Часть 1 (семестр 5)

• Введение в электромеханику
  
• Трансформаторы
• Принцип работы и конструкция трансформаторов. Магнитопроводы одно- и трехфазных трансформаторов. Типы и конструкции обмоток. Основные изоляционные узлы и детали. Конструктивные части.
  
• Холостой ход трансформатора. Явления при намагничивании магнитопровода: влияние насыщения, влияние гистерезиса.
• Работа трансформатора под нагрузкой. Основные уравнения напряжений и МДС трансформатора. Приведённый трансформатор. Векторная диаграмма трансформатора. Схема замещения трансформатора. Параметры схемы замещения. Анализ магнитной цепи: закон полного тока, магнитная проводимость, индуктивность и индуктивное сопротивление. Кривая намагничивания участка магнитной цепи.
• Опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатора. Внешние характеристики трансформаторов. Регулирование напряжения трансформатора. Потери мощности и КПД. Энергетическая диаграмма трансформатора.
• Схемы и группы соединения обмоток. Параллельная работа трансформаторов. Условия включения трансформаторов на параллельную работу. Несимметричная нагрузка трансформаторов.
• Трёхобмоточные трансформаторы. Автотрансформатор. Специальные трансформаторы. Переходные процессы в трансформаторах. Включение трансформатора на холостом ходу. Внезапное короткое замыкание трансформатора. Перенапряжения в трансформаторах.


• Общие вопросы электромеханического преобразования энергии
  
• Обмотки маши переменного тока. Магнитодвижущая сила обмотки. Вращающиеся магнитные поля в электрических машинах.  Наведение ЭДС в трехфазной обмотке. Высшие гармонические магнитного поля. Способы улучшения формы ЭДС. Обмоточный коэффициент. Индуктивности и индуктивные сопротивления обмотки машин переменного тока.
• Асинхронные машины
  
• Асинхронные машины: области применения, конструкции, способы охлаждения. Принцип действия асинхронного двигателя. Режимы работы асинхронной машины.
  
• АД на холостом ходу и под нагрузкой, АД с заторможенным ротором. Уравнения АД, векторная диаграмма. Схемы замещения асинхронной машины.
  
• Потери мощности и энергетическая диаграмма АД. Электромагнитный момент АД. Механическая характеристика. Формула Клосса. Разгон АД и условия устойчивой работы. Моменты от высших гармонических поля. Рабочие характеристики АД. Опыты холостого хода и короткого замыкания.
• Пуск в ход трехфазных АД. АД с улучшенными пусковыми свойствами. Регулирование частоты вращения АД.
• Асинхронный генератор. Электромагнитный тормоз. Асинхронный преобразователь частоты. Работа АД при изменении питающего напряжения и частоты. Работа АД при несимметричном питании. Однофазный АД. Работа АД при несинусоидальном питании.

Расчетное задание 1 (выполнить пункты 1, 2, 3, 4, 5а, 6а)
Методичка

Расчетное задание 2 (выполнить пункты 1.1, 1.2, 1.3)
Варианты задания
Методичка

Лабораторные работы:

1. Проведение опытов холостого хода и короткого замыкания трехфазного двухобмоточного трансформатора
   
2. Параллельная работа трехзфазных трансформаторов
   
3. Исследование асинхронного двигателя с фазным ротором
   
4. Исследование асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
   

Программа экзамена

Часть 2 (семестр 6)

• Подбор компонентов электромеханических систем
• Создание электромеханических систем с помощью цифровых средств инжиниринга. Критерии выбора компонентов электромеханической системы. Инвестиционные затраты и расходы на эксплуатацию системы. Коэффициент полезного действия системы при частичных нагрузках.
• Синхронные машины
  
• Назначение, области применения, конструкции синхронных машин. Системы возбуждения крупных синхронных машин. Холостой ход синхронного генератора.
• Работа синхронного генератора под нагрузкой. Реакция якоря. Уравнение напряжения синхронного генератора. Векторная диаграмма неявнополюсного генератора без учета возбуждения. Метод двух реакций. Векторная диаграмма явнополюсного генератора без учета возбуждения.
• Короткое замыкание синхронного генератора. Характеристика холостого хода и индукционная нагрузочная характеристика. Внешние характеристики. Регулировочные характеристики. Потери и КПД синхронного генератора.
• Особенности работы синхронного генератора параллельно с сетью большой мощности. Методы синхронизации. Регулирование активной мощности. Регулирование реактивной мощности. Мощность и момент синхронного генератора. Угловая характеристика. Статическая устойчивость и статическая перегружаемость. U-образные характеристики.
• Синхронный двигатель. Уравнение напряжений и векторная диаграмма. Угловые и U-образные характеристики синхронного двигателя. Рабочие характеристики. Способы пуска синхронного двигателя. Синхронный компенсатор.
• Несимметричные режимы работы синхронных генераторов. Внезапное короткое замыкание синхронного генератора.
• Синхронные реактивные двигатели. Синхронные машины с постоянными магнитами.
  
• Машины постоянного тока
  
• Назначение, области применения и конструкция машин постоянного тока. Якорные обмотки. Условия симметрии обмоток якоря. Уравнительные соединения.
• ЭДС обмотки якоря. Электромагнитный момент. Магнитное поле МПТ при холостом ходе и нагрузке. Реакция якоря.
• Коммутация в машинах постоянного тока. Причины искрения. Виды коммутации. Способы улучшения коммутации.
• Генераторы постоянного тока. Схемы возбуждения. Уравнения. Условия самовозбуждения генераторов. Характеристики генераторов постоянного тока. Параллельная работа генераторов постоянного тока.
• Двигатели постоянного тока. Схемы возбуждения. Уравнения. Характеристики двигателей постоянного тока. Пуск, реверсирование и торможение ДПТ. Регулирование частоты вращения ДПТ.
• Коллекторные машины переменного тока. Бесконтактные двигатели постоянного тока. Другие электрические машины.

Лабораторные работы:

1. Характеристики синхронного генератора
   
2. Работа синхронного генератора параллельно с сетью
   
3. Генераторы постоянного тока
   
4. Двигатели постоянногот тока
   

Программа экзамена

© Ширинский С.В.
каф.ЭМЭЭА, МЭИ, 2023-24