Elektrotehnika kordamisküsimuste vastused TTK (2/2) Vahelduvvoolu periood. Ajavahemikku, mille vältel muutuv suurus teeb ühekordselt läbi kõik oma muutused, nimetatakse perioodiks, tähistatakse tähega T ja mõõdetakse sekundites. Vahelduvvoolu sagedus. Perioodide arvu sekundis ehk perioodi pöördväärtust nimetatakse vahelduvvoolu sageduseks ja tähistatakse tähega f. Sageduse mõõtühikuks on herts (Hz) Vahelduvvoolu nurksagedus. juhtmekeeru pöörlemissagedus ehk nurksagedus = / t on võrdne täisvõngete arvuga 2 sekundi jooksul. ALALISVOOLU ELEKTRIMASINAD 2,5-8 kahtlane! ! ! http://ekool.tktk.ee/mod/resource/view.php?id=6555 Millisel füüsikalisel nähtusel põhineb alalisvoolu elektrimootori töö? Lühidalt: Kõikide elektrimootorite töö põhineb füüsikast tuntud elektromehaanilisel nähtusel, et magnetväljas asetsevale vooluga elektrijuhtmele mõjub jõud, mis paneb selle juhtme liikuma magnetväljaga risti olevas suunas, vt. joonis 6. 5. Joonise...
Kolmnurkühendusel ühendatakse esimese faasimähise lõpp teise faasimähise algusega, selle lõpp kolmanda mähise algusega ja kolmanda lõpp esimese mähise algusega. 5. Mis on neutraaljuhe? Ühendatakse neutraalpunktiga. 6. Mis on generaatori faasipinge? Faasimähise alguse ja lõpu vahelist pinget nimetatakse faasipingeks. 7. Mis on liinipinge? Faasimähiste alguste, seega ka liinijuhtmete vahelist pinget nimetatakse liinipingeks. 8. Milline on kolmefaasilise generaatori faasipingete summa? Võrdne faasimähise elektromotoorjõuga. 9. Kui suur on faasinihe kolmefaasilise generaatori faasipingete vahel? 120º 10. Mis on pöördmagnetväli? Staatorimähiste kolmefaasiline süsteem. 11. Milles seisneb kolmefaasiliste tarvitite (näiteks kolmefaasilise elektrimootori) tähtlülituse omapära? Liinivoolud on võrdsed vooluga tarvitites. 12. Milles seisneb kolmefaasiliste tarvitite (näiteks kolmefaasilise elektrimootori) kolmnurklülituse omapära?
3) Tähtühendus – liini ja faasi suurustevahelised seosed sümmeetrilistel koormustel L1, L2 ja L3 - kolme juhet, millega koormus e. tarbija on ühendatud generaatori faasimähistega (antud juhul algustega A, B ja C) nimetatakse liinijuhtmeteks. - iga liinijuhtme ja neutraaljuhtme vahelist pinget nimetatakse faasipingeks. - liinijuhtmete vahelisi pingeid nimetatakse liinipingeteks. U - liinipingete effektiiv- e. Tegevväärtus - faasipingete effektiiv- e. Tegevväärtus Tähtühenduse korral on liini- ja faasivoolud võrdsed: Tähtühenduse korral on liinipinge √ korda suurem faasipingest: Vektordiagrammist nähtub, et liinipinged on faasipingetest 30o võrra ees. Liinipinge avaldub vastavate faasipingete vahena: 4) Kolmnurkühendus – sama Kolmnurkühenduse puhul on liinipinged võrdsed faasipingetega: U = Uf
Neutraaljuhtmesse ei tohi paigaldada kaitsmeid, lüliteid ega muid seadmeid, mis võimaldaks või põhjustaks katkestust neutraaljuhtmes. 6. Mis on generaatori faasipinge? Faasimähise alguse ja lõpu vahelist pinget nimetatakse faasipingeks. Iga liinijuhtme ja neutraaljuhtme vaheline pinge on faasipinge. 7. Mis on liinipinge? Faasimähiste alguste, seega ka liinijuhtmete vahelist pinget nimetatakse liinipingeks. 8. Milline on kolmefaasilise generaatori faasipingete summa? Tähtühendusel faasipinge on võrdne faasimähise elektromotoorjõuga. Kolmnurkühendusel elektromotoorjõudude summa võrdub nulliga. 9. Kui suur on faasinihe kolmefaasilise generaatori faasipingete vahel? Faasinihe faasipingete vahel on 120 kraadi. 10. Mis on pöördmagnetväli? Magnetväli, mis ruumiliselt pöörleb. Asünkroonmootori töö alus. 11. Milles seisneb kolmefaasiliste tarvitite (näiteks kolmefaasilise elektrimootori) tähtlülituse omapära?
