методические рекомендации и выполнение контрольных заданий профессионального модуля Организация техни
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Департамент образования и науки Кемеровской области
ГБОУ СПО Междуреченский горностроительный техникум
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
методические рекомендации и выполнение контрольных заданий
профессионального модуля «Организация технического обслуживания и ремонта электротехнического и электромеханического оборудования»
МДК 0.1.01. Электрические машины и аппараты
Раздел 1 Эксплуатация электрических машин
Тема 1.1 Электрические машины
для учащихся заочной формы обучения
специальность: 140448 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)»
Междуреченск 2012г.
Содержание
1 Пояснительная записка
2 Содержание учебной дисциплины
3 Требования к оформлению контрольной работы
4. Варианты заданий контрольной работы.
5. Методические рекомендации по решению задач.
6. Вопросы к экзамену
7. Список литературы
1. Пояснительная записка
Программа учебной дисциплины МДК 0.1.01. «Электрические машины и аппараты»
Раздел 1 «Эксплуатация электрических машин» Тема 1.1 Электрические машины
разработана в соответствии с Государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования специальности 140448 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)»
На изучение курса предусмотрено 100 учебных часов, в том числе 16 часов – лабораторных занятий, 14 часов – практических занятий.
Контрольная работа представляет собой самостоятельную пись менную работу, целью которой является более глубокое усвоение учебного материала.
Выполнение контрольной работы прививает навыки самостоятельной исследовательской работы: целенаправленное изучение специальной литературы, оперирование основными понятиями науки.
Написание контрольной работы на заочной форме обучения является обязательным при изучении курса и предусмотрено учебным планом. Ее результат влияет на оценку знаний студента.
В соответствии с учебным планом предусмотрена самостоятельная работа студентов – 50 часов. По окончании изучения дисциплины студенты сдают междисциплинарный экзамен по ней.
Программой дисциплины МДК 0.1.01. «Электрические машины и аппараты»
Раздел 1 «Эксплуатация электрических машин» Тема 1.1 Электрические машины
предусмотрено изучение устройства, принципа действия, характеристик электрических машин постоянного и переменного тока, трансформаторов, синхронных машин.
При изучении дисциплины необходимо кроме основного учебника использовать дополнительную литературу. Для закрепления учебного материала и подготовки к междисциплинарному экзамену обучающимся рекомендуется ответить на вопросы, помещенные в конце методических указаний.
При изучении дисциплины следует соблюдать единство терминологии и обозначения в соответствии с действующими стандартами, Международной системной единицы (СИ).
Для закрепления и углубления теоретических знаний обучающихся программой предусматривается проведение лабораторных, практических занятий.
Лабораторные работы выполняются непосредственно после изучения соответствующей темы. Каждый обучающийся должен самостоятельно собрать схему, снять показания приборов и сделать соответствующие выводы.
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен
иметь практический опыт:
-выполнения работ по технической эксплуатации, обслуживанию и ремонту электрического и электромеханического оборудования;
-использования основных измерительных приборов;
уметь:
-определять электроэнергетические параметры электрических машин и аппаратов, электрических устройств и систем;
-подбирать технологическое оборудование для ремонта и эксплуатации электрических машин и аппаратов, электротехнических устройств и систем, определять оптимальные варианты его использования;
-организовывать и выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования;
-проводить анализ неисправностей электрооборудования;
-эффективно использовать материалы и оборудование;
-заполнять маршрутно-технологическую документацию на эксплуатацию и обслуживание отраслевого отраслевого электрического и электромеханического оборудования;
-осуществлять технический контроль при эксплуатации электрического и электромеханического оборудования;
-осуществлять метрологическую проверку изделий;
-производить диагностику оборудования и определение его ресурсов;
-прогнозировать отказы и обнаруживать дефекты электрического и электромеханического оборудования;
знать:
-технические параметры, характеристики и особенности различных видов электрических машин;
-классификацию основного электрического и электромеханического оборудования отрасли;
-элементы систем автоматики, их классификацию, основные характеристики и принципы построения систем автоматического управления электрическим и электромеханическим оборудованием;
-классификацию и назначение электроприводов, физические процессы в электроприводах;
-выбор электродвигателей и схем управления;
-устройство систем электроснабжения, выбор элементов схемы электроснабжения и защиты;
-физические принципы работы, конструкцию, технические характеристики, области применения, правила эксплуатации электрического и электромеханического оборудования;
-условия эксплуатации электрооборудования;
-действующую нормативно-техническую документацию по специальности;
-порядок проведения стандартных и сертифицированных испытаний;
-правила сдачи оборудования в ремонт и приема после ремонта;
-пути и средства повышения долговечности оборудования;
-технологию ремонта внутрицеховых сетей, кабельных линий, электрооборудования трансформаторных подстанций, электрических машин, пускорегулирующей аппаратуры.
- Содержание учебной дисциплины
Раздел 1 Эксплуатация электрических машин
Тема 1.1 Электрические машины
Общие сведения о работе электрических машин.
Роль электрических машин и трансформаторов. Классификация электрических машин.
Физические принципы работы электрических генераторов. Физические принципы работы
электрических двигателей.
Трансформаторы.
