о том, что ЭДС
стремится ослабить причину, ее
вызывающую
Зависимость ЭДС от изменения
магнитного потока
ЭДС, наводимая в обмотке
переменным магнитным полем
сЛР	с/Ф
е =----=—со—	, где
dt	dt
СО - число витков обмотки,
у - потокосцепление
Положительное
направление
наведенной
ЭДС определяется
по правилу
правоходового
винта.
ЭДС самоиндукции ЭДС, наводимая
в контуре при изменении тока в этом же
контуре Т=£/ , где L индуктивность
454080, Челябинск, пр. Ленина. 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59*59. http://www.cnlt.susu.ac.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Магнитная цепь
Закон электромагнитной индукции
Постоянное магнитное поле
может наводить в проводнике
ЭДС при движении п
роводника относительно
магнитного поля.
Величина ЭДС
е = BIV , гДе
В- магнитная индукция поля,
/ - активная длина
проводника,
V - скорость перемещения
проводника.
Направление ЭДС
Правило правой руки.
454080. Челябинск, пр. Ленина, 76. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ. тел (3512) 65-56-59, httpr/ftvww.cnitsuau.ac.nj
(Электротехника^^
ф
о
CL
Ф
СО
S
X
Магнитная цепь
Закон полного тока
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный
Интервал от вектора
напряженности магнитного поля
вдоль любого замкнутого контура
равен алгброической сумме токов,
охваченных этим контуром.
Для однородной
магнитной цепи
Н1ср - 1(Л1
где 1СР - длина
средней силовой
линии
где /w -
магнитодвижущая
сила (МДС)
Для неодно-
родной магнитной
цепи с воздушным
зазором
/со = HI + НЫ6
где Н - напряженность
магнитного поля в
сендечнике,
Hd - напряженность
магнитного поля в
зазоре
454080. Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-59-59,
t.susu.ac.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
. л	иСэлектротехника/лоЛ
Магнитная цепь	----——
Механические силы в магнитном поле
В магнитном поле на проводники с током,
на заряженные частицы, на
ферромагнитные тела действуют
механические силы.

Направление силы
определяется
правилом левой
руки.
Величина силы
F=BIL , где
/ - активная
длина
проводника,
L - ток в
проводнике,
В - магнитная
индукция поля.
На проводнике с током действуют
механические силы F, направление
которых зависит от направления тока.
Два параллельных проводника с током
Подъемная сила
электромагнита
F = -^-S
2цД .где
т^Дл 10 Гн/м
S - полное сечение
воздушного
зазора[м?],
В - магнитная
индукция поля[Т]
454080. Челябинск, пр. Ленина. 76, ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59. httpJ/www.cntt.eu»u.ac.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Магнитная цепь
Примеры магнитных цепей
Однородная магнитная цепь
Однофазный
трансформатор
Трехфазный
трансформатор
Катушка с
тороидальным
сердечником
Подъемный
электромагнит
454080. Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-59-59, httpJ/www.cnit.susu.ac.ru
PH ПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Магнитная цепь
Сердечники электрических машин и аппаратов
2-
кривая
намагничивания
зависимость
магнитной
проницаемости от
напряжености
магнитного поля
IB
-_н
2
_л
1 - петля
гистерезиса
магнитомягко
’в го материала
2- петля гистерезиса
магнитотвердого
Л материала
Шихтованный
магнитопровод из
листовой стали
^Электротехника ^39^
1	- основная кривая
намагничивания;
2	- петля гистерезиса.
Вг - остаточная
магнитная индукция
Но - коэрцитивная сила
Шихтованный
магнитопровод из
ленточной стали
454060. Челябинск, пр Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 85-59-59, httpi/www cniteusu ac.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
. .	—•   	1	(Электротехника/пдЛ
Магнитная цепь	4----
Принцип действия однофазного трансформатора
Переменное магнитное поле
наводит в обмотках ЭДС
р2 Е] = 4,44®,7Ф„
Е2 = 4,44<о2Л>„ ’
Е, 031
—L = —— = п ' коэффициент
Е2 со2 трансформации.
Уравнение равновевсия первичной
обмотки
Уравнение равновесия вторичной
обмотки
с/,
U2=-E2 + h{R.+jX1)
где R1 - активное сопротивление первичноой
обмотки, связанное с потерями на нагрев
обмотки.
Х1 - индуктивное сопротивление обмотки,
где R2 связано с потерями на нагрев
обмотки, Х2 связано с потерями
рассеяния
связанное с потоком рассеяния.
454080. Челябинск, пр. Ленина. 78, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тал (3512) 65-59-59, http7ftvww.cnitsusu.ac.ru
PH ПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
.	———	......    	Гэлектротехника/пи Л
Магнитная цепь	4-----——
Режимы работы трансформатора
Режим холостого хода	Режим нагрузки
Zj,—>со
U2O=E2 , 7, = 70 = (1-И 0)%  71я
U, = Е, = 4,44<о,уФл
Выводы
Амплитуда магнитного потока в
сердечнике Фт пропорцональна
приложенному к обмотке напряжению и
не зависит от режима работы
Режим короткого замыкания
Для большинства трансформаторов
режим короткого замыкания - аварийный
режим
О < ZH < оо
Действует две МДС, каждая из
которых создает свой магнитный поток
Ф; = ——~ , Ф, = ± 2
^МАГН	R-МЛГН
Результирующий магнитный поток
• • •
ф =Ф/+Ф?
Уравнение магнитодвижущих сил
• • •
10	1	^2 ^2
Ток первичной обмотки
• • •
д = д+<
Зависит от тока вторичной обмотки
(тока нагрузки)
Чем больше ток нагрузки, тем больше
потребляемый из сети ток.
454080. Челябинск, лр. Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦВЦ1. тел. (3512)65-59-56, http //www.cnrt.wsu.ec.ru
Магнитная цепь
Трехфазный трансформатор
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный
Трансформатор с несвязанной
магнитной цепью
Схемы соединения обмоток
Y/YOt Yq/Д, Д/Y, Д/Д
Коэффициенты трансформации
При схеме Y/Y, Д/Д
КФ=КЛ
454060. Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ, тел, (3512) 65-59-59, http.//www cnit.susu ec.rxj
(электротехника^^
Трансформатор со связанной
магнитной цепью
Группа соединения обмоток -
сдвиг по фазе между линейными на
первичной и вторичной стороне,
отсчитанному по часовой стрелке и
деленному на 30.
Согласно ГОСТ допускается
0(12) и 11 группы соединения.
ф	-
| Магнитная цепь
| Трехфазный трансформатор
Электротехника^
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный
Силовой трехфазный
трансформатор.