Neutraaljuhtmesse ei tohi paigaldada kaitsmeid, lüliteid ega muid seadmeid, mis võimaldaks või põhjustaks katkestust neutraaljuhtmes. 6. Mis on generaatori faasipinge? Faasimähise alguse ja lõpu vahelist pinget nimetatakse faasipingeks. Iga liinijuhtme ja neutraaljuhtme vaheline pinge on faasipinge. 7. Mis on liinipinge? Faasimähiste alguste, seega ka liinijuhtmete vahelist pinget nimetatakse liinipingeks. 8. Milline on kolmefaasilise generaatori faasipingete summa? Tähtühendusel faasipinge on võrdne faasimähise elektromotoorjõuga. Kolmnurkühendusel elektromotoorjõudude summa võrdub nulliga. 9. Kui suur on faasinihe kolmefaasilise generaatori faasipingete vahel? Faasinihe faasipingete vahel on 120 kraadi. 10. Mis on pöördmagnetväli? Magnetväli, mis ruumiliselt pöörleb. Asünkroonmootori töö alus. 11. Milles seisneb kolmefaasiliste tarvitite (näiteks kolmefaasilise elektrimootori) tähtlülituse omapära?
Noolutamine – karastatud terase kuumutamine alla faasimuutuste piiri (727° C), selle seisutamine (vähemalt 1h) ja jahutamine (tavaliselt õhus). Noolutus on termotöötluse lõppoperatsioon, mida kasutatakse sisepingete ja kõvaduse vähendamiseks ning plastsuse ja sitkuse suurendamiseks. Terase karastamisel, mil austeniit muutub martensiidiks, saavutatakse suur kõvadus, mis on ka karastamise eesmärk. Ühelt poolt jahtumisel tekkivate termopingete ja martensiidi tekkest tingitud faasipingete olemasolu, teiselt poolt martensiidi suur kõvadus tingivad karastatud terase väikese vastupanu löökkoormusele ja deformatsioonile. Neid omadusi on võimalik parandada noolutamisega. Karastatud terase kõvaduse vähenemine oleneb noolutustemperatuurist. Mida kõrgem on noolutustemperatuur, seda rohkem vähenevad terases sisepinged ja suureneb plastsus ning sitkus. Seejuures vähenevad terase voolavuspiir ja tõmbetugevus. Kolm noolutuse liiki:
koormatud faasid a s Ühe faasi tarbija 145 145 145 85 85 85 0 1,9 1,9 2 ü on välja lülitatud m m e e t Üks liinijuhe on r 85 145 85 0 85 85 0 1,9 1,9 2 katkenud i l i n e Liini- ja faasipingete suhe sümmeetrilisel koormusel on (U/Uf) ehk 145/85 = 1,7. Joonis 1. Tarbijate tähtlülitus valgustuskoormusel neutraaljuhtmega võrgus Joonis 2. Tarbijate tähtlülitus valgustuskoormusel katkenud neutraaljuhtmega võrgus Tabel 2. Tarbijate tähtlülitus valgustuskoormusel katkenud neutraaljuhtmega võrgus. Liini Faasi Faasi Un ping ping vool
Tavalise lühisrootoriga asünkroonmootori moment on max lähedal kui libistus on piires s=0... 0,05; käivitusel. Asünkroonmootori käivitusmomendi suurendamiseks kasut faasirootoriga masinat; sügavuuretega rootorimähist; kaksikuuretega rootorimähist. Asünkroonmootori sagedusreguleerimisel on tingimata vaja sageduse tõstmisel üle nimisageduse tõsta pinget võrdeliselt sagedusega; sageduse langetamisel alla nimisageduse langetada pinget võrdeliselt sagedusega. Kuidas mõjub faasipingete mittesümmeetria asünkroonmootori tööle? Libistus ja kaod suurenevad; käivitusmoment langeb. Kui 3faasilise asünkroonmootori üks toitefaas katkeb siis mootor ei käivitu; mootori töö ajal ülejäänud faaside vool suureneb 1,7 korda. Kas sünkroongeneraatori ergutusvoolu muutmisega saab muuta generaatori pinget? Saab üksikult töötava generaatori korral. Mille mõjul tekib sünkmasina õhupilu magnetväli? Rootori ja staatori mähiste voolu mõjul.
