Reaktiivtakistus ehk reaktants on näivtakistuse komponent, mis iseloomustab perioodilist (võnkuvat) energiavahetust elektriahela elementide vahel. Kogutakistus on võrdne üksikute takistuste summaga. 9)Kuidas tekib vahelduvvooluahelas pingeresonants?Skeem. Pingeresonants on olukord pooli ja kondensaatorit sisaldavas jadaahelas, kus ahela reaktiivtakistus on null. Seega pingeresonantsi tingimus x L = xC 10)Mida iseloomustavad kontuuri hüvetegur ja ahela võimsustegur? Ahela võimsustegur on aktiivvõimsuse ja koguvõimsuse suhe, mis ühtlasi iseloomustab ka siinuselise pinge ja voolu vahelist suhtelist ajalist nihet perioodis ehk nihkenurka. Kui ϕ = 1cos , on tegemist puhta aktiivenergiaga ning reaktiivenergia edastamist liinis ei toimu. Kui ϕ < 1cos , suureneb ahela vool reaktiivenergia ümberlaadimise tõttu. 11)Kuidas tekib vahelduvvooluahelas vooluresonants? Skeem.
kondensaatorit. Elektromagnetvõnkumise periood sõltub 1)võnkeringi pooli elektrivoolu kogu töö jagamisel selle töö tegemiseks kujuva ajaga.Ajavahemik on üks induktiivsusest 2)kondensaatori mahtuvusest Omavõnkesagedus-võnkeringi periood.P=1/2*Pm P=U*I Reaktiivtakistusega ahelas-tuleb arvestada ka faasi nihet parameetritega määratud sagedus. Isevõnkumine- võnkumine, mie korral võnkuv voolutugevuse ja pinge vahel.P=I*U*cosfii(võimsustegur on fii-näitab kui suur osa süsteem täiendab ise välisest allikast oma energia varusid. Sundvõnkumine- energiast tarvitist eraldub): Trafo-Elektromagneetilise induktsioonil põhinev seade võnkeringis rakendub perioodiliselt muutuv väline pinge. Resonants-on nähtus,mille vahelduvvoolu ja pinge muutmiseks konstantsel sagedusel.Primaarse mähise korral võnkumise amplituud kasvab järsult
Vaadeldaval juhul on tegelikult tegemist ju üheainsa objekti pooliga. Vahelduvvoolutehnikas on seepärast kasutusele võetud aktiiv- ja induktiivpinge mõiste. Aktiiv- ja induktiivtakistusega vooluring Vool sellises aparaadis või tarvitis: Kus Z on ahela näivtakistus. Poolis tarbitakse nii aktiiv- kui reaktiivvõimsust. Toiteallikast tarbitavat võimsust nimetatakse näivvõimsuseks ning tähistatakse S. Mõõtühik voltamper. Tähis VA. Võimsustegur Võimsustegur näitab millise osa toiteallikast tarbitud elektrienergiast saab muuta teist liiki energiaks (soojuseks, valguseks, meh. liikumiseks). Võimsusteguri väärtused võivad olla 0 kuni 1. vaid aktiivtarviti korral. Majanduslikest kaalutlustest lähtuvalt püütakse hoida cos vahemikus 0,8...1. Kompenseerimisseadmete abil on võimalik võimsustegri väärtust parandada. Aktiiv- ja mahtuvusliku takistusega ahel Erinevalt RL-ahelast on RC-ahelas vool pingest nurga võrra ees.
50 0 110 300/150 220 100 60/150 40 101 300/150 202 78 1/100 0,78 0 0,5/5*2,5/100 0 79 1/100 0,79 24 300*1/150 48 Võimsuskadu Tarbitav Ülekande Tarviti (W) võimsus kasutegur Kogu süsteemi võimsustegur ΔP=ΔU*I₁ (W) η=P₂/P₁ S₁=U₁*I₁ võimsustegur cosφ₂=P₂/S₂ Z₂=U₂/I₂ R₂=Z₂*cosφ₂ X₂=(Z₂2-R₂2)0,5 L₂=X₂/2πf Carv=I₁/2πfXc P₁=ΔP+P₂ (W) cosφ₁=P₁/S₁ S₂=U₂*I₂ (Ω) (Ω) (Ω) (H) (µF)
U L = QL on reaktiivvõimsus. Võimsuskolmnurga kolmas külg hüpotenuus tähistatakse tähega S ja kannab nime näivvõimsus. S =U I S näivvõimsus voltamprites (VA) U klemmipinge või võrgupinge voltides (V) I vool amprites (A). Võimsuskolmnurgast saab välja kirjutada ka, et S = P 2 + QL2 S näivvõimsus voltamprites (VA) P aktiivvõimsus vattides (W) QL induktiivvõimsus varides (var) P cos = . S cos kannab nimetust võimsustegur. Võimsuskolmnurgast võib näivvõimsuse ja faasinihkenurga kaudu avaldada ka P = S cos =U I cos QL = S sin =U I sin 90 Hetkväärtusena on võimsuse kui pinge ja voolu hetkväärtuse korrutis sinusoid, mille sagedus on pinge sagedusest kaks korda suurem, nagu induktiivahela korralgi. Erinevana aktiivahelast pole võimsuse kõver enam kogu perioodi vältel positiivne, erinevana induktiivahelast pole ta enam ajatelje suhtes sümmeetriline. Ta on nende kahe vahel.