1	- магнитопровод;
2-	обмотка высокого напряжения;
3-	обмотка низкого напряжения;
4	- стальной бак с
трансформаторным маслом;
5,	6-изоляторы;
7	- переключатель;
8-	охлаждающие трубы;
9-	расширительный бачок;
10-	измеритель уровня масла;
11-	заливное отверстие.
454060, Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел (3512) 65-59-59, httpJAvww.cnltsusu ac.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
д ,	— .... 11	(Электротехника^
Магнитная цепь	4----—<^7
Работа трансформатора в режиме нагрузки
Магнитный поток в сердечнике Фт не
зависит от режима работы
трансформатора, в том числе от нагрузки,
а зависит от подведенного напряжения Uf
Фт
Ток вторичной обмотки зависит от
сопротивления нагрузки Zh- Чем больше
Zh, тем меньше ток /;.
Ток первичной обмотки
трансформатора li зависит от тока /2.
Чем больше /2, тем > /?.
Это отражает свойство
саморегулирования трансформатора.
2 J 2
Внешняя характеристика
трансформатора
Из уравнения равновесия вторичной
обмотки
и 2 = E2-h(R2 + jX2)
следует, что вторичное напряжение
зависит от сопротивления вторичной
обмотки о
Внешняя
характеристика
при малом
сопротивлении
вторичной
обмотки 1 и при
повышенном
сопротивлении
вторичной
обмотки 2.
454080. Челябинск, пр Ленина. 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. теп. (3512) 65-59-59. httpJ/www.cntt.susu.ec.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Магнитная цепь
Трансформаторы
Условное обозначение
Ток в первичной
обмотке li не
зависит от
Внешний вид
тока
сопротивления
приборов,
включенных во
вторичную обмотку
Измерительные
клещи
а) для измерения
тока,
б) для измерения
активной мощности.
454080, Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦ вШ, тел. (3512)65-59-59, http /Mww.cnit-ЗДаи ас ги
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Магнитная цепь
Измерительные трансформаторы
Используются для расширения
пределов измерения приборов, для
измерения в высоковольтных цепях.
Это понижающие
трансформаторы,
ю имеющие
'С/2Н=100В
Трансформатор тока
Трансформаторы
напряжения
В паспорте
указываются Sh,
Uih< U2H, класс
точности.
Это
повышающий
трансформатор,
имеющий
12Н=5^.
В паспорте
указывается 1т,
12н, класс
точности,
максимальное
сопротивление
измерительных
приборов.
ЛГЛ2 -
первичная
обмотка;
Ui~U2 -
вторичная
обмотка.
454080, Челябинск, пр. Ленина. 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел (3512) 65-5&-5Й, http.//www.cnit.ausu.ac.ru
(электротехника^р47
5 Магнитная цепь
© Авторансформатор
S
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный
Бывают однофазные и трехфазные,
понижающие и повышающие
Часть энергии передается с помощью
магнитного поля, часть - по проводам.
Уравнение МДС
• •
-coJ + Z2<o2 = 0
11 = 11 + I н
(О; -С02
Отсюда i 2 = * н---------
(Dy
Ток вторичной обмотки
автотрансформатора /2 меньше тока
нагрузки.
На изготовление автотрансформатора
идет меньше меди и стали, чем на
трансформатор.
Общий вид лабораторного
аватотрансформатора
1 - ручка скользящего контакта;
2 - скользящий контакт;
3 - обмотка.
454080. Челябинск, пр. Ленина. 78. ЮУрГУ. ЧРЦ вШ. тел. (3512) 65-59-59.
.susu.ac.ru
{Электротехника
Машины постоянного тока
Электродвижущая сила якоря
(ЭДС) и электромагнитный момент
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Схема движения проводника
под полюсом
Площадь полюсного деления
Соединение обмотки якоря
с пластинами коллектора
ЭДС машины постоянного тока
pN	pN
Е = — Фп = —Фсо = кФсо
60а	2ра
2р- число пар полюсов;
N - число проводников обмотки якоря;
ф - магнитный поток одного
полюса, Вб;
2а - число параллельных ветвей
\ обмотки якоря;
Распределение магнитной
индукции в зазоре и ЭДС
двухполюсной машины
Электромагнитный момент
машины постоянного тока
М = — Ф1а = кФ1я
эм 2ра я я
со - угловая скорость якоря, 1/с;
М - электромагнитный момент, Нхм;
Эм
Е- ЭДС машины, В;
1Я - ток якоря, А;
п - частота вращения якоря, об/мин;
454080. Челябинск, пр Лемина. 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ, теп. (3512)65-59-59. httpJMww.cnft.susu.ac.nj
^Электротехника
Машины постоянного тока
Искусственные характеристики
двигателя с независимым
возбуждением
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Реостатные
«А
Механическая характеристика
при UA=var
со А
Электромеханическая и механическая характеристики
при ослаблении магнитного поля O=var
454080. Челябинск, пр. Пенина. 76, ЮУрГУ. ЧРЦ BLU. тел. (3512) 65-59-59. htipJ/www.cnit.susu.ac.ru
Машины постоянного тока
Коммутация якоря
Коммутация секций обмотки
А В
(электротехника^^
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
конец коммутации
начало
середина
/1
а
ас
ООО
главные
полюса
добавочные
полюса
। геометрическая
нейтраль
в - ЭДС магнитного потока
добавочных полюсов
ед = -еа
2i
'к
ЭДС от потока
реакции якоря
электрическая
дуга
Схема устройствами
дополнительных^^^
полюсов
454080. Челябинск, пр. Ленина. 76, ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59. httpj/www.cnit.suauec.ru
{Электротехника^^
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Машины постоянного тока
Реакция якоря
Реакция якоря - искажающее воздействие намагничивающей
силы якоря на главное магнитное поле машины.
а) главное магнитное поле; б) поле якоря: в) результирующее поле.
454080, Челябинск, пр. Пенина, 76. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-56-59, http7/www cnit.BU8u.ac.ru
{Электротехника
Машины постоянного тока
Естественные и искуственуые
характеристики двигателей постоянного
тока последовательного возбуждения
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Схема включения
Электромеханическая
характеристика
а) при 1я<1гр до насыщения
магнитной цепи Ф=Кф1я,
к= const
_ Ur _
“ kkJa’ kk,,
б) при 1я>1гт> до насыщения
магнитной цепи Ф=ФНАС=сопз1
Универсальные характеристики
Характеристика намагничивания
магнитной цепи двигателя
Механические характеристики
а) при 1я<1(т> до насыщения
магнитной цепи Ф=Кф1Я1
K^=const
ия
(О = ,
Vkk*M
К К*
б) при до насыщения
магнитной цепи Ф=ФНАС=соп51
ия RHL м
кФ ' кЧ2 М
* ^НАС Л 47 НАС
454080, Челябинск, пр. Пенина. 76. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ. теп. (3512) 65-59-59, http7/www.cnit.susu.ac ги
^Электротехника
Машины постоянного тока
Схемы возбуждения. Генератор
независимого возбуждения
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
LM1
LM1 - шунтовая обмотка
возбуждения;
смешанное
LM2 - последовательная (сериесная)
обмотка возбуждения.
