Скачать презентацию Источники электрической энергии. Характеристики и параметры источников электрической Скачать презентацию Источники электрической энергии. Характеристики и параметры источников электрической

Лекция 3. Источники энергии.ppt

  • Количество слайдов: 19

Источники электрической энергии. Характеристики и параметры источников электрической энергии Электрический ток является транспортером электрической Источники электрической энергии. Характеристики и параметры источников электрической энергии Электрический ток является транспортером электрической энергии. Производителями электрической энергии являются источники электродвижущей силы (ЭДС) Напряжение - это работа, которую совершает электрическое поле по перемещению единичного заряда по проводнику длиной l. Потенциальная работа источника (устройства) электрической энергии – электродвижущая сила (ЭДС). Реальные электротехнические устройства не могут иметь 100% - й коэффициент полезного действия, поэтому у любого источника энергии есть запас на потери и только часть энергии идет на полезную работу. Напряжение - это реальная работа во внешней цепи.

ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ q. Постоянного тока q. Переменного тока q. Химические элементы q. Аккумуляторы ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ q. Постоянного тока q. Переменного тока q. Химические элементы q. Аккумуляторы q. Солнечные батареи q. Электрические машины (генераторы)

ИСТОЧНИКИ ПОСТОЯННОГО ТОКА Исторически первыми источниками электрической энергии были гальванические элементы А. Вольта (1745 ИСТОЧНИКИ ПОСТОЯННОГО ТОКА Исторически первыми источниками электрической энергии были гальванические элементы А. Вольта (1745 -1827), позднее аккумуляторы. Их принцип работы основан на электрохимическом преобразовании энергии. Затем был изобретен генератор переменного напряжения (1832 г. ), принцип действия которого основан на взаимодействии движущегося проводника c магнитным полем. И те и другие представляют собой электротехнические активные устройства. Существуют реальные источники ЭДС, которые используются в электротехнике, а также их идеальное представление в модельных расчетах при анализе свойств и параметров электротехнических устройств.

СХЕМА ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА И КОЛЛЕКТОРА S w. В b a d Я c СХЕМА ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА И КОЛЛЕКТОРА S w. В b a d Я c N IЯ EЯ

ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ЕЯ. Х, % RН 100 А 80 V ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ЕЯ. Х, % RН 100 А 80 V с. Е - постоянный коэффициент, характерный для данной машин Ф - главный магнитный поток (магнитный поток ) статора; n - число оборотов якоря (частота вращения). 60 ЕЯ IЯ 40 20 w. В А IВ 0 RШ ЕВ 50 IВ, % 100 150 Мощность цепи возбуждения составляет 1 -3% номинальной мощности генератора (мощность потерь). ЭДС на обмотках якоря в широком диапазоне изменения магнитного потока статора изменяется пропорционально ему:

Внешняя характеристика генератора с независимым возбуждением (а); регулировочная характеристика (б). U IВ IВНОМ IВХ Внешняя характеристика генератора с независимым возбуждением (а); регулировочная характеристика (б). U IВ IВНОМ IВХ U UX UНОМ 0 IЯ IЯ ном Так как генератор обладает внутренним сопротивлением обмоток якоря RЯ, то в режиме нагружения ее на внешний приемник напряжение на выводах якорной обмотки меньше ЭДС и уменьшается по мере увеличения тока через нагрузку вследствие потерь на внутреннем сопротивлении якоря:

Реальный источник ЭДС имеет электродвижущую силу в виде напряжения, способного переместить по проводнику заряд, Реальный источник ЭДС имеет электродвижущую силу в виде напряжения, способного переместить по проводнику заряд, и свое (внутреннее) сопротивление протеканию тока, на котором происходят потери энергии. Сам источник условно обозначается E, а его внутреннее сопротивление RВН. Для идеального (модельного) источника ЭДС принимается, что он не имеет внутреннее сопротивление и он, как правило, используется для оценочных расчетов токов в электротехнических элементах. Условные обозначения E - + Идеальный источник ЭДС - Е + RВН Реальный источник ЭДС

ХАРАКТЕИСТИКИ ИДЕАЛЬНОГО ИСТОЧНИКА ЭДС a Е b R I = E/R Uab I E ХАРАКТЕИСТИКИ ИДЕАЛЬНОГО ИСТОЧНИКА ЭДС a Е b R I = E/R Uab I E Uab E I I R R

ХАРАКТЕИСТИКИ РЕАЛЬНОГО ИСТОЧНИКА ЭДС a Е RВН I b R I = E/(R + ХАРАКТЕИСТИКИ РЕАЛЬНОГО ИСТОЧНИКА ЭДС a Е RВН I b R I = E/(R + RВН) Uab = E – IRBH = E [1 – RBH/(R + RBH)] Uab E R Uab RBH=0 RBH 1 E RBH 1 < RBH 2 I

ИСТОЧНИК ТОКА E Условные обозначения RBH J GВН J E RBH I RBH = ИСТОЧНИК ТОКА E Условные обозначения RBH J GВН J E RBH I RBH = RBH >> R R R I = E/(R + RBH) RBH >> R

ИСТОЧНИКИ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Катушечные группы Статор Ротор ИСТОЧНИКИ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Катушечные группы Статор Ротор

Схема катушечной группы с многовитковыми секциями (a) и одновитковыми секциями (б) Схема трехфазной обмотки Схема катушечной группы с многовитковыми секциями (a) и одновитковыми секциями (б) Схема трехфазной обмотки двухполюсного статора с тремя катушками в каждой фазе Фазные обмотк и А В Катушечная группа Секция wс витков С y= Конструкция короткозамкнутого ротора D/2

СПОСОБЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ ЭДС ПЕРЕМЕННОГО ТОКА A UЛ UЛ B C Uф Звезда Треугольник СПОСОБЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ ЭДС ПЕРЕМЕННОГО ТОКА A UЛ UЛ B C Uф Звезда Треугольник e. A = Umsin( t) e. B = Umsin( t +1200) e. C = Umsin( t + 2400) Uф = UЛ / 3

ОДНОФАЗНАЯ ПЕРЕМЕННАЯ СИНУСОИДАЛЬНАЯ ЭДС е t ТРЕХФАЗНАЯ ПЕРЕМЕННАЯ ЭДС B A C a b ОДНОФАЗНАЯ ПЕРЕМЕННАЯ СИНУСОИДАЛЬНАЯ ЭДС е t ТРЕХФАЗНАЯ ПЕРЕМЕННАЯ ЭДС B A C a b c a b с a b c

СПОСОБЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ПРИЕМНИКОВ К ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ A Za A Zb Zab Zca B B СПОСОБЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ПРИЕМНИКОВ К ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ A Za A Zb Zab Zca B B Zbc Zc C C Звезда Треугольник

A A B B C C Za Zb N Zab Zca Zbc Zc A A B B C C Za Zb N Zab Zca Zbc Zc

EA EB UЛ Zab Zca EC Zbc A Uф UЛ B C EA EB UЛ Zab Zca EC Zbc A Uф UЛ B C

EA EB Za Zb Zc EC EA EB Za Zb Zc EC

СРЕДНЕЕ И ДЕЙСТВУЮЩЕЕ ЗНАЧЕНИЯ СИНУСОИДАЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН Среднее значение за положительный полупериод: Действующее значение: СРЕДНЕЕ И ДЕЙСТВУЮЩЕЕ ЗНАЧЕНИЯ СИНУСОИДАЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН Среднее значение за положительный полупериод: Действующее значение: