Преображение электрических машин. Краткие сведения об однофазном переменном токе. Антикризисная политика

Дата:

Класс: 10

Тема: Преображение электрических машин. Краткие сведения об однофазном переменном токе . Антикризисная политика

Цель урока: 1. Познакомить учащихся с электрическими машинами.

2.Развивать знания в электричестве.

3.Прививать интерес к электричеству.

Оборудование :

Ход урока:

I Орг.момент.

II Изучение нового материала

В настоящее время широко применяются однофазные асинхронные двигатели, которые являются основными в сети однофазного переменного тока. Статор такого двигателя имеет 2 обмотки – рабочую и пусковую (вспомогательную). Обе обмотки размещены в пазах сердечника так, что их оси смещены пространственно по окружности статора на 90º. Ротор имеет 1-у короткозамкнутую обмотку. Его устройство ротора однофазного двигателя такое же, как у трёхфазного (см. примечание.). Двигатели, выпускаемые промышленностью, имеет малую мощность: от 1 Вт (серия УАД) до 400 Вт (серия АВЕ) и даже 600 Вт (серия АОЛБ). Однофазные асинхронные двигатели применяются в схемах автоматического управления, в различного рода бытовых устройствах, в приводах механизмов малой мощности.

2.  Образование вращающегося магнитного поля

Для получения вращающего магнитного поля пусковая обмотка соединяется последовательно с конденсатором или активным сопротивлением и подключается параллельно рабочей обмотке. Подключение конденсатора или активного сопротивления даёт сдвиг фаз между токами в обмотках, близкий к 90º, что вызывает появление вращающегося магнитного поля статора. В момент времени, когда в пусковой обмотке сила тока, а следовательно, и магнитный поток достигают максимума, в рабочей обмотке ток (магнитный поток) равен нулю. Суммарный магнитный поток соответствует 1-у магнитному потоку. Через четверть периода максимум тока (магнитный поток) будет в рабочей обмотке, а в пусковой обмотке ток и магнитный поток в данный момент будут равны нулю. Суммарный магнитный поток соответствуют 2-у магнитному потоку. Ещё через четверть периода максимум силы отрицательного тока (магнитного потока) будет в пусковой обмотке, а в рабочей обмотке ток (магнитный поток) равен нулю. Суммарный магнитный поток соответствует 3-у магнитному потоку и т.д. Таким образом, при непрерывном синусоидальном изменении тока в рабочей и пусковой обмотках суммарный магнитный поток будет вращаться против хода часовой стрелки. Если амплитуды магнитных потоков рабочей и вспомогательной обмоток равны, то вращение магнитного поля будет круговым, при неравенстве амплитуд – эллиптическим.

Если статор имеет лишь одну обмотку, питаемую от сети синусоидальным током, тогда МДС этой обмотки создаёт пульсирующий в пространстве магнитный поток, который наводит переменную ЭДС и ток в короткозамкнутой обмотке ротора. МДС статора и ротора будут равны и противоположны по направлению, результирующая МДС равна нулю и, следовательно, пусковой момент равен нулю, ротор не вращается. Однако если ротор при помощи какой-либо посторонней силы привести во вращение, то в дальнейшем он будет вращаться, хотя эта сила будет снята. Он сам увеличит частоту вращения до номинальной и может преодолеть механическое торможение. Это явление можно объяснить, если представить пульсирующее магнитное поле в виде суммы двух вращающихся в противоположных направлениях магнитных полей. Оба магнитных потока создают равные по значению и противоположные по направлению вращающие моменты ротора. Поэтому ротор не может сам прийти в движение. Вращающий момент влево меньше вращающего момента вправо, и ротор будет вращаться вправо. Если придать начальное вращение ротору влево, ротор потом сам будет продолжать вращаться влево. Амплитудные значения вращающихся полей одинаковы и равны половине амплитудного значения пульсирующего поля.[1]

однофазный асинхронный электродвигатель статор

3.  Пуск в ход однофазного асинхронного двигателя

После пуска двигателя обмотка с конденсатором остаётся включенной. Двигатели с конденсатором получили название однофазных конденсаторных двигателей.

В маломощных однофазных асинхронных двигателях сдвиг фаз в обмотках статора обеспечивается путём насадки на часть полюса медного кольца. В медном кольце возбуждается индукционный ток, обратный основному току обмотки, а следовательно, и магнитный поток кольца, противоположный магнитному потоку полюса, что создаёт сдвиг фаз и нарушение симметрии в магнитном потоке и обеспечивает вращающий момент ротора.