Io saatja sagedus. Antud juhul tehakse seda vahelduvvoolu puhul. I= √2 raadionupuga. Resonantsi tõttu tugevnevad need võnkumised, mida soovitakse. Soovitud signaal läheb 8.Kuidas arvutatakse vahelduvvoolu võimsust, mis on detektorisse, kus toimub helisageduse eraldamine võimsustegur? kandesagedusest. P= IUcos φ Võimsustegur (cos φ) on 14.Kuidas levivad erineva lainepikkusega vahelduvvooluahelates aktiivvõimsuse suhe raadiolained maa atmosfääris? näivvõimsusesse. See on ühikuta suurus, mille Atmosfääri ülakihtides, Maa pinnast 100-300km väärtus võib olla vahemikus 0...1. kõrgusel paiknevad ioniseeritud gaasi kihid
Aktiivvõimsus on vahelduvvoolu võimsuse see osa, mis muutub kas soojuseks, mehaaniliseks tööks või salvestub keemilise energiana. (Soojuslik võimsus eraldub ainult aktiivtakistis). Reaktiivvõimsus on üldjuhul võrdne induktiivvõimsuse QL ja mahtuvusvõimsuse QC vahega. See on see osa näivvõimsusest, mis ei eraldu aktiivtakistusel. Seda, kui suure osa moodustab P aktiivvõimsus näivvõimsusest, näitab võimsustegur cos . Reaktiivvõimsus on siis järelikult S Q S sin . Näivvõimsus on aktiivvõimsuse P ja reaktiivvõimsuse Q geomeetriline summa: S P 2 Q 2 . Võimsustegur näitab kui suur osa näivvõimsusest elektriahelas muutub kasulikuks ehk aktiivvõimsuseks. 18.Võimsuskolmnurk. Võimsustegur. Võimsuskolmnurgast on teada, et ja võimsustegur
masina tegur pole tavaliselt teada, avaldatakse mootori moment võimsuse ja kiiruse kaudu: P 9,55 P T= = n T pöördemoment njuutonmeetrites (Nm) P mehaniline võimsus vattides (W) nurkkiirus radiaanides sekundis (rad/s) n pöörlemissagedus pööretes minutis (p/min) Mootori tarbitav võimsus P1 = 3 U I cos P1 elektriline võimsus vattides (W) U liinipinge voltides (V) I liinivool amprites (A) cos võimsustegur Võimsus mootori võllil P = 3 U I cos P = mootori kasutegur. P1 Lisaks pöörlemiskiirusele n ja voolule I sõltuvad koormusest ka kasutegur ja võimsustegur cos. Seda iseloomustavad tüüpilised tunnusjooned on näha joonisel. Asünkroonmootori lülitamisel võrgupingele (kiirus on siis null) tekib suur käivitusvool, mille algväärtus on tavaliselt 5...7 korda nimivoolust suurem, ja mis kiiruse kasvades väheneb esialgu üsna aeglaselt.
masina tegur pole tavaliselt teada, avaldatakse mootori moment võimsuse ja kiiruse kaudu: P 9,55 P T= = n T pöördemoment njuutonmeetrites (Nm) P mehaniline võimsus vattides (W) nurkkiirus radiaanides sekundis (rad/s) n pöörlemissagedus pööretes minutis (p/min) Mootori tarbitav võimsus P1 = 3 U I cos P1 elektriline võimsus vattides (W) U liinipinge voltides (V) I liinivool amprites (A) cos võimsustegur Võimsus mootori võllil P = 3 U I cos P = mootori kasutegur. P1 Lisaks pöörlemiskiirusele n ja voolule I sõltuvad koormusest ka kasutegur ja võimsustegur cos. Seda iseloomustavad tüüpilised tunnusjooned on näha joonisel. Asünkroonmootori lülitamisel võrgupingele (kiirus on siis null) tekib suur käivitusvool, mille algväärtus on tavaliselt 5...7 korda nimivoolust suurem, ja mis kiiruse kasvades väheneb esialgu üsna aeglaselt.
9. Loetleda vahetute sagedusmuundurite tüübid. Vahetute sagedusmuundurite peamiseks eeliseks on energiat salvestavate vahelülide puudumine skeemis. Tänu otsesele muundamisele on nende kasutegur kõrge. Tavaliselt kasutatavad vahetud sagedusmuundurid on loomuliku kommutatsiooniga tsüklokonverterid, kuid nende peamiseks puuduseks on väga madal väljundsagedus,mis ei saa olla kõrgem kui 0,4 kordne toitepinge sagedus(võrgusagedus). Samuti on tsüklokonverterite võimsustegur suhteliselt madal ning seetõttu loetakse perspektiivsemateks maatrikssagedusmuundureid. Põhilisteks vahetute sagedusmuundurite liikideks on tsüklokonverterid, kaksik- pulsilaiusmodulatsioonigasagedusmuundurid ja maatriks-sagedusmuundurid. Tsüklokonverterites kasutatakse jõutüristore, teistes vahetutes sagedusmuundurites kasutatakse täielikult juhitavaid jõupooljuhte (suletavaid türistore ja jõutransistore). 10. Millistest osadest koosneb alalisvoolulüliga sagedusmuundur?????????????
Vahelduvvool läbib kondensaatorit seetõttu, et võnkumine levib elektrivälja kaudu ühelt elektroonilt teisele. Läbib dielektriku. 4)Reaktiivtakistus x tähendab a)xl ja xc üldnimetus, b) xl ja xc summat e. nende kogutakistust x=xl-xc Valemis on seetõttu, et voolud võnguvad vastasfaasides. (ühes min, teises max.) 5)näivtakistus Z- kõigi takistuste geomeetriline summa. Z= (ruutjuur) R(ruudus) + x(ruudus) Ohmi seadus vahelduvvoolu ahela osa kohta I= U/Z Võimsused ja võimsustegur Aktiivtakistus on juhtmetel, hõõglampidel jne. Võimsus näitab ajaühikus sekundis tarbitud või eraldatud energiat. P- aktiivtakistus, ühik 1W, Q- reaktiivtakistus, võimsus mis pendeldab liinis/juhtmes vooluallika ja jaguneb Qc ja Ql, ühik 1Var(volt-amper reaktiivne), S- näivvõimsus, kõigi võimsuste geomeetriline summa, ühik 1VA (volt-amper) cos gamma- võimsustegur. Nt. el. mootori cos gamma=0.62 st. 62%-muutub meh. tööks ja soojuseks, 38%- pendeldab
Induktsiooni Ae V (Ae pööriselektrivälja poolt i = elektromotoorjõud q tehtud töö) Magnetvälja energia LI 2 W (vatt) (L pooli induktiivsus) W = 2 Elektrivoolu võimsus N = UI cos W (vatt) ( cos -võimsustegur) Elektrivoolu töö Q = UIt J (dzaul) Elektroodil eraldunud aine m = kIt kg (k elektrokeemiline ekvivalent tabelist) Võnkeringi võnkeperiood T = 2 LC s Lainepikkus = vT , v = f ( - lainepikkus, T võnkeperiood, f võnkesagedus)
Err:509 6 Err:509 Err:509 4 Err:509 2 Err:509 Err:509 0 Err:509 0 2 4 6 8 10 I, mA 12 Err:509 Err:509 Err:509 Err:509 Err:509 Võimsustegur 12 10 8 Column E 6 4 2 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 I, mA
pidurdava mõjuga elektrivoolu kulgemisele. Elektrimootor/pool/mähis. Pooli magnetvälja mõju tagajärjel jääb voolutugevuse muutumine pidevalt pinge muutumisest veerand perioodi maha, ehk nende vahel tekib faasinihe. Mahutuvustakistus - iseloomustab seda, kuivõrd avaldab elektrivoolule vahelduvvooluahelas takistust kondensaatori plaatide laadumine, mis toimub seetõttu, et vool kannab neile laenguid. Kondensaator Võimsustegur – P=I*U*cos(fii) , näitab kui palju elektriseade saab vooluvõrgust kasutada Trafo (ehitus, tööpõhimõte ja kasutus) - seade, mis on mõeldud pideval sagedusel voolutugevuse ja vahelduvpinge muutmiseks, seadme töö põhineb elektromagnetilisel induktsioonil, seade koosneb kahest mähisest, mille keskel on raudsüdamik.