Генератор независимого возбуждения
Схема генератора
Характеристика холостого
независимого возбуждения
хода генератора
независимого возбуждения la=COnst	Ток возбуждения,%
454080, Челябинск, пр. Ленина, 76. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-59-59, httpj/www.cntt suiu.ac ru
{Электротехника
Машины постоянного тока
Естественные характеристики
двигателя постоянного тока с
независимым возбуждением
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Схема включения двигателя
с независимым возбуждением
где
Электромеханическая
характеристика
. ия	Rre .	k = PN
’кФ	кФ я 2яа
Механическая характеристика
- ия Rrl
0) кФ к*Ф2
М
~	+ RflO6= RrAB+ Rko+ Ran+ RflOb
полное сопротивление якорной цепи
Естественные электромеханическая (а) и механическая (б)
характеристики двигателя при UH=UHOM, Ф=ФНОы« Кдобх°
r
а)	со = сооНОм - I
м
б)	со - сооНОМ - ——
U ном
где «оном = —
и
С —
ре = _Е_ - модуль жесткости
Ряе естественной характеристики
Мном с'ном* (НхМ)
Еном ^НОМ
«В
СО - КП— . 1/С
30
с = кФН0М=-^-.В«с
ном w
НОМ
(0 ^ном ,1/с
оном —	—	’ ' '
454080. Челябинск, лр. Ленина. 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ. геи. (3512) 65-59-59. http://www.cnit.susu.ac.ru
Машины постоянного тока
^Электротехника ^5^
Генераторы параллельного и
смешанного возбуждения
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Схема генератора
параллельного возбуждения
Схема генератора
параллельного возбуждения
Внешняя характеристика генератора
параллельного возбуждения
Внешняя характеристика генератора
смешанного возбуждения
при согласованном включении
обмоток возбуждения
454080, Челябинск, пр. Ленина, 76. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел (3612) 65-59-59, http V/www.cnrtsusu.ac.ru
^Электротехника
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Машины постоянного тока
Преобразование энергии в электродвигателе
F= BLi;
e=BLv;
Fv=Li
где L длина проводника
ПРИНЦИП ОБРАТИМОСТИ
МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА
Применение правил правой и левой руки
к работе электродвигателя
(обращённого генератора)
454080. Челябинск, пр. Ленина. 76. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тал. (3512) 65-59-59, http:/A*wwcnit »uwj.ec.nj
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Машины постоянного тока
Преобразование энергии в электрическом генераторе
F= ВЫ;
e=BLv;
Fv=LI
где L длина проводника
Электротехника
ПРИНЦИП ОБРАТИМОСТИ
МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА
Применение правил правой и левой руки
к работе генератора
454080. Челябинск, пр. Ленина. 78. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, теп. (3512) 85-59-59. http://www.cnit.euau.ac.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
1 --^^—(Электротехника
Асинронные машины
Расчет и построение механической
характеристики асинхронного двигателя
Паспортные (номинальные) данные двигателя
Рноы[кВт], ОиоылиДВ], 360/220 - У/ Д ।ном.линPM» Пном[об/МИН],
СО$Фном »	Мт >^Мном,	^пуек/Мпом, 1п/1ном “КрЭТНОСТЬ
пускового тока; и 12НОМ -для двигателя с фазным ротором.
Естественная механическая характеристика двигателя
Мном — 9550
Пном[0б/МИН]
СТОНОМ “ ^НОмУ^оном
n=nK; М=Мк=Мт „
_60f. м_п
Л ^ОНОМ р •
^“Пном» М-Мном^м]
Рном[к^т]
^0НОм( 1 "Sfc)
т.4 п=0; М=Мп=ВМном
	II f
Естественная механическая характеристика двигателя
454080, Челябинск, пр. Ленина, 76. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59, http7/www.cnit.su»u.ac.m
^Электротехника ^059^
Асинхронные машины
Тормозные режимы работы
асинхронного двигателя
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
По
Тормозные режимы:
-	генераторный с отдачей
энергии в сеть
(параллельно с сетью);
-	противовключения
(генераторный режим
последовательно с сетью);
-	динамический
(отдельно от сети).
Генераторный режим параллельно с сетью
п>п0 где п0 - частота вращения магнитного поля
Режим реализуется при снижении
частоты токов статора
454080. Челябинск, пр. Ленина, 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59, http://www.cnit.susu.ac.nj
{Электротехника ^60^
Асинхронные машины
Тормозные режимы работы
асинхронного двигателя
Режим торможения противовключением
Имеет место, когда п и п0
противоположно направлены
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Активный статический момент МС>М При изменении порядка чередования фаз
Динамическое торможение
по=О п>0
Реализуется отключением обмоток
статора от сети переменного тока
и подключения их к сети
постоянного тока
На всех рисунках
т.1 - двигательный режим
работы электропривода;
т. 1 ’ - рабочая точка в момент
начала торможения;
т.2 - точка нового установившегося
режима работы двигателя.