8. Liigpinged Võrgusageduslikud või transientliigpinged. Võrgusag. tekkib tavaliselt lülitustel või rikete tagajärjel (1f maalühise puhul pinge tõus tervetes faasides, pinge tõus ferroresonantsi tõttu, PEN juhtme katkemine MP võrgus; trafo astmelüliti või inverteri regulaatori rikked; reaktiivvõimsuse ülekompenseerimine. Transientliigpinged- n. välguimpulssidest, kondensaatorite ja kaablite lülitamistest. 9. Pingeasümmeetria Seisund kus faasipingete efektiivväärtused või faasivahelised nihkenurgad pole võrdsed. Asümmeetriategur ka=U2/U1*100% (U1-pärijärg.U2-vastujärg.) 10. Harmoonikud Perioodiline pinge moonutus. 11. Harmoonmoonutustegur Kõrgemaid harmoonikuid võib selle järgi hinnata ehk THD=(Ruutj.(UH2-e summa 2st 40ni))/U1 Kirjeldab pinge moonutust protsentides. 12. Harmoonikute allikad Põhiliselt mittelineaarsed koormused e. jõuelektroonikat kasutavad ja elektrilahendusel rajanevad
harmoonikute levikut elektrivõrgus ning tagatakse, et trafo faaside koormus primaarpoolel on trafo sekundaarkoormuste ebavõrdsuse korral ühtlasem. Harmoonikutega tuleb arvestada ka trafo neutraaljuhtme valikul. Harmoonikute esinemisel võib vajalikuks osutuda faasijuhiga võrdne või suurema ristlõikega neutraaljuht. Trafodel nimivõimsustega 50…100 kVA kasutatakse lülitusgruppi Yzn. Sellise lülituse eeliseks on, et asümmeetrilisel koormamisel ei teki trafo madalpingepoolel olulisi faasipingete erinevusi. Kuna siksaklülituses trafode korral asub iga mähis trafo kahel sambal, siis asümmeetrilise koormuse korral püsib pinge sümmeetrilisena. Enam on levinud siiski lülitusgrupp Dyn. Probleemseteks on Eesti jaotusvõrkudes veel kasutatavad Yyn-lülitusgrupiga trafod. Selliste trafode asümmeetrilisel koormamisel tekivad madalpingepoolel suured faasipingete erinevused ning täiendavad võimsuskaod. Põhimõtteliselt sobivad sellised trafod ainult sümmeetriliste koormuste korral.
M PL7 PL4 PL5 PL6 Joonis 4.36. Ühesuunalise energiavooga sagedusjuhtimisajam Kolmefaasilist sildlülituses pingevaheldit saab kasutada kolmefaasilise vahelduvvoolu- mootori toitmiseks reguleeritava sageduse ja amplituudiga pingega. Sümmeetriliste faasipingete puhul on need omavahel 120° võrra nihutatud, kusjuures eri faaside pingekõverate kuju ja amplituudid on ühesugused. Vaheldeid juhitakse plokk- või pulssjuhtimise põhimõttel. Plokkjuhtimisel moodustatakse vahelduvpinge negatiivne või positiivne poolperiood pooljuhtlüliti ühekordse avamise ja sulgemisega. Selle tulemusena tekivad väljundis nelinurksed (ristkülikukujulised) pingeplokid. Siinuselist vahelduvpinget pole plokkjuhtimisega võimalik saavutada.