I = ( I L - I C ) 2 + I R2 IL ja IC võivad olla palju kordi suuremad kui kogu ahelat läbiv vool I. Võimsused vahelduvvooluahelais Vahelduvvooluahela võimsused ja takistused moodustavad kolmnurga. (UX=UL-UC) Näivvõimsus: S =U ×I [VA] P = U R × I = U × I × cos [W] Q = U X × I = U × I × sin [VAR] S = P 2 +Q 2 P R Võimsustegur cos = = S Z 12336882757802.doc 2/2 © H. Eljas
8 2,61 100 4 400 1160 1462 91 0,05 4,55 8,781 5 Arvutused *Arvutused on tehtud teise katsepunktile 1.Elektromagnetiline moment: Tem=1,93*IGA Tem=1,93*0,55=1,0615 Nm 2.Mootori moment T: Ts=Tem+T0 T=Ts (n=const) T=Tem+ T0=1,0615+0,8=1,8615 Nm 3.Kasulik võimsus P2: P2=1,8615*1482/9,55=288,87 W 4.Kasutegur: =P2/P1 =288,87/670=0,43 5.Võimsustegur: Cos=P1/(U1*I1 ) Cos=670/1,97/400/ =0,448 6.Libistus s: s=(n1-n)/n1=(1500-1482)/1500=0,012 7.Rootorimähise voolu sagedus f2: f2=s*50 Hz f2=0,012*50=0,6 Hz Arvutustulemused: Nr P1 T P2 cos s f2 W Nm W Hz 1 390 0,8 125,319 0,321331722 0,28574 0,00266 0,13333
hetkel nim. hetkväärtuseks ja seda tähistatakse tähistatakse väiketähega. Siinusvoolu efektiivsus on võrdne niisuguse alalisvooluga, mis samas takistis sama aja jooksul eraldab vahelduvvooluga võrdse soojushulge. Efektiivväärtus kujutab siinussuuruse korral ruutkeskmist väärtust amplituudväärtusest : Siinusvoolu amplituudväärtus Perioodiliselt muutuva suuruse suurimat hetkväärtust nimetatakse maksimaalväärtuseks ehk amplituudiks. 3. Võimsustegur ja selle parendamine. P cos = S; · Võimsusteguriks nimetatakse Cos , mis on vahelduvvoolu ahela aktiiv- ja näivvõimsuse suhe: cos = P-kasulik / S-näiv, mis näitab kui palju näivvõimsusest elektriahelas muutub kasulikuks ehk aktiivvõimsuseks, mis iseloomustab elektrienergia kasutamist. Cos võib olla maksimaalselt 1. Võimsustegur on oluline näitaja elektrienergia ülekandel. Võimsusteguri suurus sõltub tarvititest.
Töö rõhk: 135 kgf/cm² Kasutegur: üldine 0.57-0.6 mahtuvuslik 0.6-0.65 Mass: 75kg ELEKTRIMOOTORI PÖÖRETEARVU JA VÕIMSUSE VALIK Arvestatud vajalik võimsus N=4.04 kW Valime elektrimootori: Nimivõimsus: 5.5 kW Mootori tüüp: MBTA 132 MB Jalgadega mootor: 210-A* Pöörlemissagedus: 920 p/min Kasutegur: 0,82% Võimsustegur: cos=0.8 Nimivool: 12.7 A Moment: 57 Nm Inertsmoment: 0.025 kgm² Mass: 52 kg
kõrgus on 0,637 amplituudväärtusest. 35. 5.3.1. Millistest suurustest oleneb induktiivtakistus? xL=2fL=L, kus f vahelduvvoolu sagedus, L pooli induktsiivsus (oleneb keerdude arvust, mõõtmetest, kujust ja südamikust H), vahelduvvoolu nurksagedus rad/s 36. 5.3.2. Mille poolest erineb reaalse pooli takistus alalis- ja vahelduvvoolule? Alalisvoolu puhul arvestatakse oomtakistust ja vahelduvvoolu puhul aga aktiivtakistust. 37. ??? 5.3.3. Millest oleneb reaalse pooli võimsustegur? cos=rvr(vooluringi aktiivtakistus)/z(vooluringi näivtakistus) rvr=r(aktiiv)+rL(pooli mähistraadi aktiivtakistus) 38. 5.3.4. Millistest suurustest oleneb mahtuvustakistus ja milline on selle väärtus alalisvoolule? xc=1/2fC, kus C on kondensaatori mahtuvus F 39. 5.3.5. Kuidas arvutatakse jadalülituses vooluringi näivtakistus? z=((r+rL)2+(xL-xC)2)=(r2vr+x2) --- x reaktiivtakistus 40. 5.3.6. Missugusel tingimusel tekib vooluringis pingeresonants ja milline takistus
a) Audio- video- ja muud infoseadmed (arvuti, telefon). Nende energia vajadus pole reeglina kuigi suur. b) Kasutatakse elektrivoolu soojuslikku toimet ( elektripliidid , triikraud) Nende seadmete takistus on reeglina aktiivne, kogu võrgust saadav energia eraldub soojusena. c) Seadmed mis sisaldavad elektrimootorit (külmkapp, pesumasin) 10.Mida näitab vahelduvvoolu võimsus? +valem Elektrivoolu poolt tehtud tööd ehk tarbitud elektrienergia hulka N=UIcos , U-pinge , I- voolutugevus , cos- võimsustegur 11.Mis on ja kus kasutatakse trafot? Miks? On seade vahelduva pinge ja voolutugevuse muutmiseks konstantsel sagedusel. Trafosid sisaldavad ka majapidamises kasutatavad elektriseadmed, mis vajavad tööks madalamat või kohati kõrgemat pinget kui 220V. 12.Mis on võnkering? Kirjelda seal toimuvat. Võnkering sisaldab alati induktiivpooli ja kondensaatorit. Et võnkeringis tekitada vahelduvvool tuleb kondensaator laadida alalisvoolu allika abil.