Пуск однофазного двигателя может осуществляться путём приведения ротора во вращение внешней силой. Рабочая обмотка статора, включённая в сеть однофазного переменного тока, даёт пульсирующее магнитное поле. Оно не может привести ротор во вращение. Если магнитный поток возрастает, то в витке, расположенном в вертикальной плоскости, ЭДС индукции будет равна нулю, а в витке, расположенном в горизонтальной плоскости, будут максимальные ЭДС индукции и сила тока. На эти проводники действуют силы направленные к оси вращения, они не приводят ротор во вращение. Каждый проводник правой половины ротора имеет симметричный ему проводник на левой половине ротора с противоположным направлением тока. Поэтому силы, действующие на эти проводники, уравновешиваются.

4.  Механическая характеристика

Рассматривая вращающиеся поля независимо, можно установить, что одно поле, взаимодействуя с ротором, создаёт вращающий момент одного направления, а другое поле – момент противоположного направления.

Механическая характеристика однофазного двигателя находится графическим сложением механических характеристик этих направлений. Из механической характеристики однофазного двигателя видно, что пусковой момент равен нулю. Для того, чтобы однофазный двигатель пустить в ход, не прибегая к сторонней силе, на статоре размещают вторую обмотку, сдвинутую в пространстве на 90º относительно первой. В цепь второй обмотки включён второй конденсатор, создающий в цепи этой обмотки сдвиг тока по фазе. Первая обмотка – рабочая, вторая – пусковая. Токи образуют вращающееся магнитное поле, создающее при взаимодействии с ротором вращающий момент, приводящий ротор двигателя во вращение. После разгона двигателя пусковая обмотка отключается от сети.

5.  Однофазный асинхронный двигатель с экранированными (расщеплёнными) полюсами

Статор такого двигателя имеет явновыраженные полюсы, на которых расположена рабочая обмотка. Каждый полюс как бы расщеплён на две неравные части, одна из которых узкая, а другая – широкая. На узкой части помещён короткозамкнутый виток. Ротор двигателя короткозамкнутый, обычной конструкции. Пульсирующий магнитный поток, созданной переменной МДС рабочей обмотки статора, пронизывает короткозамкнутый виток и наводит в нём ЭДС, которая вызывает появление тока в витке и магнитного потока. Этот поток сдвинут по фазе относительно потока рабочей обмотки и складываясь с ним, создаёт в зоне короткозамкнутого витка результирующий магнитный поток, сдвинутый по фазе относительного 1-го потока. В результате под полюсом есть 2 магнитных потока, разнесённые в пространстве и сдвинутые по фазе (во времени), что обеспечивает получение вращающегося поля.

Технические данные подобных двигателей хуже, чем трёхфазных, поэтому они выпускаются на мощности до нескольких десятков ватт.

6.  Способы пуска однофазного асинхронного двигателя

Однофазные асинхронные двигатели по сравнению с трёхфазными таких же размеров имеют мощную мощность, худшие пусковые качества, более низкий КПД и меньший коэффициент мощности.

Трёхфазный асинхронный двигатель может работать в однофазной сети переменного тока. Для подключения трёхфазного двигателя в однофазную сеть нужно из трёх фазных обмоток статора создать рабочую и пусковую обмотки. Рабочая обмотка подключается в сеть, а пусковая соединяется с конденсатом и подключается параллельно рабочей обмотке.[2] Для получения вращающегося магнитного поля необходимо, чтобы магнитные потоки рабочей и вспомогательной обмоток были смещены в пространстве на 90º и сдвинуты по фазе во времени на 90º (φ=90º). В зависимости от технических данных двигателя и напряжения сети существует несколько схем включения трёхфазного асинхронного двигателя в однофазную сеть. При этом нужно, чтобы допустимое фазное напряжение двигателя было равно или близко к напряжению сети. Следовательно: (1) асинхронный двигатель, в паспорте которого указано Y-220/127, включается в однофазную сеть напряжением 220 В звездой. При таком включении на каждую фазу рабочей обмотки приходится по 110 В, а номинальное фазное напряжение двигателя 127 В. Двигатель будет работать.

(2) Трёхфазный асинхронный двигатель (Y -220/127) лучше включать в однофазную сеть 220 В где при включении улучшаются механические характеристики двигателя. Реверсирование осуществляются изменением направления тока в рабочей или пусковой обмотке, т.е переключением начала и конца фазы.

(3) Трёхфазный асинхронный двигатель (Y - 380/220) подключается в однофазную сеть 220 В, где фазные обмотки статора соединяются параллельно и подключаются в однофазную сеть. При этом в одну из фаз рабочей обмотки включается последовательно конденсатор, а в другую – активное сопротивление и конденсатор. Для облегчения сдвига фаз между магнитными потоками рабочей и вспомогательной обмоток во времени и пространстве, близкого к 90º, ёмкость конденсатора определяется по формуле

С1=1600Iф/Uф; С2=2С1, а С2=0,58Uф/Iф

Для нормальной работы трёхфазного асинхронного двигателя, включённого в однофазную сеть, необходимо правильно подобрать ёмкость конденсаторов. При круговом вращении магнитного поля активная мощность конденсатора должна быть равна полной мощности двигателя Р=СωU². Из этой формулы

С=Р×

где Р-мощность двигателя, кВт; f-частота тока в сети, Гц; U-напряжение сети, В; С-ёмкость конденсатора, мкФ.