suurused. 56.Generaatorimähiste ühendusviisid 1. Generaatori mähiste ühendamine tähte. Kuidas tähistatakse mähiste alguseid ja lõppe? 2. Joonestada generaatori maandatud neutraaliga süsteem. Kuidas ühendatakse tarbijaid? 3. Millist pinget nimetatakse faasipingeks?Kuidas faasipingeid tähistatakse? 4. Millist pinget nimetatakse liinipingeks? Kuidas liinipingeid tähistatakse? 5. Milline seos on tähtühenduse korral liini- ja faasipingete vahel? 6. Milliseid voolusid nimetatakse liinivooludeks, kuidas neid tähistatakse? 7. Milliseid voolusid nimetatakse faasivooludeks, kuidas neid tähistatakse? 8. Millal on sümmeetriline koormus eriti tähtis, kas tähtlülituse või kolmnurklülituse korral? Põhjendada. 9. Kas tähtlülituses tuleb ebasümmeetrilise (eri faaside erisuguse) koormuse korral kasutada nulljuhet? 10.Kas tähtlülituses on vaja sümmeetrilise (eri faaside ühesuguse)
· faasipinged moodustavad summeetrilise susteemi ning Uf=Ui/ruutjuur3 · arvutus tehakse uhe faasi kohta, sest summeetrilise tarviti puhul on koik faasivoolud vordsed. Faasinihkenurga faasipinge ja faasivoolu vahel voime leida takistuskolmnurgast. If=Uf/Zf 20. Kolmefaasiline kolmejuhiline süsteem kolmnurklülituses mittesümmeetrilise tarviti korral. Kui tarviti on mittesummeetriline (Za ei võrdu Zb jne), siis rikutakse faasipingete ja voolude summeetria. Tarviti liinipinged ab U , bc U ja ca U jaavad samaks tanu generaatori (trafo) suurele voimsusele, kuid neutraalpunkti potentsiaal muutub ning tekib pinge neutraalpunktide vahel.Pinge neutraalpunktide vahel leitakse kahe solme meetodi abil kus A Y , B Y ja C Y on kompleksfaasijuhtivused. Tarviti faasipinged erinevad generaatori (trafo) faasipingetest neutraali nihkumise tottu: Faasi- ja liinivoolud leitakse Ohmi seaduse abil:
Kaks hõõglampi, mille nimiandmed on: a. 230 V, 100 W b. 230 V, 25 W. Ühendati jadamisi ning lülitati võrku pingega 230 V. Kumb lampidest põleb heledamini? Valige üks: a. heledus on ühesugune. b. esimene. c. teine. Tagasiside Teie vastus on õige. Õige vastus on: teine. Küsimus 15 Õige Hindepunkte 1.00/1.00 Märgi küsimus lipuga Küsimuse tekst Milline vahekord on liini ja faasipingete vahel trafo mähiste ühendamisel kolmnurka? Valige üks: a. faasi ja liinipinged on võrdsed b. faasipinge on suurem liinipingest; c. liinipinge on suurem faasipingest; Tagasiside Teie vastus on õige. Õige vastus on: faasi ja liinipinged on võrdsed Küsimus 16 Õige Hindepunkte 1.00/1.00 Märgi küsimus lipuga Küsimuse tekst Liinipinge tähtühenduse korral on 400. Kui suur on faasipinge? Valige üks: a.