11 9,6 58,6 0,836177 0,864307 0,800654 1,966032 170 136,1111 101,8517 Valem 1 on võimsuskadu liinis (ΔP) ΔP=I12r=ΔU*Ii [W] (Valem 1) Valem 2 on tarbitav võimus (P1) P1=P2+ ΔP [W] (Valem 2) Valem 3 on ülekande kasutegur (η) η=P2/P1 (Valem 3) Valem 4 on kogusüsteemi võimsustegur (Cos φ1) Cos φ1=P1/(U1I1) (Valem 4) Valem 5 on tarviti võimsus tegur (Cos φ2) Cos φ2= P2/(U2I2) (Valem 5) Valem 6 on mahtuvuse tegelik väärtus (Carv) Carv= 10^6Ic /(2π50U2) [μF] (Valem 6) Valem 7 on tarviti parameeter (Z2) Z2=U2/I2 [Ω] (Valem 7) Valem 8 on tarviti parameeter (R2) R2=P2/I22 [Ω] (Valem 8)
100 z I 50 0 20 25 30 35 40 C Kontrollküsimused: *Millistest suurustest oleneb induktiivtakistus? See oleneb f-vahelduvvoolu sagedusest ja L- pooli induktiivsusest. *Mille poolest erineb reaalse pooli takistus alalis- ja vahelduvvoolule? Alalisvoolu puhul arvestatakse oomtakistust ja vahelduvvoolu puhul aga aktiivtakistust. *Millest oleneb reaalse pooli võimsustegur? See oleneb vahelduvvoolu näivtakistusest. *Millistest suurustest oleneb mahtuvustakistus ja milline on selle selle väärtus alalisvoolule? Mahtuvusest C tingitud takistusest vahelduvvoolule z r rL 2 xL xC 2 *Kuidas arvutatakse jadalülituses vooluringi näivtakistus? Näivtakistust arvutatakse selle valemiga. *Missugusel tingimusel tekib vooluringis pingeresonants ja milline takistus määrab voolutugevuse resonantsil? xL xC
sirglõiguks ning kogupinge U on vooluga I faasis. Võrdsed ja vastassuunalised pinged UL ja UC kompentseeruvad vastastiku ning vooluahelal on aktiivtakistuse iseloom. 21. Ahelate arvutus tarvitite rööpühenduse puhul. Juhtivused vahelduvvooluahelas 22. Vahelduvvooli RLC-rööpahel. Vooluresonants Vooluresonantsiks nim nähtust, kus ahela takistus kasvab lõpmata suureks ning see omakorda tähendab voolu lakkamist. 23. Vahelduvvooluvõimsus. Võimsuskolmnurk. Võimsustegur ja selle parandamine Võimsustegur cosφ=P/S näitab, mitmenfiku osa toiteallika näivvõimsusest saab tarviti kasutada aktiivvõimsusena. Cosφ vähenemisel vool sama aktiivvõimsuse korral suureneb, koos sellega suurenevad ka võimsuskaod generaatorites, trafode ja ülekandeliinides. Cosφ parandamiseks on 2 võimalust: 1) koormata töökodade elektrimootoreid täisvõimsusega, vältida tühijookse
6.8 Aktiivtakistusega vooluring 80 6.9 Induktiivtakistusega vooluring 82 6.10 Mahtuvusega vooluring 85 6.11 Aktiiv- ja induktiivtakistus vahelduvvooluringis 87 6.12 Aktiivtakistus ja kondensaator vahelduvvooluringis 91 6.13 Induktiivsuse ja mahtuvuse jadaühendus. Pingeresonants 92 6.14 Induktiivsuse ja mahtuvuse rööpühendus. Vooluresonants 95 6.15 Võimsustegur 98 6.16 Aktiiv- ja reaktiivenergia 98 7 Kolmefaasiline vool 100 7.1 Kolmefaasilise voolu saamine 100 7.2 Generaatorimähiste ühendusviisid 101 7.3 Tarvitite tähtühendus 104 7.4 Tarvitite kolmnurkühendus 107 7
eri katsete võimsus lahustavuse ajal ja V oli meil 10l ehk 0,001m3. 12 Segamise efektiivsuse sõltuvus tarbitavast erivõimsusest Joonis 5 Kuid saadud graafikult optimaalset võimsust leida ei õnnestu. Joonisel on selleks liiga vähe katseandmeid, et saaks mingisuguseid järeldusi teha. 13 KOKKUVÕTE Leitud Reynoldsi arv näitas meile, et uurisime turbulentset režiimi. Võimsustegur vähenes Reynoldis arvu suurenedes. Nende vaheliseks seoseks saime KN = 21690* Re-0,74 . Elektrijuhtivuse kaudu saime määrata lahustumise aega hõlpsasti. Selleks olid vastavalt 200 pööret/min puhul 150 sekundit, 405 pööret/min puhul 108 sekundit ja 600 pööret/min puhul 46 sekundit. Optimaalset võimsust ainult kolme katsega meil tuvastada ei õnnestunud. 14
