Для силовых (ЭП) различают три режима работы: продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный
Частота тока
Стандартной частотой для наших энергосистем и объектов электроснабжения является частота 50 Гц.
В промышленности применяются также пониженные частоты:
1) 0,5 – 1,5 Гц - для электромагнитного перемешивания стали в электропечах;
2) 2 – 5 Гц – для контактной электросварки путем преобразования частоты и числа фаз в специальных сварочных машинах, где энергия трехфазного тока частотой 50 Гц преобразуется в энергию однофазного тока частотой 2 – 5 Гц;
3) 10 – 40 Гц – для регулирования скорости электроприводов асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, например для привода роликов рольгангов в прокатных станах.
В установках п 1-2 питание потребителей пониженной частоты производится блоком преобразователь – потребитель, так что проблема распределения энергии на этой частоте отсутствует; распределительная сеть пониженной частоты требуется лишь в установках п. 3 – для рольгангов и т.п.
Повышенные и высокие частоты применяются в промышленности:
1) для высокочастотного электроинструмента сборочных цехов автопромышленности и других поточных производств, где повышенная частота (обычно 175 – 200 Гц) позволяет изготовлять электроинструмент более легким и удобным за счет применения быстроходных двигателей;
2) для электропривода центрифуг в промышленности искусственного волокна 100 – 200 Гц;
3) для электропривода деревообрабатывающих станков, в которых для получения высоких скоростей резания по дереву (до 20000 об/мин) применяются частоты до 400 Гц;
4) в установках индукционного сквозного нагрева металла для горячей штамповки и ковки – от 500 до 10000 Гц;
5) в установках поверхностного нагрева металла для закалки и термообработки с частотами от 2000 до 106 Гц и диэлектрического нагрева неметаллических материалов (керамики, дерева, пластмасс) при частотах от 100 кГц до 100 МГц.
Типы трехфазных асинхронных двигателей (АД), их номинальные мощности и напряжения. Факторы, влияющие на К.П.Д и коэффициент реактивной мощности трехфазных АД
Единые серии асинхронных двигателей охватывают мощности от долей ватта до нескольких тысяч киловатт и различные частоты вращения. Они строятся на номинальные напряжения 127, 220, 380, 500, 660, 3000, 6000 и 10000 В
Основными сериями трехфазных асинхронных двигателей массового применения являются серии А и А2 с мощностью от 0,6 до 125 кВт.
Двигатели большой мощности (от 140 до 1 250 кВт) с фазным ротором (с контактными кольцами) объединены в серию ФАМСО. Они изготовляются для эксплуатации в угольной и нефтяной промышленности, для нужд электростанций и других областей народного хозяйства.
На те же мощности строятся короткозамкнутые двигатели с двойной клеткой или бутылочными пазами на роторе, объединенные в серию ДАМСО, а также с глубокими пазами на роторе серии ГАМ. Двигатели предназначены для работы в тяжелых условиях: прямой пуск при полном напряжении, реверсирование, торможение.
Электрические потери в обмотке статора, отнесенные к номинальной мощности приближенно равны: 7 2,5% .
Электрические потери в обмотках ротора примерно такие же, как в обмотках статора. В тех же пределах приблизительно колеблются значения скольжения s%.
Потери в стали статора Pс1 и потери от пульсаций поля в зубцах статора и ротора Pс.д, вызванные наличием пазов на статоре и роторе, составляют:
Механические потери (потери на трение) Рмех зависят от частоты вращения и диаметра ротора, примененной системы вентиляции, типа подшипников. Они составляют:
.
Добавочные потери Рдоб, возникающие при нагрузке, вызваны полями рассеяния и не могут быть достаточно точно рассчитаны или определены опытным путем, в современных короткозамкнутых двигателях при алюминиевой обмотке на роторе они достигают 1 2,5% от Р1н.