on mootori moment nimipingel Un, M moment vaadeldaval pingel U. Probleeme on ka hõõglampidega. Nimelt muutub kirjanuduse andmeil nende valgusvoog järgneva seaduspärasuse järgi: /n=(U/Un)3,6, kus n on lambi nimivalgustusvood pingel Un(lm), -valgusvoog pingel U.Seega põhjustab nt. Pinge 10%-line vähenemine valgusvoo 1,5 kordse vähenemise.Kolmefaasilistes võrkudes kuulub el.en. kvaliteedi näitajate hulka veel liini- ja faasipingete ebasümmeetria.Ebasümmeetriaga kaasneb vastu- ja nulljärgnevusega pingekomponntide teke: Uv%=Uv/Un*100, Uo%=Uo/Un*100, kus Uv on vastujärgnevusega pingekomponent, Uo- nulljärgnevusega pingekomponent 44. Juhtmete ristlõike arvutamine Juhtmete piisav ja vajalik ristlõige määratakse põhimõtteliselt lubatud kuumenemise järgi, kusjuures see sõltub kestva kormusvoolust ning jahutustingimustest, seega tarbija võimsusest ja juhtmete paigaldamiseviisist
Faasimähise alguse ja lõpu vahelist pinget nimetatakse faasipingeks ning tähistatakse U1, U2 ja U3, üldjuhul Uf. Iga liinijuhtme ja neutraaljuhtme vaheline pinge on faasipinge. Kui jätta arvestamata pingelang generaatori mähises, siis võib öelda, et faasipinge on võrdne faasimähise elektromotoor- jõuga. Faasimähiste alguste, seega ka liinijuhtmete vahelist pinget nimetatakse liinipingeks. Liinipinge tähisteks on U12, U23 ja U31, üldjuhul Ul. Milline on liini- ja faasipingete omavaheline suhe? Esimese faasimähise lõpp on ühendatud teise faasimähise lõpuga. Seetõttu on liinipinge võrdne faasipingete vahega U 12 =U 1 U 2 . Analoogselt U 23 = U 2 U 3 , U 31 = U 3 U 1 . Faasipingete vektorid on üksteise suhtes 120° võrra pööratud. Liinipinge saab määrata geomeetriliselt: 102 U 12 3 U 12 = 2 = 2U 1 cos 30° = 2U 1 = 3 U1 2 2 ehk üldisemalt Ul = 3U f .
), kuid viimasega võrreldes on pindkarastus märksa kiirem. Pinnakihi kuumutamine võib toimuda a) atsetüleenihapnikuleegiga, b) induktsioon- e. kõrgsagedusvooluga, c) elektrolüüdis, d) sulametallis või -soolas, e) laser- või elektronkiirega. Terase noolutus Terase karastamisel, mil austeniit muutub martensiidiks, saavutatakse suur kõvadus see on ka karastuse põhieesmärk. Ühelt poolt jahtumisel tekkivate termopingete ja martensiidi tekkest tingitud faasipingete olemasolu, teiselt poolt martensiidi suur kõvadus tingivad karastatud terase väikese vastupanu löökkoormustele ja deformatsioonidele. Neid omadusi aga on võimalik karastatud terase järgneva töötlemisega noolutamisega (tempering) parandada. Noolutus seisneb terase kuumutamises temperatuurideni alates 200 °C, seisutamises sellel (vähemalt tunni) ja jahutamises (tavaliselt õhus). Selline noolutus sobib eriti tööriistaterastele,
kusjuures kehtib I A + I B + IC = 0. (3.29) Juhtivuse mõju elektrivõrgu pingetele on tavaliselt tühine ja sellega ei arvestata ( I G 0 ). Mahtuvuslike voolude tõttu kujuneb faasidel pinge maa suhtes UA-m, UB-m ja UC-m ja trafo neutraalis pinge maa suhtes UN, mida nimetatakse neutraali nihke(pinge)ks (vt jn 3.10). Elektrivõrgu normaaltalitluses võivad ka trafo sümmeetriliste faasipingete korral tänu TTÜ elektroenergeetika instituut Kõrgepingetehnika õppetool Loengukursus AEK 3025 25 Rein Oidram _____________________________________________________________________ mahtuvuste erinevusele faaside pinged maa suhtes olla tugevalt ebasümmeetrilised. Faasidevaheliste pingete U AB , U BC ja U CA suurus ei muutu ja seega tarbijad