kommutaatormootorite kiiruse reguleerimiseks, mis on kodumasinate, näiteks elektritrell, köögikombain, pesumasin, tolmuimeja jt., käitamiseks. Pinget muudetakse: autotrafodega, türistoridega, magnetvõimenditega Kiiruse reguleerimine pooluspaaride arvu muutmisega on kasutatav ajamites, kus ei nõuta kiiruse sujuvat reguleerimist. On kasutatav metalli- ja puidutöötlemismasinatel. Mitmekiiruselistel mootoritel on madal kasutegur () ja võimsustegur (cos). Kiiruse reguleerimine võrgupinge sageduse muutmisega Sagedusreguleerimine võib olla sujuv. Staatilisi sagedusmuundureid kasutatakse kiiruse reguleerimise kõrval ka võimsate asünkroonmootorite sujuvaks käivitamiseks alates väikesest sagedusest. Siis vähenevad voolutõuked võrgus, mootori elektromehaanilised ja soojuskoormused. Kuni 50...60 kV·A sagedusmuundureid võib ehitada täiesti tüüritavate türistoridega või jõutransistoridega Elektrimootori võimsuse valimine
1423 1. η= 1880 = 0,757 1260,44 2. η= 1680 = 0,750 4 1132,46 3. η= 1480 = 0,765 965,47 4. η= 1260 = 0,766 765,45 5. η= 1040 = 0,736 616,54 6. η= 850 = 0,725 564,13 7. η= 770 = 0,733 457, 8. η= 660 = 0,693 125,32 9. η= 280 = 0,448 P1 cos ϕ1 Võimsustegur : = U 1∗I 1∗√ 3 1880 cosϕ 1 =0,804 1. = 396∗3,41∗√ 3 1680 cosϕ 1 =0,785 2. = 396∗3,12∗√3 1480 cosϕ 1 =0,757 3. = 396∗2,85∗√ 3 1260 cosϕ 1 =0,709 4. = 396∗2,59∗√ 3 1040
Lk 236. 8. Millised tarvitid tekitavad elektrimootorile ühtlase koormuse? Kuidas valida neile tarvititele vajalik elektrimootori võimsus? Ühtlase koormuse tekitavad ventilaator, veepump jne. Kuidas valida mootorit- tuleb teada käitatava seadme poolt tarbitavat võimsust P, nõutavat pöörlemissagedust f, pöördemomenti M, etteantud voolutugevust I. Elektrimootor peab töötama võimalikult täiskoormuse lähedasel koormusel, sest siis on ta kasutegur ja asünkroonmootoril ka võimsustegur maksimaalsed. Perioodiliselt muutuva koormusega elektriajamite elektrimootori võimsuse valikul kasutatakse koormusgraafikut, mis seob omavahel mootori poolt tarbitava voolutugevuse I ja konkreetse voolutugevuse ajalise kestuse t. Tegevuse mõte- vältida mootori pikaajalist soojuslikku ülekoormust, kuigi reaalses elus üle-ja alakoormus vahelduvad pidevalt ja see on täiesti normaalne nähtus. Mootoris tekkiv soojushulk Q1 ja äraantav soojushulk Q2 peavad pikas perspektiivis olema võrdsed
1. Kolmefaasilise asünkroonmootori nimiandmed on järgmised Võimsus Pn 7500 Pn 7500 W I ln = = =1 Pinge Un 400 3Uncos nn 34000, 890,85 Võimsustegur cos 0,89 nimivool Iln 14,3097 kasutegur n 0,85 Pn Pn60 750060 pöör.kiirus nn 1440 mootori nimimoment Tn 49,7359 Tn= Wn = n 2 =144023, 14 n Leida In ; f2n=? aeg. sek 60 rootorvoolu sagedus f2n 0,05 Sn=
Toitetrafo sekundaarvõimsus 2π I S2 = 3 U a a ≈ 1,48 U a I a (4.12) 3 6 3 Toitetrafo primaarmähise näivvõimsus 2π 2Ia S1 = 3w Ua ≈ 1,21 U a I a (4.13) 3 6 w Trafo nimivõimsus on sekundaar- ja primaarvõimsuse aritmeetiline keskmine. Alaldi M3 võimsustegur Ua Ia 1 cosϕ = = = 0,83 (4.14) S1 1,21 125 Ühefaasiline sildalaldi (B2) on vaadeldav kahe ühefaasilise keskväljavõttega alaldi jadalülitusena (joonis 4.23), kusjuures kaks ventiili on ühise katoodiga ja ülejäänud kaks ühise anoodiga lülituses.