Важной величиной, характеризующей работу двигателя, является потребление им реактивной мощности. Реактивный ток, потребляемый двигателем, идет главным образом на создание основного магнитного поля. Он мало отличается от тока холостого хода. Поэтому для улучшения коэффициента мощности cos двигателя нужно уменьшить его ток холостого хода, что достигается путем уменьшения воздушного зазора δ между статором и ротором. Однако для δ существует минимальное значение, ниже которого не следует спускаться. Для машин различной мощности δ = 0,2 1,5 мм.
где qном - номинальная реактивная мощность АД, которая может быть определена по паспортным данным двигателя:
qном= tgном,
После некоторых преобразований получим выражение полной реактивной нагрузки
q= [+(Kз)2(tgном)],
где Pном – номинальная полезная активная мощность на валу, указываемая на заводском щитке, Iном - номинальное фазное значение тока статора, Iх.х – ток холостого хода электродвигателя, ном – коэффициент полезного действия, Kз=P/Pном -коэффициент загрузки АД по активной мощности; tgном - коэффициент реактивной мощности, соответствующий номинальному коэффициенту мощности cosном, указанному на щитке.
Коэффициент реактивной мощности tgАД зависит от Kз АД и определяется следующим выражением:
tgАД =Kз+ , =qх.х=3UномIх.х
Устройство и принцип действия ламп накаливания. Основные особенности и недостатки ламп накаливания
Лампы накаливания — самые массовые источники оптического излучения. Это объясняется сравнительной простотой их устройства и надежностью в эксплуатации, возможностью непосредственного включения в сеть, отработанностью технологии и дешевизной. Несмотря на многообразие типоразмеров ламп накаливания, отличающихся номинальным напряжением, мощностью и родом тока, все они объединены единым физическим принципом получения видимого излучения (нагрев электрическим током вольфрамовой нити до температуры 2200-2800°С) и сходством применяемых во всех конструкциях основных составляющих элементов. Лампы накаливания отличаются между собой электрическими, светотехническими и эксплуатационными характеристиками.
Лампы накаливания, из внутреннего объёма (колбы) которых выкачан воздух, называют вакуумными, а заполненные инертными газами (азотом, аргоном, криптоном) - газополными.
Газополные лампы при прочих равных условиях имеют большую, чем вакуумные лампы, световую отдачу, поскольку находящийся в колбе под давлением газ препятствует испарению вольфрамовой нити, что позволяет повысить её рабочую температуру, а, следовательно, и световую отдачу.
Стандартные лампы накаливания изготовляются на напряжение 220 В и на мощности 25, 40, 60, 75, 100, 150, 200, 300, 500, 750 Вт. Лампы накаливания для местного освещения изготовляются на напряжения 12, 24, 36 В и на мощности 40, 100 Вт.
Типичная для ЛН световая отдача 10-15 Лм/Вт. ЛН в большей степени нагреватели, чем осветители: только 2% электроэнергии, питающей нить накала, превращается в свет, а остальные 98% - в тепло. В связи с этим сплошной спектр лампы накаливания имеет максимум в инфракрасной области и плавно спадает с уменьшением длины волны. Такой спектр определяет теплый тон излучения при отличной цветопередаче.
Срок службы (средняя продолжительность горения) ЛН, как правило, не превышает 1000 часов.
Виды газоразрядных ламп низкого и высокого давления. Их преимущества и недостатки
Люминесцентные лампы низкого давления представляют собой длинные стеклянные трубки, в торцы которых впаяны ножки, несущие по два электрода, между которыми находится катод в виде спирали. В трубку лампы введены пары ртути и инертный газ, главным образом аргон. Назначением инертных газов является обеспечение надежного загорания лампы и уменьшение распыления катодов. На внутреннюю поверхность трубки нанесен слой люминофора. Принцип действия люминесцентной лампы низкого давления ЛЛНД основан на дуговом разряде в парах ртути низкого давления. Получающееся при этом ультрафиолетовое излучение преобразуется в видимое в слое люминофора, покрывающего внутренние стенки лампы. Люминофор преобразует ультрафиолетовое излучение газового разряда в видимое.