kasvuga kasvab ka staatori mähise magnetvoog, mille suund on rootori magnetvoole vastassuunaline. NB! Seetõttu väheneb mähise poole mõjutav magnetvoog, mis omakorda vähendab väljundpinget. 60. Kolmefaasilise täisperioodalaldi tööprintsiip Iga faasimähisega on ühendatud kaks dioodi (+ diood ja diood). 6 dioodi moodustavad täisperiood-alaldi. Voolu rada sõltub faasipingete erinevusest. 3-faasist saadav alalispinge on pulseeriv ja selle siinu-selised lõigud muutuvad 6 korda sagedamini kui staatori mähise EMJ. Alaldi dioodid takistavad aku tühjenemist läbi generaatori mähiste mootori seistes. 61. Sõiduki tuleviku elektrisüsteem 12 V standardse elektrisüsteemi korral esitatakse akule vastuolulisi nõudeid: a) aku mahutavus tuleb valida nii, et see oleks vastav käivitusnõudele;
kiirtekimbu läbimõõdust. Laserkarastamisel kasutatavate CO2 laserite kasutegur on 15- 18%. Elektronkiir kuumutust kasutatavate seadmete kasutegur on suurem laserseadmete omast(on piires 75%). Elektronkiirkarastamine tehakse vaakumis, mis piirab antud karastusviisi kasutust ja töödeldavate detailide mõõtmeid. Terase noolutus Noolutamisega saab parandada terase termopingete ja martensiidi tekkest tingitud faasipingete olemasolu, karastatud terase väikest vastupanu löögikoormusele ja deformatsioonile. Madalnoolutus Madalnoolutus seisneb terase kuumutamisel temperatuurideni al 200 kraadi, seisutamisel sellel vähemalt 1h ja jahutamisel tavaliselt õhus. Madalnoolutus sobib eriti tööriistaterastele, millelt nõutakse suurt kõvadust, mis veel ei vähene järgneva kuumutamise käigus. Kesknoolutus On noolutus temperatuuridel 300-400 kraadi. Kõrgnoolutus
võlli pöördenurk seotakse omavahel mittelineaarsete diferentsiaalvõrrandite süsteemiga. Sageli kasutatakse asünkroonmootori dünaamika matemaatilise kirjeldamise lihtsustamiseks kolmefaasilise masina asemel temaga ekvivalentse kahefaasilise masina mudelit. Vektormudeleid saab kasutada asünkroonmootori dünaamiliste talitluste uurimiseks, aga ka tema vektorjuhtimiseks, kus vektormudelite abil hinnatakse mootori tegelikke olekumuutujaid. Kolmefaasilise asünkroonmootori staatorimähise faasipingete hetkväärtused arvutatakse üldtuntud valemitega ja nende summeerimise tulemusena, eeldusel et need pingevektorid on ruumis 120º võrra nihutatud, saame kolmefaasilise pinge ruumivektori u1(t) = u1U(t) * cos + u1V(t) * cos(/3) + u1W(t) * cos( /3), kus u1(t) on vektori moodul ajahetkel t ning selle nurk pöörlemistasandil. Sama võrrandi saab esitada ka komplekskujul alljärgnevana: u1(t) * ejt = u1U(t) + u1V(t) * ej2u1W(t) * ej4/3 .
Kaitseviide kestab vaid mõned mikrosekundid ning liitub lõpliku lülitusajaga. Reversseerivaid lüliteid võib vaadelda kui kahendmuutujaid, st ülemine lüliti on 1 ja alumine lüliti 0 asendis. Vastavalt kolmebitilisele kahendsõnale määrab muunduri lülitite seisundi kaheksa erinevat kombinatsiooni: 100, 110, 010, 011, 001, 101, 111 ja 000. Lülititite seisundid on joonisel 3.33, b. Joonis 3.34 illustreerib kuut faasipingete ümberlülitamise asendit (vaata ka joonis 1.9). Sõltuvalt 2U sellest, millised transistorid on avatud, on faasipinge modulatsiooniperioodi vältel võrdne ± d , 3 U ± d või nulliga. Järelikult peab kuuepulsilise väljundpinge saamiseks muutma seisundit ainult 3
annaabi.ee 