P = UI , (1.10) kus U on pinge tarbija klemmidel V; I – voolutugevus tarbijas A. Vahelduvvoolu aktiivvõimsus vattides (W) oleneb ka võimsustegurist P = UI cos ϕ , (1.11) kus U on tarbija klemmipinge efektiivväärtus V; I – tarbija voolutugevuse efektiivväärtus A; cosϕ – võimsustegur. Järelikult ei saa aktiivvõimsust üldjuhul arvutada volt- ja ampermeetrite näitude põhjal, sest nende korrutis väljendab voltamprites (V⋅A) mõõdetavat näivvõimsust S = UI . U* U* I* I I* I W W
3.10 Kohalikud reaktiivvõimsuse allikad Tööstuses on kasutusel järgmised kohaliku reaktiivvõimsuse tootmise seadmed: 1) pidevalt töötavad aktiiv- ja reaktiivenergia allikad; 2) elektritarvitid, mis tarbivad aktiivvõimsust, kuid teatud tingimustel toodavad reaktiivvõimsust; 3) spetsiaalsed reaktiivenergia allikad. Esimesse gruppi kuuluvad sünkroongeneraatorid, cos = 0,8. Teise gruppi kuuluvad sünkroonkompensaatorid, võimsustegur mahtuvuslik -0.9. Kolmandasse gruppi kuuluvad kondensaatorid, kondensaatorbatareid, pooljuhtkompenseerimisseadmed ja pöörlevad sünkroonkompensaatorid. Sünkroonkompensaatorid on tühijooksul töötavad sünkroonmootorid, mille võimsustegur cos = 0,9 mahtuvuslik. Üle kompenseerida ei tohi, siis muutub pinge liiga kõrgeks. Kondensaatoreid valmistatakse pingetele 230 V...10 kV, võimsusega 5...300 kVAr, faaside arvuga 1 või 3. ElVar 3. Toiteallikad.RT.hor
Kordamisküsimused 1. Siinuskõveraid iseloomustavad suurused 2. Siinusvoolu hetkväärtus, efektiivväärtus ja amplituudväärtus. 3. Võimsustegur ja selle parendamine. Seda, kui suure osa moodustab aktiivvõimsus näivvõimsusest, näitab võimsustegur P cos = . S 4. Resonantsinähtus elektriahelates. Kui induktiiv- ja mahtuvustakistused on võrdsed. 5. Vahelduvvoolu võimsus. Vahelduvvoolu tugevuse efektiivväärtuseks nimetatakse sellise alalisvoolu tugevust, mille korral aktiivtakistusel eraldub vaadeldava vahelduvvooluga võrreldes ühesugune võimsus. Aktiivvõimsuseks nimetatakse vahelduvvooluahelas aktiivtakistusel eralduvat võimsust. 6. Magnetväli.
põiklõikest jne ning võetakse teatmikest (orienteeruvalt 1,05...1,10) k1 - tarbimisgrupi ebaühtlustegur (0,15); k2 - tarbimisgrupi ebaühtlustegur (0,8); 17 Pt - võimsus tehnoloogiliseks vajaduseks; Ps-v - sisevalgustite võimsus; Pv-v - välisvalgustite võimsus; cos φ - tarbimisgrupi võimsustegur , ∗ , P = 1,1[ + 0,8 * 4,32 + 3,2] = 37,48 kW , Peakaitsme suurus leitakse valemiga 6: ( (6) I= , ∗.∗*+, / , kus U - pinge; P - samaaegse tarbimise võimsus; cos φ - tarbimisgrupi võimsustegur.
Mitmekiiruselise asünkroonmootori käivitus- ja pidurduslülitused ei erine põhiliselt tavalis mootori omadest, kuid lisandub võimalus astmeliseks käivitamiseks või pidurdamiseks. Võimaldab tunduvalt vähendada siirdeprotsesside energiakadu. Mitme staatorimähisega asünkroonmootor jääb rea tehniliste ja majanduslike näitajate poolest alla ühe mähisega mootorile: halveneb staatorimähise kasutatavus, vähenb kasutegur ja võimsustegur. 1.2 Asünkroonmootori kiiruse sagedusreguleerimine Kiiruse sagedusreguleerimine on tänu pooljuhttehnika arengule leidnud üha sagedamist kasutamist. Võimalus sageduse muutmisega reguleerida mootori pöörlemiskiirust selgub valemist: Sageduse muutmine kutsub esile ka mootori poolt arendatava momendi muutumise s.h. ka vääratusmomendi muutumise - sageduse vähendamisel moment suureneb ja vastupidi. See aga kutsub esile mitmeid ebameeldivaid nähtusi mootori töös
maksimumist maha. Mahtuvustakistuse korral voolutugevuse maksimum ennetab pinge maksimumi. Valemid: Voolutugevus vahelduv vooluringis (Ohmi seadus) on võrdeline pingega selle otstel. Võrdeteguri pöördeväärtust nim. vahelduvvoolu ringi kogutakistuseks: I=U/Z ja Z= Faaside vahe pinge ja voolutugevuse vahel: Kui φ = 0 siis cosφ = 1 ja võimsus on maksimaalne, Kui φ = 90° siis cosφ = 0 ja võimsus on 0 Võimsus vahelduvvooluringis: N=I*U*cos φ (cos φ on võimsustegur) Pingeresonants on olukord pooli ja kondensaatorit sisaldavas jadaahelas, kus ahela reaktiivtakistus on null. Kolmefaasilist vahelduvvoolusüsteemi kasutatakse elektrijõumasinates ning ülekande- ja jaotusvõrkudes. Sellise süsteemi eeliseks on elektriliinide ja trafode väiksem materjalikulu. Veelgi olulisem on, et kolmefaasilise voolu pöörlev magnetväli võimaldab ehitada töökindlaid ning väga lihtsaid elektrimasinaid. Kolmefaasilises süsteemis on elektromotoorjõudude
neile võivad mõjuda. Kui projekteerimisel mingi elektriseadmed omadused ei vasta paigaldus koha oludele võib seda kasutada tingimusel et valmispaigaldises nähakse ette sellekohane lisakaitse. 4.Kahjulike toimete vältimine-Kõik elektriseadmed tuleb valida selliselt et nad oma normaaltalitlusel sh lülitustoimingute ei põhjustaks kahjulikke toimeid muudele seadmetele ega halvendaks elektrivarustust. Sellisest seisukohast võivad muu hulgas osutuda olulisteks : 1.Võimsustegur 2.Käivitus või sisselülitusvool 3.ebasümeetriline koormus 4.kõrgemad harmoonilised 5.elektripaigaldustööd –elektripaigaldustöödeks tuleb ette näha tööde teostamine kõrge kutseoskusega töötajate poolt ja nõuete kohaste materjalide kasutamine. 6.Elektriseadme omadused ei tohi paigaldustööde käigus halveneda(pinge ,vool, sagedus, võimsus) 7.Juhid tuleb omavahel ning elektriseadmetega ühendada selliselt et oleks tagatud turvaline ja töökindel kontakt. 8