454080. Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦВШ, тел. (3512)65-59-59, http.//www.cnrt.BU5u ac ru
Асинхронные машины
{Электротехника ^06^
Регулирование частоты вращения
асинхронного двигателя
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
а) изменением числа пар полюсов
параллельным (р=1), либо
последовательным (р=2)
способом двух частей каждой
фазы обмоток статора
60f,
I п»=т
а) изменением частоты тока
статора при наличии отдельного
источника (преобразователя)
энергии с регулируемой
частотой
-сеть
а) регулирование частоты вращения асинхронного двигателя с фазным
ротором путем введения в цепь обмотки ротора дополнительного
454080. Челябинск, пр Ленина, 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59 http://www cnrt.susu.ac.ru
(электротехника^об^
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Асинхронные машины
Энергетическая диаграмма и
момент на валу асинхронного
двигателя
Р, =V3U, I ,СОЗф - мощность, Д Р
\ потребляемая
из сети
'ЭЛ1 =31/г,-электрические
потери
в обмотках
статора
О р = Р -ДР
\ 7К 'эм ' 1 л' ат
СТ1
Основные формулы
и соотношения
Р = Рв = М(О
Рэм= МсО0
Рэм“ Р “ ДРэЛ2 “ 312 Г2
^МЕХ “ А
- мощность на V
валу,
зависящая от
потерь на трение
в подшипниках
и вентиляцию j
электромагнитная
мощность,
передавая
вращающимся
магнитным полем
ротору
А ^302 312 Г2
- электрические
потери
в обмотках
ротора
А РэЛ2 “ Рэм5
_ ^оусо
Ь “ <о0
3122Г2 _ 3122г2
м (D0-w to0S
3l22r2= 3E2I2cos(E2,T2) = 3E2I2cos фг
^мех РЭМ “ Д ^ЭЛ2 “ А ^СТ2
Д Рст - потери мощности
Е2 = 4,44^01^ = E,S
- мощность,
преобразуемая
в механическую
в сердечнике
ротора	_ ЗЕ2Х512С08ф2 _ 13,32Г1\Л/2Фкоб212со8ф2_
от гистерезиса М ’ со S	(0о	- сФ12СО8ф2
и перемагничивания
454080, Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тал. (3512)65-50-59, http /Awwwcnit eueu ac ru
^Электротехника
Основы электропривода
Динамический момент (внутренний момент)
Мдин J
Обуславливает перераспределение
энергии внутри системы привода
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Мдин>0, т- е- >0 система движется с ускорением,
увеличивая запас кинетической энергии.
МДИ) <0. т. е. <0 система движется с замедлением,
уменьшая запас кинетической энергии.
Мдин=0, т. е. =0 система движется с замедлением,
уменьшая запас кинетической энергии.
Время разгона и торможения
электропривода
Из уравнения движения имеем
♦= --------
JMtMconp
w1
Если считать, что разгон или торможение идёт с
постоянным моментом Mconp=const, то:
время разгона двигателя
V
М " Мдопр
время торможения двигателя
L=J----—
4 М + М
сопр
wycT- установившаяся скорость
454080. Челябинск, пр. Ленина. 76. ЮУрГУ. ЧРЦВШ. тел. (3512)65-59-59, httpJ/www.cnit.susu.ac.ru
Основы электропривода
^Электротехника ^06^
Приведение моментов сопротивлений (усилий)
и моментов инерции (движущихся масс)
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
к валу двигателя
Реальная система
Из равенства мощностей при
передаче энергии от
двигателя к механизму
М~. сои ..	м
ы =М о) м =
П с мс п
Приведенная система
Рреал=Рпр имеем:
при передаче энергии
от механизма к двигателю
М
Мсм“мП=Мс(0 Мс - —“
i = <о/сом передаточное число, т| - КПД редуктора (ПМ).
При поступательном движении имеем
Мс
Г| (О
Из равенства запаса кинетической энергии
2	2	2	2
^2
. 2
*2
Ji Л’>1, ^2- ш2: параметры осей вращения передаточного
механизма
дв 2
2
±2м
МО
,^м . i =<2  i =<2
.2 •	1	’	2 (02
1 и
to
имеем
<0
В общем виде при наличии вращающихся и
поступательно движущихся масс имеем
mVM2
2
СО
454060. Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-59-59. http 7/www cnrt.susu.ac.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
_	(Электротехника (лсЛ
Основы электропривода	'------———XJ У
Управление электрическим приводом
Пуск двигателя постоянного тока в функции скорости (ЭДС)
Е, = СеФп1 = U срабатывания реле KU1
Е2 = СеФп2 = U срабатывания реле KU2
Е3 = СеФп3 = U срабатывания реле KU3
М - двигатель постоянного тока,
KU1, KU2, KU3 - реле напряжения,
КМ1 - линейный контактор,
КМ2, КМЗ - контакторы ускорения,
SB1, SB2 - электрокнопки.
454080, Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 85-59-59, http;//www.cnlt.»4J8u,ac.ru
(электротехника^-)^
Основы электропривода
Управление электрическим приводом
Пуск двигателя постоянного тока в функции времени
ab«Rv
С = R2
венная
пс
п
п2
ni
с
b
ДИН
При линейном изменении
момента можно считать,
что пуск происходит при
~ Мрост
Тогда
ам
Мн Мпвр Мср Мпуэд
Пусковая диаграмма
М + М
м =м = -2ЕЦ—22Е
,¥,ПОСТ ,¥,ср	2
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
о
1 ~ ir1 = * задеРжки кт 1
Мдии	д П1
Доэ1 — СО-, = QQ
Дсо2 .
= t задержки КТ2
м
дин	я п2
Д(02 “ ^2 ^2 —* 20
1
М - двигатель постоянного тока,
КТ1, КТ2 - реле времени,
КМ1 - линейный контактор,
КМ2, КМЗ - контакторы ускорения
454080, Челябинск, пр Ленина. 76, ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ, теп. (3512) 65-50-59, httpJ/www.cnlt.«u«u.ec.nj
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Основы электропривода
Нагрев и режимы работы электродвигателя
Нагрев двигателя Охлаждение двигателя
Длительный режим
работы
Кратковременный режим
работы
v маш окр. среды
Превышение температуры
машины над температурой
окружающей среды
- постоянные времени
нагрева и охлаждения
Повторно-кратковременный
режим работы
За время работы tp температура За время работы tp температура За время работы tp температура
двигателя достигает т ст> а за	двигателя не достигает туст, а за	двигателя не достигает а	за
время паузы tn достигает	время паузы tn достигает	время паузы tn не достигает
\ температуры среды	температуры среды	температуры среды
454080, Челябинск, пр Ленина, 76, ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-59-59. http://www.cntt.susu.ac.ru
{Электротехника
Основы электропривода
Выбор мощности двигателя по нагреву
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
1. Длительный режим работы.
а)	метод эквивалентного тока
. 'эм
K-t
б)	метод эквивалентного момента
-----------------------1
экв
н
flMK2tK
<4— . М^Мн
Ll
К=1К
в) метод эквивалентной мощности
Мэкв
1Н, Мн, Рн- номинальные р
параметры двигателя.
ZtK
К=1К
экв' н
2. Повторно-кратковременный режим
Режим работы циклический, характеризуется
продолжительностью включения ПВ % (Е)
ПВ % = :-^т*100 =^*100
I	1П
E=f ПВ % =8*100%
tp t	t Стандартные значения 8
0,15; 0,25; 0,40 (15%, 25%. 40%)
к
п । ^экв-^н
StK
К-1К
Mt
О
Порядок расчёта.