Люминесцентные лампы различают пo форме и размерам колбы, мощности и спектральному составу или цветности излучения. Выпускаемые промышленностью люминесцентные лампы типов ЛБ, ЛД, ЛТБ и ЛХБ, ЛЕ, ЛБЕ, ЛХЕ и др. отличаются только составом люминофора, а следовательно, и спектральным составом излучения. Люминесцентные лампы выпускают на мощности: 6, 9, 11, 15, 18, 20, 30, 36, 40, 58, 65, 80, 125 и 150 Вт. Средняя продолжительность горения люминесцентных ламп не менее 12000 ч. Оптимальными условиями работы ламп являются t= 18—25°С и относительная влажность воздуха не более 70 %. В условиях низкой температуры и влажности они плохо «загораются» и выходят из строя.
Коэффициент мощности ЛЛ с индивидуальными конденсаторами 0,9-0,95, а без них – 0,6.
Для освещения предприятий, учреждений и учебных заведений в настоящее время применяют преимущественно люминесцентные лампы низкого давления. В странах с мягким климатом ЛЛНД широко применяются в наружном освещении городов. В холодных районах их распространению мешает падение светового потока при низких температурах. Если «закрутить» трубку ЛЛ в спираль, мы получим КЛЛ — компактную люминесцентную лампу.
Принцип действия разрядных ламп высокого давления — свечение наполнителя в разрядной трубке под действием дуговых электрических разрядов.
При повышении давления в лампе и плотности тока разряд в ней становится более интенсивным по излучению. Наряду с излучением в видимой области спектра получается излучение в ультрафиолетовой области. При использовании такого разряда в источниках света требуется исправление его цветности путем преобразования ультрафиолетового излучения в красное.
Для получения такого излучения используются трубчатые кварцевые лампы, называемые в данном случае горелками. Горелка представляет собой кварцевую трубку с впаянными по концам катодами на больший ток, чем при разряде низкого давления. С целью облегчения зажигания впаиваются дополнительные электроды зажигания в один или оба конца трубки, соединенные с противоположным катодом через добавочное сопротивление. Из-за малого расстояния между основным и дополнительным электродами между ними происходит разряд при включении лампы, приводящий к ионизации газа в трубке. Когда сопротивление столба разряда в трубке станет меньше добавочного сопротивления в цепи дополнительного электрода, начинается разряд между основными электродами. Так как работа горелки зависит от действия внешней среды, то она размещается внутри колбы лампы, покрытой изнутри люминофором, который поглощает ультрафиолетовое излучение и превращает его в видимое красное. Внешняя колба лампы наполняется инертным газом. Время, в течение которого происходит установление нормального режима работы лампы, называемое временем разгорания, составляет 7...10 мин. Повторное зажигание лампы возможно только после ее остывания
Два основных разряда высокого давления, применяемых в лампах — ртутный и натриевый. Оба дают достаточно узкополосное излучение: ртутный — в голубой области спектра, натрий — в желтой, поэтому цветопередача ртутных и особенно натриевых ламп оставляет желать лучшего.
Добавление внутрь разрядной трубки ртутной лампы галогенидов различных металлов позволило создать новый класс источников света — металлогалогенные лампы (МГЛ), отличающиеся очень широким спектром излучения и прекрасными параметрами: высокая световая отдача (до 100 Лм/Вт), хорошая и отличная цветопередача, средний срок службы около 15 000 часов.
Один из немногих недостатков МГЛ — невысокая стабильность параметров в течение срока службы — успешно преодолевается с изобретением ламп с керамической горелкой.
Достоинствами ламп ДРЛ являются: высокая световая отдача (до 55 лм/Вт), большой срок службы (10000 ч), компактность, некритичность к условиям внешней среды (кроме очень низких температур).
Недостатками ламп следует считать: преобладание в спектре сине-зеленой части, ведущее к неудовлетворительной цветопередаче, что исключает применение ламп в случаях, когда объектами различения являются лица людей или окрашенные поверхности, возможность работы только на переменном токе, длительность разгорания при включении (примерно 7 мин) и начало повторного зажигания после даже очень кратковременного перерыва питания лампы лишь после остывания (примерно 10 мин), пульсации светового потока, больше, чем у люминесцентных ламп, значительное снижение светового потока к концу срока службы
Виды преобразования электрической энергии. Характеристики параметров режимов технологических установок, работающих на постоянном токе.