osa, mis muutub kas soojuseks, mehaaniliseks tööks või salvestub keemilise energiana. (Soojuslik võimsus eraldub ainult aktiivtakistis). 13. Mida kirjeldab reaktiivvõimsus vahelduvvooluahelas? Reaktiivvõimsus on üldjuhul võrdne induktiivvõimsuse Q L ja mahtuvusvõimsuse QC vahega. See on see osa näivvõimsusest, mis ei eraldu aktiivtakistusel. Seda, kui suure osa moodustab aktiivvõimsus P näivvõimsusest, näitab võimsustegur cos = . Reaktiivvõimsus on siis järelikult Q = S sin . S 14. Mida kirjeldab näivvõimsus vahelduvvooluahelas? Suurust S = U I nim. Näivvõimsuseks. S = P 2 + Q 2 . 15. Kas ühefaasilise tarviti reaktiivvõimsus võib olla suurem kui aktiivvõimsus? Kui ei, siis miks, ja kui jaa, siis millistel tingimustel? Aktiivtakistus: P = S cos Reaktiivtakistus: Q = S sin
(b) Kuidas muutuvad võrgust tarbitavad võimsused, kui samasugune mootor on ühendatud samasse toitevõrku aga tähte? Sildiandmed Otsitavad suurused võimsus Pmeh = 5,5 kW Võimsused S, P, Q pinge U = 400/ 690 V / Y kasutegur vool I = 11/ 6,4 A / Y pooluspaaride arv p sagedus f = 50 Hz libistus s pöörlemiskiirus n = 1460 min-1 võllil arendatav moment M võimsustegur cos = 0,84 tarbitav energia 1,5 h jooksul elektrienergia hind, kui 1 kWh maksab 1,60 EEK Lahendus (a): Võrgust tarbitav koguvõimsus VA Võrgust tarbitav aktiivvõimsus W Võrgust tarbitav reaktiivvõimsus var Kasutegur Pooluspaaride arv
· 20 kHz metallide kuumutamiseks, sulatamiseks · 20-40kHz luminesentslampide kõrgsageduslik toide · Kuni 100kHz pindkarastusseadmed · Kuni 20 MHz pooljuhtide ja dielektrikute kuumutus, pidu kuivatus, toiduainete kuumtöötlus Madalpingesagedus- leiab kasutamist suuregabariidiliste detailide kuumutamises, kuna madalsageduslik väli tungib sügavamale kuumutatavasse tootesse Nimipinge- vahelduvool-üle1kV kõrgepinge, alla 1kV madalpinge, kuni 50V väikepinge ´ Võimsustegur- cos= tan= P-aktiivvõimsus Q-reaktiivvõimsus S- näivvvõimsus Elektritarvitite sümmeetria tase-koormuste ühtlane jagunemine faaside vahel Asümeetria tekitajad- ühefaasilised tarbijad:valgustid,1-f keevitusseade, kodumasinad Lineaarsus- elektriahelate takistuse püsivus vahelduvvoolu ühe perioodi ulatuses. Mittelineaarsus- rikub pinge ja voolu siinuselisust, kutsudes esile kõrgemaid harmoonilisi. Tekitajateks pooljuhtmuundurid, lahenduslambid, elektrikaarahjud,
RM rootori pöörlemist seletatakse järgmiselt. Staatorimähise lülitamisel võrku tekib magnetiline pöördväli, mis magneedib rootori. Seejuures püüab rootor välja võtta rootoriväljas asendi, mis vastaks minimaalsele tõkestusele. Kuna aga staatoriväli pöörleb, hakkab sama kiirusega pöörlema ka mootori rootor. RM võimsus on väiksem kui samasugune ergutusmähisega sünkroonmootor. Puuduseks on väike võimsustegur. Tema rakendamine keskmiste ja suurte võimsuste juures ei ole seepärast kasulik. Peamiselt kasutatakse automaatikas. Iseseisvaks käivitamiseks on rootor varustatud käivitusmähisega, mis võimaldab käivitada asünkroonselt. Nende väärtus seisneb selles, et nad on lihtsad konstruktsioonilt, töökindlad ja mugav kasutada kuna puuduvad libisevad kontaktid. Kusjuures pöörleb konstantselt sõltumata koormusest võllil. 21. Sammmootor 22
hetkvõimsus p= UI cos-Uicos(2wt+/-) Keskimine võimsus perioodi kohta ehk nn aktiivvõimsus p=UIcos, kui: 1) töömasina takistusmoment käivitusel on suurem mootori käivitusmomendist, kuid väheneb pöörlemiskiiruse suurenemisel; 2) tuleb piirata käivitusvoolu toitevõrgus ja lühisrootoriga as.mootori näivvõimsuseks nim suurustUJ=S võimsustegur cos Reaktiivvõimsus Q=S=sin; võimsus kolmnurk S= kasutamine käivitamisega madaldatud pingel ei ole rakendatav käivitusmomendi vähenemise tõttu.; 3) 2 2
M moment (torque) Nm Njuuton-meetrit ω nurkkiirus (angular velocity) rad/s radiaani sekundis W energia (energy) J/ cal džaul/ kalor l pikkus (length) m meeter T periood (period) s sekund f sagedus (frequency) Hz = 1/s hertz cos φ võimsustegur (power factor) U pinge (voltage) V volt P aktiivvõimsus (active power) W vatt Q reaktiivvõimsus (blind power) VAr Volt-amper reaktiivne S näivvõimsus VA Volt-amper magnetvoo tihedus (magnetic flux B T tesla density)
Kui joonestada iga keeru ümber üks väljajoon on näha et naaberkeerdude vahelises osas on väljad vastassuunalised ja hävivad. Pooli sees ja väljaspool pooli on väljad aga samasuunalised ja liituvad. Selle tulemusena tekib ühinemagnetväli kogu pooli sees ja ümber. Kiiremaks määramiseks kasutatakse parema käe juhist: asetades parema käe ümber pooli sõrmedega voolu suunas, näitab kõrvalesirutatud pöial magnetvälja suunda pooli sees. 3.Vahelduvvoolu võimsuskolmnurk; Võimsustegur Võimsusnurgast nähtub, et cos=P/S. Suurust cos nim. võimsusteguriks, sest ta näitab mitmendiku osa toiteallika näivvõimsusest saab tarviti kasutada aktiivvõimsusena. ÜLESANNE: H=30A/m r=15cm=0,15m I=? I=H*2r=30*2*3,14*0,15=28,26A 14.1 Alalisvoolu töö, kasutegur Pannes suletud vooluringis elektrilaenud liikuma, teeb vooluallikas tööd A=QU; U=IR, I=U/R A= 1*s(vattsekund)=1J(dzaul). Praktikas kasutatakse elektrienergia mõõtmiseks süsteemivälist ühikut kilovatt-tund (k *h)
mahtuvusele. Mahtuvuslik takistus. On reaktiivse iseloomuga. Pinge jääb voolust faasinurga võrra maha, kuid on sünkroonne vooluga. 68. Kujutage alloleva jadaahela vektordiagramm pingete ja voolude kohta. Arvestades eelnevast üksikelementide vektordiagramme tuletame antud ahela vektordiagrammi. 69. Tuletage vahelduvvoolu ahela hetkvõimsuse valem. 70.Lähtudes vahelduvvoolu hetkvõimsuse valemist, tuletage vahelduvvoolu keskmise võimsuse valem. cos on võimsustegur ja näitab kui suur osa koguvõimsusest on aktiivvõimsus. Vahelduvvoolu voolutugevuse efektiivväärtus on niisuguse alalisvoolu voolutugevus, mille korral samal aktiivtakistusel eraldub sama palju energiat, kui vahelduvvoolu korral. 71. Teades elektromagnetilise laine energia ruumtiheduse avaldist, tuletage seos elektriväljatugevuse ja magnetväljatugevuse vahel. Laine energia ruumtihedus: Sümmeetria kaalutlustel on need energiad võrdsed igal ajahetkel.