а) Определяют эквивалентный
расчётный момент
б) определяют расчётные
значения ПВ(£)
в) расчётный момент пересчитывают
на ближайшее стандартное ПВ(8)
Мэкв
МГТ=М экв!/?-
т сст
454080. Челябинск, пр. Ленина. 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59, http://www.cnit.siau.ac.ru
^Электротехника
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Основы электропривода
Управление электрическим приводом
Управление нереверсивным
приводом переменного тока
Применяется нереверсивный магнитный пускатель.
Включает трёхполюсный контактор КМ, кнопочный
пост с кнопками SB1 и SB2 предохранители FU,
тепловые реле FP1 и FP2.
Схема “а" обеспечивает длительную работу привода,
схема “б" может обеспечивать и кратковременное
включение нажатием на SB3.
Управление реверсивным
приводом переменного тока
Применяется реверсивный магнитный пускатель.
Включает два трёхполюсных контактора М1 и
кнопочный пост с кнопками SB1, SB2 и SB3,
предохранители Ft и тепловые реле и FP2.
Схема “б” - кратковременное включение привода
в любом из направлений движения.
454080, Челябинск, пр. Ленина, 78, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59, http://www.cnlt.Bueu.ac.OJ
{Электротехника
Основы электропривода
Аппаратура релейно-контакторного управления
электроприводом
III Командная аппаратура
PH ПО Росучприбор	Южно-Уральский Государственный университет
Кнопки управления
а)	1-кнопка; 2-возвратная пружина; 3-мостиковый контакт;
4-замыкающий контакт; 5-размыкающий контакт.
б)	Кнопочный пост в сборе
Универсальный переключатель
а) переключатель
в сборе
б) отдельная
секция
переключателя
1-рукоятка; 2-центральный валик; 3-пружины; 4-перегородка
секции; 5-контактная скоба; 6 и 7-контактные серебряные
напайки; 8-кулачковая шайба; 9-скоба; 10-прижимы;
11-контактные винты.
454080. Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-59-59, http //www.cnit.susu ас ги
ф
S
о
Q
ф
Ф
^Электротехника; q?i
Основы электропривода	У
Аппаратура релейно-контакторного управления электроприводом
PH ПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный
II Аппаратура оперативного управления (аппаратура вторичной коммутаиии)
Электромагнитные реле
1.	Катушка электромагнита
2.	Сердечник
3.	Возвратная пружина
4.	Якорь (подвижная часть
магнитной системы)
5.	Размыкающие контакты
6.	Замыкающие контакты
ХСР - значение величины срабатывания
(уставка срабатывания) - значение
воздействующей величины, при
которой реле включается
X - значение величины отпускания
(уставка отпадания) - значение
воздействующей величины, при
которой реле отключается
I/ ^отп
Y
ЛСР
Кв - коэффиииент возврата реле
454080. Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59, http://www cnit.sueu ec ru
ф
Е Основы электропривода
g- Аппаратура релейно-контакторного управления электроприводом
| I Силовая аппаратура (аппаратура первичной коммутации)
>ч
z Трёхполюсный контактор переменного
х	тока
ф
1.	Поворотный валик.
2.	Катушка электромагнита.
3.	Подвижная часть
магнитной системы - якорь.
4.	Подвижные силовые
контакты.
5.	Неподвижные силовые
контакты.
6.	Дугогасящая камера.
7,	8. Замыкающие и
размыкающие блок-контакты.
454080. Челябинск, пр. Ленине. 78. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59, http://www.cnft.aueuAC.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Однополюсный контактор
постоянного тока
2. Дугогасящая камера
3. Магнитная система
4. Неподвижный контакт
5. Подвижный контакт
Основы электропривода
Однополюсный контактор постоянного тока
Принцип магнитного дугогашения
1.	Дугогасящая катушка
2.	Электрическая дуга
3.	Дугогасящая камера
4.	Массивные щеки
5.	Рабочие контакты
Магнитный поток d замыкается
по щекам 4 через промежуток
между рабочими контактами
454080, Челябинск, пр. Ленина. 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел (3512) 65-50-59, http://www.cnrteusu.ac.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Основы электропривода
Реле времени
Электромагнитное реле времени с
медной гильзой
1- Катушка электромагнита; 2- Неподвижный
магнитопровод; 3- Замыкающие контакты;
4- Размыкающие контакты; 5- Якорь;
6- Регулировочный винт с гайкой; 7- Пружина;
8- Медная гильза.
Маятниковое реле времени
1- Электромагнит; 2- Якорь;
3 и 5- Рычаги; 4- Заводная
пружина сжатия; 6- Храповой
сегмент; 7- Шестерня;
8- Анкерная шестерня;
9- Маятник; 10- Груз;
11- Контактная система с
замедлением; 12- Контактная
система мгновенного действия.
454080, Челябинск, лр. Ленина, 76, ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-59-59. hHp;/Mww.cnll.su8U.ec.nj
•(Электротехника^ру^
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Основы электропривода
Реле тока и напряжения
Электромагнитное реле тока
1.	Контактный мостик
2.	Регулировочная гайка
3.	Якорь
4.	Ролик
5.	Кнопка ручного возврата
6.	Втягивающая катушка
7.	Отключающая пружина
8.	Шкала установки тока срабатывания
9.	Неподвижный контакт
Электромагнитное реле напряжения
1.	Регулировочная гайка
2.	Контактная система
мостикового типа
3.	Якорь магнитопровода
из листовой стали
4,	Сердечник магнитопровода
из листовой стали
5.	Катушка напряжения
(имеет большое число витков)
4М080, Челябинск, пр. Ленина, 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-50-59, http://www.cnlt sueu.ас. ш
{Электротехника ^76^
Основы электропривода
Понятие о приводе рабочей машины
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
привод рабочей машины
МД - машина-двигатель;
ПМ - передаточный механизм;
МО - машина-орудие (рабочая машина).
Электрический привод
электрическая сеть
электрический привод
рабочей машины
ПУ - преобразовательное
устройство (может
отсутствовать);
РМ - рабочая машина;
ЭД - электрический
двигатель;
УУ - управляющее
устройство;
ПМ - передаточный
механизм.
Уравнение движения электропривода
М " Мсопр
dOO
dt
М - движущий момент привода;
Мсопр ' момент сопротивления;
J - момент инерции системы привода;
СО - угловая скорость;
d(D
dt
- динамический момент.
454080, Челябинск, пр Ленина. 76. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ. тел (3512)65-59-59, httpj/www.cnit.susu.ac.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Основа электропривода
Моменты, действующие в приводе
Момент потенциальной силы F (вес груза)
454080, Челябинск, пр. Ленина. 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59, http^/www.cnit.susu,ac.fu
Момент сил трения
всегда направлен против
движения и, следовательно,
всегда - сопротивления.
