Судовые электрические машины

Рассмотрены принципы действия, конструктивные особенности, основы теории, характеристики, режимы работы судовых электрических машин и трансформаторов.
Студентам, обучающимся в высших учебных заведениях по специальности «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики». Может быть также использовано в системе повышения квалификации и переподготовки судовых электромехаников.

Содержание
Предисловие
Введение
Глава 1. Устройство и принцип действия машин постоянного тока. Физика основных взаимодействий
1.1 Принцип действия машин постоянного тока
1.2 Устройство машины постоянного тока
1.3 Обмотки якорей машин постоянного тока
1.3.1 Общие положения
1.3.2 Простая петлевая обмотка
1.3.3 Сложная петлевая обмотка
1.3.4 Простая волновая обмотка
1.3.5 Сложная волновая обмотка
1.4 Электродвижущая сила якоря и электромагнитный момент
1.5 Магнитная цепь машины постоянного тока
1.6 Реакция якоря
1.7 Коммутация в машинах постоянного тока
1.7.1 Физические процессы коммутации
1.7.2 Причины и степени искрения
1.7.3 Средства улучшения коммутации
1.8 Потери мощности и КПД машин постоянного тока
1.9 Щетки электрических машин
1.10 Обозначения выводов и схемы соединений электрических машин постоянного тока
1.11 Установка щеточной траверсы относительно нейтрали машины
1.12 Вопросы для самопроверки и контроля знаний
Глава 2. Генераторы постоянного тока
2.1 Основные понятия и классификация генераторов постоянного тока
2.2 Уравнения электрического и механического равновесия генераторов постоянного тока
2.3 Характеристики генераторов независимого возбуждения
2.4 Генераторы параллельного возбуждения
2.4.1 Условия самовозбуждения генератора
2.4.2 Характеристики генератора параллельного возбуждения
2.5 Генераторы последовательного возбуждения
2.6 Генераторы смешанного возбуждения
2.7 Параллельная работа генераторов
2.8 Электромашинные усилители
2.9 Серии судовых генераторов постоянного тока
2.10 Вопросы для самопроверки и контроля знаний
Глава 3. Электродвигатели постоянного тока
3.1 Общие сведения о двигателях постоянного тока
3.2 Характеристики двигателей параллельного возбуждения
3.3 Характеристики двигателей последовательного возбуждения
3.4 Характеристики двигателей смешанного возбуждения
3.5Серии судовых двигателей постоянного тока
3.6 Вопросы для самопроверки и контроля знаний
Глава 4. Судовые трансформаторы
4.1 Устройство и принцип действия трансформатора
4.1.1. Классификация и устройство трансформаторов
4.1.2. Принцип действия трансформатора
4.1.3. Напряжения и ЭДС в трансформаторе при холостом ходе
4.2 Режимы работы трансформатора
4.2.1. Холостой ход однофазного трансформатора
4.2.2. Работа трансформатора под нагрузкой
4.2.3. Режим короткого замыкания
4.3 Приведенный трансформатор
4.3.1. Приведение вторичной обмотки трансформатора к первичной
4.3.2. Схема замещения и уравнения электрического равновесия приведенного трансформатора
4.3.3. Опытное определение параметров схемы замещения трансформатора
4.3.4. Упрощенная векторная диаграмма приведенного трансформатора
4.4 Рабочие характеристики трансформатора
4.4.1 Зависимость вторичного напряжения трансформатора от величины и характера нагрузки
4.4.2 Внешняя характеристика трансформатора
4.4.3 Потери в трансформаторе и его КПД
4.5 Понятие о трехфазных и специальных трансформаторах
4.5.1 Трехфазные трансформаторы
4.5.2 Автотрансформатор
4.5.3 Сварочные трансформаторы
4.5.4 Измерительные трансформаторы
4.6 Обозначения выводов и группы соединения трансформаторов
4.7. Параллельная работа трансформаторов
4.8 Вопросы для самопроверки и контроля знаний
Глава 5. Общие вопросы теории машин переменного тока
5.1. Основные элементы конструкции электрических машин переменного тока
5.1.1 Общие законы электромеханики
5.1.2 Конструктивная схема синхронной машины
5.1.3 Устройство асинхронного двигателя
5.2 Трехфазные обмотки электрических машин переменного тока
5.2.1 Принцип построения обмотки
5.2.2 Параметры обмоток
5.2.3 Двухслойные обмотки
5.3. Электродвижущая сила в обмотках машин переменного тока
5.4 Вращающееся магнитное поле трехфазной обмотки машин переменного тока
5.5. Обозначения выводов машин переменного тока
5.6. Вопросы для самопроверки и контроля знаний
Глава 6. Асинхронные электродвигатели
6.1. Принцип действия асинхронного двигателя
6.2. Режимы работы асинхронного двигателя
6.2.1 Режим холостого хода при заторможенном роторе
6.2.2 Режим короткого замыкания АД
6.2.3 Рабочий режим асинхронного двигателя
6.3 Приведение вращающегося ротора к эквивалентному неподвижному ротору. Схема замещения и векторная диаграмма приведенного АД
6.4. Энергетическая диаграмма и механическая характеристика асинхронного двигателя
6.4.1 Энергетическая диаграмма. Коэффициент полезного действия А
6.4.2 Вращающий момент АД
6.4.3 Механическая характеристика АД
6.4.4 Зависимость вращающего момента Мэм от сопротивления
6.5 Рабочие характеристики асинхронного двигателя
6.6 Проблемные режимы работы судовых асинхронных двигателей
6.6.1 Проблемы пуска АД
6.6.2 Способы пуска судовых АД
6.6.3 Применение АД с улучшенными пусковыми характеристиками
6.6.4 Обрыв фазы обмотки статора
6.6.5 Реверс двигателя и работа при «вывернутой» фазе
6.7 Регулирование скорости вращения судовых АД
6.7.1 Способы регулирования
6.7.2 Регулированием изменением подводимого напряжения
6.7.3 Регулированием изменением активного сопротивления цепи ротора
6.7.4 Регулированием изменением частоты питающей сети
6.7.5 Регулированием изменением числа пар полюсов
6.8 Реверсирование и электрическое торможение АД
6.9 Однофазные асинхронные двигатели
6.9.1 Принцип действия однофазного АД
6.9.2 Схемы включения АД в однофазную сеть
6.10 Экранированные асинхронные двигатели
6.11 Серии судовых асинхронных двигателей
6.12 Вопросы для самопроверки и контроля знаний
Глава 7. Синхронные машины
7.1 Принцип действия, устройство и классификация синхронных машин
7.1.1 Общие сведения о синхронных машинах
7.1.2 Принцип действия синхронного генератора
7.1.3 Классификация синхронных машин
7.1.4 Устройство синхронных машин
7.1.5 Особенности устройства бесщеточного синхронного генератора
7.2 Реакция якоря в синхронном генераторе при симметричной нагрузке
7.2.1 Общее представление о реакции якоря
7.2.2 Реакция якоря СГ при различных по характеру нагрузках
7.3 Параметры СГ в установившемся режиме работы
7.3.1 Составляющие магнитных потоков
7.3.2 Индуктивное сопротивление рассеяния
7.3.3 Индуктивное сопротивление реакции якоря
7.3.4 Активное сопротивление фазы статора
7.3.5 Схема замещения неявнополюсного СГ
7.3.6 Система относительных единиц
7.4 Уравнения электрического равновесия и векторные диаграммы СГ
7.4.1. Неявнополюсный СГ
7.4.2. Явнополюсный СГ
7.4.3 Векторная диаграмма насыщенного неявно полюсного СГ (диаграмма Потье)
7.4.4 Изменение напряжения СГ при изменении нагрузки
7.4.5 Определение изменения напряжения СГ по векторным диаграммам
7.5 Характеристики синхронных генераторов
7.5.1 Общие определения характеристик
7.5.2 Основные характеристики СГ
7.6 Определение параметров СГ
7.7 Потери и К.П.Д. синхронных машин
7.8 Схемы возбуждения синхронных генераторов
7.8.1 Принцип построения систем возбуждения
7.8.2 Процесс самовозбуждения СГ
7.8.3 Особенности возбуждения бесщеточных СГ
7.9 Вопросы для самопроверки и контроля знаний
Глава 8. Параллельная работа судовых синхронных генераторов
8.1 Преимущества и недостатки параллельной работы генераторов
8.2 Включение судовых синхронных генераторов на параллельную работу
8.2.1 Особенности работы СГ на сеть большой мощности
8.2.2 Условия включения СГ на параллельную работу
8.2.3 Физические процессы в СГ при нарушении условий синхронизации
8.2.4 Способы синхронизации
8.3 Регулирование активной мощности при работе генератора с сетью
8.4 Угловая характеристика неявнополюсного синхронного генератора
8.5 Статическая и динамическая устойчивость параллельной работы СГ с сетью
8.6 Угловая характеристика явнополюсного синхронного генератора
8.7 Регулирование реактивной мощности СГ при параллельной работе с сетью
8.8 Перевод синхронной машины в двигательный режим работы
8.9 Особенности параллельной работы генераторов соизмеримой мощности
8.10 Вопросы для самопроверки и контроля знаний
Глава 9. Переходные процессы в судовых электрических машинах переменного тока
9.1 Общее описание переходных процессов
9.1.1 Сущность переходных процессов
9.1.2 Общее описание переходных процессов при коротком замыкании
9.1.3 Короткое замыкание в цепи
9.2 Переходные процессы в судовых трансформаторах
9.2.1 Переходные процессы при включении трансформатора в сеть
9.2.2 Изменение тока включения трансформатора с учетом насыщения
9.2.3 Внезапное короткое замыкание трансформатора
9.2.4 Действие токов короткого замыкания
9.2.5 Витковое короткое замыкание в обмотках
9.3 Переходные процессы в асинхронных двигателях
9.3.1 Общие представления о переходных процессах в асинхронных двигателях
9.3.2 Пуск асинхронного двигателя в ход
9.4. Переходные процессы в синхронном генераторе при коротком замыкании
9.4.1. О постоянстве потокосцеплений в сверхпроводящем контуре
9.4.2. Симметричное внезапное короткое замыкание СГ
9.4.3. Апериодическое внезапное короткое замыкание СГ
9.4.4. Переходные и сверхпереходные индуктивные сопротивления
9.5. Вопросы для самопроверки и контроля знаний