mahtuvusele. Mahtuvuslik takistus. On reaktiivse iseloomuga. Pinge jääb voolust faasinurga võrra maha, kuid on sünkroonne vooluga. 68. Kujutage alloleva jadaahela vektordiagramm pingete ja voolude kohta. Arvestades eelnevast üksikelementide vektordiagramme tuletame antud ahela vektordiagrammi. 69. Tuletage vahelduvvoolu ahela hetkvõimsuse valem. 70.Lähtudes vahelduvvoolu hetkvõimsuse valemist, tuletage vahelduvvoolu keskmise võimsuse valem. cos on võimsustegur ja näitab kui suur osa koguvõimsusest on aktiivvõimsus. Vahelduvvoolu voolutugevuse efektiivväärtus on niisuguse alalisvoolu voolutugevus, mille korral samal aktiivtakistusel eraldub sama palju energiat, kui vahelduvvoolu korral. 71. Teades elektromagnetilise laine energia ruumtiheduse avaldist, tuletage seos elektriväljatugevuse ja magnetväljatugevuse vahel. Laine energia ruumtihedus: Sümmeetria kaalutlustel on need energiad võrdsed igal ajahetkel.
VD diood x,y tasandi teljed VS türistor z vahemuutuja VT transistor Z näivtakistus Z koormus W energia A pindala W(s) ülekandefunktsioon a kiirendus w keerdude arv B induktsioon tüürnurk C mahtuvus , staatori teljed cos võimsustegur eelnemisnurk d,q rootori teljed kommutatsiooninurk F jõud viga f sagedus kasutegur I vool elektriline nurk i ülekandesuhe ülereguleerimine J inertsmoment hõõre k tegur L induktiivsus haru
Ohmi seadus vahelduvvooluringis(näitab kuidas 3 takistust koos mõjuvad)- Vahelduvvoolu korral kehtib seos , kus I on juhis kulgeva ja vooluahelat läbiva voolu tugevus U on pinge Z on vahelduvvoolu vooluringi lõigu näivtakistus. Vahelduvvoolu korral esineb kolme liiki elektritakistust: aktiivtakistus (), induktiivtakistus () ja mahtuvustakistus ().X=sqrt(Rruut+(Xc-Xl)ruudus) Vahelduvvoolu võimsus ja võimsustegur- P = I *U* cos, kus. I - voolutugevuse efektiivväärtus,. U - pinge efektiivväärtus ja - voolutugevuse ja pinge faaside vahe Voimsus on maksimaalne kui pinge ja voolutugevus on samas faasis (cos=1) R cos = Võimsus tegur Z Pingeresonants- See tähendab, et madala sageduse juures on ülekaalus mahtuvustakistus ja kõrge sageduse juures induktiivtakistus. Sujuval sageduse muutmisel võib leida
jõudnud. Seda kõike kirjeldab faasinihe pinge ja voolutugevuse vahel. Puhtalt induktiivse või mahtuvusliku takistuse korral on see /2 radiaani (90 kraadi). Faasinihe on sama suur osa täispöördest, kui suur on pinge ja voolu ajaline nihe võrreldes võnkeperioodiga. Näiteks faasinihkele 90 kraadi, vastab ajaline nihe ¼ perioodi. Ohmi seadus vahelduvvooluringis- J=U/Z, kus Z-näiv takistus,vooluringi kogutakistus, ehk Z=R²+(Rl-Rc)². Vahelduvvoolu võimsus-N=UIcos, kus cos-võimsustegur-see näitab kui suurt osa voolutugevuse ja pinge korrutisest ehk näivvõimsusest tarviti reaalselt arendab.võimsus on maksimaalne, kui pinge ja voolutugevus on samas faasis (=0 ja cos=1).Pingeresonants-See on nähtus, mille korral pinge või voolutugevuse võnkumise amplituud kasvab järsult, ehk väline pinge toimib omavõnkumisega samas taktis. Resonantsi korral muutub voolutugevuse ja pinge faaside vahe nulliks.pingelangud
Pn elektrimootori nimivõimsus (W); elektrivarustussüsteemi remondiks või rikkis elemendi vahetamiseks vajalik katkestusaeg ei ületa üht ööpäeva. Kategooria elektrivarustuse töökindluse järgi käivad enamasti tarbijate (klientide) või elektripaigaldiste kohta, Cos eletrimootori võimsustegur; harvemini kasutatakse üksikute elektritarvitite kohta. Umbes samasugune jaotus kehtib ka teistes riikides. eletrimootori kasutegur. Mitme mootorilise elektritarviti nimivool:
annaabi.ee 