Электротехника
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
"	"	^Электротехника^ Q73)
Электроснабжение промышленного района
35 кВ
Сети, ж/д дороги
и с/х районы
-	Системная п/ст 220/110/35/10 кВ
-	Районные и заводские п/ст 110/10 кВ,
ДЭ 110/6 кВ, главные районные сети 110 кВ
Категории потребителей по
требованиям к надежности электроснабжения
В электросистему
1 категория
Питание от 2х источников
по 2 ЛЭП
Перерыв - доли секунды
(время работы АВР)
Питание по одной ЛЭП
при наличии резерва
Перерыв - до 10-15 сек
(ручное включение резерва)
Питание по одной ЛЭП
Перерыв - до 2 часов
Аэропорты, ж/д узлы, плавка
металла, хим. пр-во, больницы
с операционными.
2 категория
Цеха со станочным парком,
цеха холодной прокатки, жи-
лые кварталы, зрелищные и
торговые предприятия.
3 категория
Вспомогательные цеха, мелкие
предприятия и отдельные потре •
бители
454080. Челябинск, пр. Ленина, 78. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 85-59-59, http ^/www.cnit.susu.ac.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
07э)
Электроснабжение крупного предприятия 'о'
-	Главная понизительная подстанция 110/10 кВ
-	Цеховые подстанции 10/0,4 кВ
Электроснабжение цеха
РУ - 0.4
ысокоеольтньк
выключатели
Автоматы
ввода
0 районные сети
110 кВ
Линейные автоматы
РУ-10
Радиолъная сеть О 4 кВ
Мощные (до 100 кВт
и более) двигатели
и ответств потребители
Магистральные сети 0.4 кВ
Маломощные потребители
В районные сети ◄
110кВ	*
Цеховая
подстанция
10/0,4 кВ
454080, Челябинск, пр Ленина. 78, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59. hHp77www.cnlt.susu.ac.ru
Электрические измерения
{Электротехника ^80^
Измерение напряжения
Низкоомные электрические
цепи
Высокоомные электрические
___________цепи___________
Цепи постоянного тока
Цепи постоянного тока
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Магнитоэлектрические
вольтметры класс
точности до 0,05
Цепи переменного тока
Электромагнитные и
ферродинамические
приборы (до 1 ..2кГц)
Электродинамические приборы
(до2..3кГц)
Выпрямительные приборы
(до 20..30кГц)
Электростатические приборы
(до 10МГц)
Термоэлектрические приборы
(до 1О..1ООМГц)
rfl=rv(n-1) - добавочное
соротивление
из манганина
Ux= nUv
Ц - показание вольтметра
Электронные аналоговые
вольтметры постоянного тока
(погрешность 1,5..6%)
Цифровые вольтметры
постоянного тока
(погрешность 0,1..0,001 %,
диапазон измерений от долей
______мкВ до единиц кВ_____
Цепи переменного тока
Электронные аналоговые
вольтметры переменного тока
(от 10Гц до 1000МГц)
Цифровые вольтметры
переменного тока
(погрешность 0,1..0,5%)
Ux= к
(О,
К - <0;,
- коэффициент
трансформации
измерительного
трансформатора
454080. Челябинск, пр. Ленина. 78. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ. тел (3512) 65-59-59. http://www.cnit.susu.ac.ru
^Электротехника ^081^
Электрические измерения
Измерение активных сопротивлений
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
а) методом амперметра и вольтметра
о
6) омметром
= и
X -----
X
при измерении средних и
больших сопротивлений
(гх~100 Ом... 100 кОм)
параллельная схема
(гх <1 КОм)
при измерении небольших
сопротивлений (гх~1 Ом)
последовательная схема
(гх >1 КОм)
454080, Челябинск, пр. Пенина. 78. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59. http://www.cnit.susu.ac.ru
Электрические измерения
^Электротехника (р8^
Измерения тока и мощности
Измерение тока
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
АН
max АН
п = —
max
и
UI
- первый закон Кирхгофа
- номинальное (предельное)
значение тока амперметра
в отсутствии шунта гш
гш= ГА/(п-1)
- сопротивление шунта
измерительный
- коэффициент
шунтирования
- коэффициент
трансформации
трансформатора
тока
Измерение мощности
а) метод амперметра и вольтметра в цепи постоянного тока
W -^2
” С£)1
при гн« rv
□'
U

при гн» rv
rv - внутреннее сопротивление
вольтметра
б) электродинамическим (ферродинамическим) ваттметром
г„
г* - внутреннее сопротивление
амперметра
в цепях постоянного и переменного тока
UH - предел по напряжению ваттметра
1Н - предел по току ваттметра
Р = UuL - предел измерения ваттметра
по мощности
Ссо = ин1н/п - цена деления ваттметра
454080. Челябинск, пр. Ленина. 78. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ. теп. (3512) 65-59-59. http://www.cnrt.susu.ac.ru
{Электротехника ^33^
Измерения
Электронный вольтметр постоянного тока
Электронный вольтметр переменного тока (10Гц...1000МГц)
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Входное
устройство
(делитель)
Детектор
Усилитель
постоянного тока
Измерительный
механизм
Цифровой измерительный прибор
Аналогово - цифровой преобразователь
последовательного приближения
Временная диаграмма работы АЦП
Логическая схема работы АЦП
454080. Челябинск, пр. Ленина. 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-59-59, http://www.cnit.susu.ac.fu
^Электротехника ^084^
Электрические измерения
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Погрешности измерений
Д А - абсолютная погрешность
Анзн" измеренное значение физической величины
А - действительное (истинное) значение величины
А Р = - А А - поправка
Д fik	^изм " А
— 100% = —д--------100% - относительная погрешность
А	А
Упр =	100% - приведенная
Аизм погрешность
А„ - нормирующее значение
(предел измерения,
диапазон измерений,
длина шкалы)
Класс точности - допускаемая (максимальная) основная приведенная
погрешность электроизмерительного прибора.