Таким образом, ёмкость конденсатора прямо пропорциональна силе тока и обратно пропорциональна напряжению сети. Из практики установлены следующие формулы определения ёмкости конденсаторов для различных схем включения трёхфазных асинхронных двигателей в однофазную сеть. Например, для (1):

С

Грубо можно определить ёмкость конденсаторов из расчёта 5-6,5 мкФ на каждые 100 Вт мощности двигателя. Напряжение конденсатора должно быть несколько выше напряжения сети. Для подключения к асинхронным двигателям применяются конденсаторы типов: КБГ-МН, МБГ4, КБГ. Для пуска двигателя под нагрузкой необходимо параллельно рабочему конденсатору подключать пусковой конденсатор. Пусковой конденсатор включается на 2-3 с во время пуска двигателя. Ёмкость пускового конденсатора Сn=(1,5-2)Ср. В качестве пусковых конденсаторов применяются электролитические конденсаторы типа ЭП, специально предназначенные для этой цели. Пусковая обмотка после пуска двигателя может быть отключена. Подключение пусковой обмотки на весь период работы двигателя улучшает его механические характеристики. Мощность трёхфазного двигателя при однофазном включении зависит от соsφ. Для двигателя с соsφ=0,6 эта мощность равна 90%, а при соsφ=0,8-50% номинальной мощности трёхфазного двигателя. Частота вращения двигателя при однофазном включении не отличается от частоты при трёхфазном включении. Примечание. Принцип действия трёхфазных электродвигателей основан на применении вращающегося магнитного потока. В асинхронных двигателях обмотка состоит из трех катушек, расположенных на неподвижной станине-статоре, внутри которого помещён стальной барабан-ротор; в пазах ротора уложены провода, соединённые между собой на обоих торцах кольцами. Вращающийся магнитный поток, пересекая провода обмотки ротора, наводит в них э.д.с., и в проводах возникает ток. Ток, взаимодействуя с вращающимся магнитным потоком. С ростом частоты вращения ротора уменьшается скорость, с которой магнитные линии пересекают проводники ротора; если бы ротор достиг той же частоты вращения, что и магнитный поток статора, то пересечения проводников не происходило бы и ток в роторе стал бы равен нулю; следовательно, при наличии тормозного момента магнитный поток и ротор не могут вращаться с одинаковой частотой (синхронно); частота вращения ротора всегда несколько меньше. Поэтому двигатели такого типа называют асинхронными (т.е несинхронными).[

Антикризисная политика государства – это такой вид управления, при котором развиты механизмы предвидения и мониторинга кризиса, анализа его природы, вероятности, признаков, применения методов снижения отрицательных последствий кризиса и использования его результатов для будущего более устойчивого развития.

Возможность внедрения антикризисной политики государства связана с искусством выхода из критических ситуаций, деятельностью человека, который может искать и выбирать оптимальные пути выхода из кризисных ситуаций, мобилизовываться на выход из наиболее тяжелых и опасных ситуаций, использовать прошлый тысячелетний опыт преодоления кризисов, приспосабливаться к проблемным ситуациям. Также возможность антикризисной политикиопределяется знанием циклического характера развития социально-экономических систем, что позволяет предвидеть кризисные ситуации, готовиться к ним.
Необходимость проведения антикризисной политики государства определяется целями развития.
Все проблемы антикризисной политики государства можно распределить по четырем группам.
Первая группа включает проблемы распознавания предкризисных ситуаций.
Вторая группа проблем связана с методологическими проблемами жизнедеятельности организации. Эта группа включает комплекс проблем финансово-экономического характера.
Проблематику антикризисной политики государства можно представить и в дифференциации технологии управления (третья группа проблем). Она включает в самом общем рассмотрении проблемы мониторинга кризисов и разработку прогнозов развития социально-экономических систем, проблемы разработки управленческих решений.
Четвертая группа проблем включает конфликтологию и селекцию персонала, которая всегда сопровождает кризисные ситуации.
В широком смысле предметом управления всегда выступает деятельность человека.
Антикризисноя политика государства имеет предмет воздействия – проблемы и предполагаемые и реальные факторы кризиса, т. е. все проявления неумеренного совокупного обострения противоречий, вызывающих опасность крайнего проявления этого обострения, наступления кризиса. Любое управление должно содержать черты антикризисного и задействовать антикризисный механизм управления по мере вступления в полосу кризисного развития организации. Игнорирование этого положения имеет значительные отрицательные последствия.
Сущность антикризисной политики государства определяют следующие характеристики:
·                   кризисы можно предвидеть, ожидать и вызывать;
·                   кризисы в определенной мере можно ускорять, предварять, отодвигать;
·                   к кризисам можно и необходимо готовиться; кризисы можно смягчать;
·                   управление в условиях кризиса требует иных методов, опыта и искусства, специальных знаний;