В системах электроснабжения в основном применяют два вида преобразования электрической энергии: выпрямление переменного тока и преобразование частоты. Более одной четверти вырабатываемой электроэнергии потребляется на постоянном токе, в том числе часть промышленных потребителей электроэнергии может работать только на постоянном токе: электрохимические и электрометаллургические электролизные ванны, сварочные устройства, зарядные устройства аккумуляторных батарей и т.д. Другие промышленные потребители (электропривод, промышленный электрический транспорт) имеют на постоянном токе лучшие регулировочные характеристики, чем на переменном токе. Преобразование переменного тока частотой 50 Гц в переменный ток промышленной частоты от 0,5 Гц до 100 МГц необходимо для питания таких промышленных потребителей, как тиристорный электропривод с частотным управлением станков, машин, инструмента, установок индуктивного нагрева и плавки металлов, ультразвуковых устройств и т.д
Назначение
Параметры
Характеристика режима работы
Ток, кА
Напряжение, В
Регулирование выпрямленного напряжения
График нагрузки
Электролизное производство
12,5…175
75, 150, 300, 450, 600, 850
требуется
Равномерный непрерывный
Дуговые вакуумные печи
12,5…37,5
75
требуется
Равномерный
Графитированные печи
25…200
150, 300
требуется
Неравномерный
Электрохимическая обработка металлов
0,1…25
6, 12, 24, 48
требуется
Преимущественно равномерный
Электрифицированный транспорт
0,5…3,2
275, 600, 825, 1650, 3300
Не требуется
Преимущественно неравномерный
Цеховые сети постоянного тока
14
230
Не требуется
Преимущественно равномерный
Виды сварки и сварных соединений. Источники питания для дуговой и контактной сварки
Электросваркой называется один из способов неразъемного соединения металлических частей, при котором такое соединение достигается путем их местного нагрева до пластического или жидкого состояния за счет превращения подводимой электрической энергии в тепловую; при этом может применяться или не применяться давление на свариваемые части. Различают пластическую сварку (сварку давлением), при которой металл нагревается до тестообразного (пластического) состояния и сжимается в месте сварки, и сварку плавлением, для которой характерно быстрое образование небольшой местной ванночки расплавленного металла в зоне сварки, а остальная масса металла остается сравнительно холодной.
Электросварка разделяется на два основных вида: дуговую и контактную. Дуговая электросварка относится к сварке плавлением, при этом тепловая энергия выделяется в дуговом разряде в непосредственной близости от места соприкосновения свариваемых деталей. При контактной сварке, которая относится к пластической сварке, тепловая энергия выделяется непосредственно в месте соприкосновения свариваемых деталей при прохождении через них электрического тока. Контактная ссылка скрыта, способ сварки металлов, при котором детали нагреваются проходящим в месте контакта электрическим током и сдавливаются (осаживаются). В зависимости от метода нагрева различают Контактная электросварка сопротивлением и оплавлением. При контактной электросварке сопротивлением соединение образуется в результате плавления, плотного сжатия деталей и ссылка скрыта металла в виде литого ядра. При контактной электросварке оплавлением детали лишь соприкасаются, но благодаря большой ссылка скрыта тока в местах контакта деталей металл быстро нагревается, превращается в жидкие ссылка скрыта, которые растекаются, образуя на ссылка скрыта тонкий слой жидкого металла. При осаживании находящийся в пластическом ссылка скрыта металл удаляется, ссылка скрыта образуется по всей ссылка скрыта касания.
По виду сварного соединения различают: точечную, шовную (роликовую) и стыковую контактную электросварку. Наиболее распространена точечная сварка, позволяющая осуществлять до 600 соединений в 1 мин; применяется как для соединения тончайших деталей (до 0,02 мкм) электронных приборов.
Источники питания переменного тока для дуговой сварки
Наиболее распространенным источником питания при ручной дуговой сварке являются сварочные трансформаторы
ежим работы 
2,5% .