0.05; 0J; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4
454080. Челябинск, пр Ленина. 76. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тал (3512) 65-59-59, http7/www,cnrt5usu.ac.ru
{Электротехника
Электрические измерения
Переходные процессы происходят при изменении
режима в электрической цепи
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
1 “ *пр+ кв
Изменение энергии, накопленной в магнитном поле
катушки w ' Li и электрическом поле конденсатора
v = уси; не может происходить скачком
1(0.) = 1(0+)
Ток в ветви с индуктивностью не может изменяться скачком
ис(0.) = UC(OJ
Напряжение на емкости не может изменяться скачком
Электрическое состояние цепи после коммутации описывается
дифференциальным уравнением
pit
- свободный ток (решение
однородного дифференциального
уравнения)
454080, Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59, httpJ/wwwcn1tsu9u.ac.ru
^Электротехника
Измерения
Структурная схема аналогового
электроизмерительного прибора
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Условное обозначение			Значение условного обозначения	Условное обозначение	Значение условного обозначения
	С с	।	Магнитоэлектрический прибор с подвижной рамкой и механическим противодействующим моментом Магнитоэлектрический логометр с подвижной рамкой Магнитоэлектрический прибор с подвижным магнитом и механическим противодействующим моментом Магнитоэлектрический логометр с подвижным магнитом Электромагнитный прибор с механическим противодействующим моментом	а <> 7 7	Магнитоэлектрический прибор с электронным преобразователем в измерительной цепи (электронный прибор) Электростатический прибор Прибор для работы в цепях постоянного тока переменного тока постоянного и переменного тока трехфазного переменного тока Рабочее положение прибора горизонтальное вертикальное
	fl		Электромагнитный логометр Электродинамический прибор с механическим противодействующим моментом без экрана Электродинамический логометр без экрана Ферродинамический прибор с механическим противодействующим моментом Индукционный прибор с механическим противодействующим моментом Магнитоэлектрический прибор с выпрямителем (выпрямительный прибор)	/б0° А и V VA и W mA MX W Wh 0.05:0,1:0.2; 0,5:1.0:1.5; 2.5:4,0 и @ io] (io) А	под углом Наименование прибора Амперметр и Вольтметр Вольтамперметр и Ваттметр Миллиамперметр и микроамперметр Омметр Счетчик Ватт - часов Класс точности Защита от внешних магнитных полей 3 мТл Защита от внешних электрических полей 10 кВ/м Измерительная цепь изолирована от корпуса и испытана напряжением 3 кВ
					
	«				
					
•	dL £				
454080. Челябинск, пр. Ленина. 78. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тал (3512) 85-59-59. http://www.cnrt. susu.ec.ru
^Электротехника
Однофазный управляемый выпрямитель
со средней точкой
1. Схема включения элементов
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
2. Временные диаграммы напряжений и токов
454080. Челябинск, лр. Ленина. 76, ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-59-59, http://wwwcnrt.5usu.ac.nj
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Однофазный управляемый выпрямитель со средней точкой:
Временные диаграммы напряжений и токов
. 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-5&-5Э, http://www.cnit.susu.ac.ru
Электротехника
1 ——\Электротехника( Q89)
Однофазный двухполупериодный выпрямитель
со средней точкой
1. Схема включения
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
2. Временные диаграммы напряжений и токов
Ц, |2 ж Uja	lha
454080. Челябинск, пр. Ленина. 76. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59. httpV/wwwcnrt suiu.ac ru
Однофазный мостовой выпрямитель
1. Схема включения
Т + (.) а
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
2. Временные диаграммы напряжений и токов
454080. Челябинск, пр. Ленина. ТВ. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59. http7/wwwcnit.5usu.ac.ru
я>	- 
о Основы промышленной электроники
&
|	Трёхфазный выпрямитель ^2
со средней точкой
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный
О
Схема включения
ud>
id
о
'а1 ’ *2а
иЫ
О
Ча
и временные диаграммы токов
и напряжений
О
454080. Челябинск, пр. Ленина. 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тал (3512) 65-59-59, hUpJ/www.cnit.wJi
Mj.ac.rvi
^Электротехника
Основы промышленной электроники
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Трехфазный управляемый выпрямитель а=дп°
СИФУ - система импульсно-
фазового управления
а - угол управления
При 30 >а>0
Среднее значение выпрямленного
напряжения
Uda“UdOCOSa
О
При a>30
Среднее значение выпрямленного
напряжения
Uda=V3/3U(j0[1 +cos(a+30°)]
□*=1.7702
U2 действующее значение фазного
напряжения вторичной обмотки
напряжения
u2,
Uda
0
о
и2а U2b U2c U2a u2b u2c Uda
_Uda4
cot
tllllllMi tllll
da4
cot
А=2л/3
Временные диаграммы напряжений и токов
454080, Челябинск, пр Ленина. 78, ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. теп. (3512)65-59-59, http://www.cnit.susu.ac.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Основы промышленной электроники
Инвертор, ведомый сетью
Схема
Инвертор, ведомый сетью передаёт энергию из сети
постоянного тока в сеть переменного тока, напря-
жение и частота в которой заданы другими, более
мощными источниками переменного тока. Ведомые
инверторы выполняют по тем же самым схемам, что
и управляемые выпрямители. Для перевода управля-
емого преобазователя из режима выпямления в
режим инвертирования необходимо:
1) подключить источник постоянного тока с поляр-
ностью, обратной режиму выпрямления;
2) обеспечить протекание тока через тиристоры
преимущественно при отрицательной полярности
вторичных напряжений и2, проводя их отпирание
с углом опережения Ь=р+а. Запирание тиристоров
осуществляется под действием обратного напряже-
ния вторичных обмоток трансформатора.
Временные диаграммы Временные диаграммы
режима выпрямления режима инвертирования
454080. Челябинск, пр. Ленина. 78. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59. http://www.cnW.»uau.ec.nj
(электротехника
Основы промышленной электроники
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Работа выпрямителя на нагрузку различного характера
Двухполупериод ное выпрямление при
активно-индуктивной нагрузке
1) - схема включения
2)-4) - временные диаграммы напряжений и токов
Работа однофазного выпрямителя на противо-ЭДС
1) - схема включения
2)-4) - временные диаграммы напряжений и токов
454080. Челябинск, пр. Ленина, 78. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 85-59-59, http://www.cnit.susu.ac.ru
Основы промышленной электроники
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Трёхфазная мостовая
схема выпямления
катодная
группа
VD2 \
I анодная
VD4 ( группа
VD6 J
Временные диаграммы напряжений и токов
454080. Челябинск, пр Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-59-59, http://www,cniteueu.ec,nj
Электротехника( gqg
Основы промышленной электроники
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный
Выпрямители
Выпрямитель - статическое устройство, предназначенное для преобразования
электрической энергии переменного тока в постоянный
1	- Блок защиты
и сигнализации
2	- Силовой	~и1
трансформатор
3	- Блок вентилей
(тиристоров или диодов)
4 - Система управления
тиристорами (система
импульсно-фазового
управления, СИФУ)
l\ \ t /W\$Ud МЙГШФ MW OUd
5 - Сглаживающий фильтр
6 - Стабилизатор напряжения или тока
7 - Нагрузка (электронные устройства,
двигатели постоянного тока, обмотки
репейно-контактной аппаратуры и т. д
Структурная схема
выпрямителя
454080, Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59, http^/www.cntt.»usu.ac.nj
^Электротехника
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет

Основы промышленной электроники
Полупроводниковые диоды
Обратный ток
н
Прямой ток
свободные
дырки
свободные
электроны
Электронно-дырочный переход
с малым электрическим
Кривая выпрямленного тока
свободные
дырки
иобр
полупроводник
свободные
электроны
Электронно-дырочный переход
с большим сопротивлением
Uo6p
Статические вольт-амперные характеристики
диода при различных температурах р-n перехода
Схематическое устройство
диода и его обозначение
454080, Челябинск, пр. Ленина, 76. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-59-59, http://www.cnlt.susu.ec.ru
* "^^^^^^^^^^Электротехника
Основы промышленной электроники
Усилители	___________
Источник
неизменной
энергии
Pi
Рг
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
ес
I '1
Усилитель
Нагрузка
Потери

।
'о
U1
Ео
>
2
U2
р2
н
Структурная и функциональ-
ная схемы усилителя
R.