·                   кризисами можно управлять;
·                   управление процессами выхода из кризиса способно ускорять эти процессы и минимизировать их последствия.
В зависимости от разновидности кризиса будет различаться и механизм управления им.
Но система антикризисной политики государства должна соответствовать следующим характеристикам:

·                  гибкость и адаптивность, присущие матричным системам управления;

·                   склонность к усилению неформального управления;

·                   диверсификация управления;

·                   децентрализация управления;

·                   повышение интеграции.

Особенности процессов и технологий антикризисной политики государства можно выразить в следующем:

·                   мобильность и динамичность в использовании ресурсов, проведении изменений, реализации инновационных программ;

·                   использование программно-целевых методов разработки и реализации управленческих решений;

·                   ускорение процесса реализации антикризисных мер;

·                   повышение эффективности оценки управленческих решений и оптимизации управленческих решений.

Приоритетными средствами антикризисной политики государства должны являться:

·                   мотивирование, ориентированное на антикризисные меры;

·                   поддержание оптимизма и уверенности у персонала, предотвращение конфликтов;

·                   интеграции по ценностям профессионализма;

·                   развитие инициативы в решении проблем развития;

·                   корпоративность, взаимоприемлемость, поддержка инноваций.

Стиль антикризисной политики государства управления характеризоваться:

·                   профессиональным доверием,

·                   целеустремленностью,

·                   антибюрократичностью,

·                   исследовательским подходом,

·                   самоорганизацией, принятием ответственности.

Важным элементом системы антикризисной политики государства являются его функции.

1. Функции антикризисной политики государства– это виды деятельности, которые реализуют предмет антикризиснойполитики и определяют его результат. Они отвечают на простой вопрос: что надо делать, чтобы управлять успешно на всех стадиях кризиса.

Можно выделить шесть функций:

·                   предкризисное управление;

·                   управление в условиях кризиса,

·                   управление процессами выхода из кризиса, стабилизация неустойчивых ситуаций (обеспечение управляемости),

·                   минимизация потерь и упущенных возможностей,

·                   своевременное принятие решений.

2. Важнейшей чертой антикризисной политики государства является интеграция неформального и формального управления.

3. Для антикризисной политики государства особое значение имеет перспективность, возможность выбрать и построить рациональную стратегию развития.

Существуют разные стратегии антикризисной политики государства. Наиболее важными являются следующие:

·                   предупреждение кризиса, подготовка к его появлению;

·                   ожидание зрелости кризиса для его преодоления;

·                   противодействие кризисным явлениям, замедления его процессов;

·                   стабилизацие ситуаций посредством использования резервов, дополнительных ресурсов;

·                   рассчитанный риск;

·                   последовательный вывод из кризиса;

·                   предвидение и создание условий устранения последствий кризиса.

Главной целью антикризисной политика государства является преодоление системного кризиса и дальнейшее его предотвращения.

Для достижения цели в программе предусматриваются следующие основные задачи.

В краткосрочном периоде:

1.                 восстановление ликвидности банковского сектора и предотвращения банкротства системных банков;

2.                 поддержка ликвидности системных предприятий реального сектора экономики и предотвращения их банкротства;

3.                 стабилизация валютного курса гривны;

4.                 сведение к профициту внешнеторгового платежного баланса;

5.                 сбалансирование государственного- бюджета;

6.                 стимулирование занятости населения.

В среднесрочном периоде:

1.                 проведение эффективной импортозамещающей промышленной политики и насыщение внутреннего рынка продукцией отечественных товаропроизводителей, в первую очередь потребительского назначения;

2.                 проведение эффективной политики энергосбережения во всех отраслях экономики и развитие альтернативных источников энергоснабжения;

3.                 поддержка и стимулирование развития малого и среднего бизнеса;

4.                 государственная налоговая поддержка роста производства в ведущих отраслях экономики.

В долгосрочном периоде:

1.                 повышение качества государственного управления и построение его целостной и согласованной системы;

2.                 разработка и реализация стратегии и определение четких приоритетов социально-экономического и научно-технического развития;

3.                 сохранение и развитие научно-технического и инновационного потенциала;

4.                 приоритетное развитие высокотехнологичного сектора экономики и переход к новому технологическому укладу путем ускорения внедрения инноваций.

5.                 сохранение и развитие трудового потенциала.

III.Закрепление:

1.Что такое электрические машины?

2.Как и для чего служит антикризисная политика?

3. Какие виды электрических машин вы знаете?

IV.Итог.