R
R,
е.
е
СИП
R,
Р2
Схема усилительного
каскада ОИ
'ах Ср1
Ri
Д,
^БП
^ах
'КП
БП
U кэп
R,
Rk
н
U БЭЛ
1эп
^ЭП
Схема усилительного
каскада ОЭ
I--------------
^ВЫХ
R
р2
’КП
БЛ
эл


Схема усилительного
каскада ОК
454080, Челябинск, пр. Ленина. 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ. теп. (3512) 65-59-59. http://www.cnft.su8u.ac.nj
Основы промышленной электроники
{Электротехника ^99^
Автономные инверторы
Автономные инверторы осуществляют преобразование постоянного тока в
переменный с неизменной или регулируемой частотой и работой на
автономную нагрузку.
Автономные инверторы тока
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Однофазная мостовая схема
инвертора тока
Временные диаграммы тока и
напряжения на выходе инвертора
Автономные инверторы напряжения
Однофазная мостовая схема
инвертора напряжения
Временные диаграммы тока и
напряжения на выходе инвертора
Автономные резонансные инверторы
Временные диаграммы тока и
напряжения на выходе инвертора
Схема резонансного инвертора
с обратными диодами
454080. Челябинск, пр Ленина. 78. ЮУрГУ". ЧРЦ ВШ. тол. (3512) 65-59-59. httpJ/www.cnftsusu.ac.ru
Основы промышленной электроники
Оптроны
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
^Электротехника^о^
Простейшие оптроны: диодный (а) и его структура (б); транзисторный (в);
тиристорный (г); с двухэмиттерным фототранзистором (д); резисторный (е).
454080. Челябинск, пр. Ленина. 78. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 85-50-59. http://www.cnH.8U8u.ac.nj
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Основы промышленной электроники
Счетчики импульсов и регистры
Схема и графики выходных сигналов
асинхронного суммирующего счетчика
на JK-триггерах
Обобщенная схема счетчика импульсов
Вы^рд
454080, Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел (3512) 65-59-59, http://www.cnH.susu.ac.nj
^Электротехника
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Основы промышленной электроники
Триггеры
Синхронный RS триггер.
Условные схематические
обозначения:
асинхронного (а)
и синхронного (б)
RS триггеров.
		t+1
R	S	Q
1	0	0
0	1	1
0	0	q’
1	1	X
Асинхронный RS триггер на основе элементов
И-НЕ, таблица истинности и временные
Д диаграммы.
Асинхронный RS триггер на основе элементов
ИЛИ-HE, таблица истинности и временные
диаграммы.
454080. Челябинск, пр. Ленина. 78. ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. теп. (3512) 85-59-59. http://wwwcnit.susu.ac.ru
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Основы промышленной электроники
Полупроводниковые стабилитроны
20°С
I, мА 150°С
Условное изображение
стабилитрона и комбинация ’20"
последовательно включенных ис
р-n переходов для увеличения
температурной стабилизации. -10
Вольт-амперная характеристика
кремниевого стабилитрона
Графическое пояснение работы стабилизирующего
устройства
454060, Челябинск, пр Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-59-59, http /Avww cnit.sueu ac nj
РНПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Основы промышленной электроники
Тиристоры
п, п
УЭ
Управляемый тиристор
пр’
обр
А А
Ki УЭ
Динистор, триодный,
фотодиодный и оптронный
тиристоры
Схема для снятия
характеристик тиристора
^обр’-
в*ю2
пр,
<»
уЗ *у2 !у1
zy ном
УЗ
а
О
'обр’
обр* мА
Вольт-амперные характеристики
\ тиристора
СЭ
а СЭМ
пз
р2
П7
^Электротехника
I и или
у ном
zLl
|у=0 -
у
о
У 'у=°
и
Схематическое
устройство
симистора
х=0
ипр,
* в*ю2
£1
П1
УЭ
Схематическое устройство
тиристора
у ном
Вольт-амперные
характеристики
симистора
Uy
О
иук
у
Характеристики цепи управления
тиристора
m >0
454080. Челябинск, пр. Ленина. 76. ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел. (3512)65-59-59, http://www.cnit.eueu.ac.fu
(Электротехника
э 'к ,Рр
PH ПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
Основы промышленной электроники
Биполярные транзисторы
П1 П2
Р п.
п П2 Р
р-п-р
п-р-п
РкэТсУ"
иЭБ
Полупроводниковая структура
транзисторов типа р-п-р и п-р-п,
их условное обозначение.
Транзисторная структура типа р-п-р,
распределение внутренней
разности потенциалов.
Р П1 п П2 Р
Сплавная транзисторная
структура типа р-п-р
Диаграмма составляющих токов
в транзисторе.
Основные схемы включения
транзисторов по переменному
току: а-с общей базой
б-с общим эмиттером
в-с общим коллектором.
454080. Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ. ЧРЦ ВШ. тел. (3512) 65-59-59, http://www.cnjt.susuac.ru
Основы промышленной электроники
Характеристики биполярного транзистора
PH ПО Росучприбор Южно-Уральский Государственный университет
(электротехн ика МО^
Упрощённая схема замещения биполярного
транзистора в h-параметрах
Входные характеристики транзистора в схеме с
ОЭ и эквивалентные схемы, их поясняющие.
454080. Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ, ЧРЦ ВШ, тел. (3512) 65-56-59, http7?wv*<w.cnit.auau.ac.fu