Устройство, назначение трансформатора. Назначение и классификация трансформаторов.
Физические принципы работы трансформаторов. Элементы конструкции и основные
конструктивные модификации. Конструкция, технические характеристики, область применения трехфазных трансформаторов. Трехфазные трансформаторы Y/Y-12. Схемы
и группы соединения обмоток трансформатора. Номинальные величины. Нагрев и охлаждение трансформаторов. ЭДС обмоток.
Уравнения напряжений и токов.
Приведенный трансформатор. Эквивалентная схема замещения трансформатора.
Физические принципы работы в трансформаторе в режимах холостого хода, короткого замыкания, работы под нагрузкой. Изменение выходного напряжения при нагрузке,
внешние характеристики. Потери в трансформаторе и их определение. Коэффициент полезного действия трансформатора, условие максимума КПД. Параллельная работа трансформаторов. Понятие о несимметричных режимах работы.
Лабораторная работа 1
Исследование однофазного двухобмоточного трансформатора методом холостого хода с
использованием основных измерительных приборов.
Исследование однофазного двухобмоточного трансформатора методом короткого замыкания с использованием основных измерительных приборов.
Практическая работа 1
Определение электрических параметров однофазного трансформатора
Практическая работа 2
Определение электрических параметров трехфазных трансформаторов.
Конструкция, технические характеристики, область применения многообмоточных трансформаторов. Регулирование напряжения у силовых трансформаторов.
Конструкция, технические характеристики, область применения автотрансформаторов.
Трансформаторы для преобразователей. Конструкция, технические характеристики, область применения измерительных трансформаторов тока. Конструкция, технические характеристики, область применения измерительных трансформаторов напряжения. Конструкция, технические характеристики, область применения сварочных трансформаторов.
Машины постоянного тока
Конструкция, технические характеристики, область применения электрических машин постоянного тока. Физические принципы работы машины тока в режиме генератора. Физические принципы работы машины постоянного тока в режиме двигателя.
Устройство обмотки якоря. ЭДС машины постоянного тока. Момент машины постоянного тока. Магнитные поля машины постоянного тока: магнитная цепь, реакция якоря, и ее влияние на работу машины. Сущность процессов коммутации и способы его улучшения
Практическая работа 3
Определение электрических параметров обмотки якоря машины постоянного тока.
Генераторы постоянного тока.
Генераторы постоянного тока и их классификация по способу возбуждения. Генератор с независимым возбуждением, его схема и характеристики. Самовозбуждение генератора постоянного тока. Генератор с параллельным возбуждением, его схема и характеристики.
Генераторы с последовательным возбуждением. Генератор со смешанным возбуждением, его схема и характеристики.
Работа лабораторная 2
Испытание генератора постоянного тока с независимым возбуждением с использованием
основных измерительных приборов. Испытание генератора постоянного тока с
параллельным возбуждением с использованием основных измерительных приборов.
Практическая работа 4
Расчет генератора постоянного тока
Двигатели постоянного тока.
Электродвигатели постоянного тока, пуск в ход, регулирование частоты вращения. Реверсирование двигателей постоянного тока. Двигателей постоянного тока и их классификация по способу возбуждения. Двигатели с параллельным и независимым возбуждением. Двигатели с последовательным возбуждением. Двигатели со смешанным возбуждением. Система генератор-двигатель. Пуск двигателя постоянного тока. Потери в
машинах постоянного тока, КПД машин. Область применения машин постоянного тока.
Работа лабораторная 3
Пуск двигателей постоянного тока, регулирование частоты вращения с использованием основных измерительных приборов.
Испытание двигателей постоянного тока с использованием основных измерительных приборов.
Работа практическая 4
Расчет двигателей постоянного тока
Конструкция, технические характеристики, область применения электромашинных усилителей (ЭМУ). Конструкция, технические характеристики, область
применения тахогенераторов. Исполнительные (управляемые) двигатели.
Электрические машины переменного тока.
Конструкция, технические характеристики, область применения трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым и фазным ротором. Вращающееся магнитное поле, создаваемое трехфазной системой тока. Устройство обмотки статора. Реверсирование
вращающегося поля статора. Физические принципы работы асинхронного двигателя.
Скольжение. Частота тока в статоре и роторе. ЭДС в статоре и роторе. Сопротивление ротора, ток в роторе. Рабочий процесс в асинхронном двигателе. Вращающий момент асинхронного двигателя.
Зависимость момента от скольжения и величины напряжения на зажимах электродвигателя. Зависимость момента двигателя от активного сопротивления ротора.
Конструкция, технические характеристики, область применения короткозамкнутых двигателей с двойной беличьей клеткой. Конструкция, технические характеристики, область применения двигателей с глубоким пазом. Пуск асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым и фазным ротором. Регулирование скорости асинхронного двигателя.
Потери и КПД в асинхронных двигателях. Рабочие характеристики. Конструкция, технические характеристики, область применения однофазных асинхронных двигателей
с пусковой и без пусковой обмотки
Работа лабораторная 4
Исследование способов пуска трехфазного асинхронного двигателя с использованием
основных измерительных приборов.
Испытание трехфазного асинхронного двигателя с использованием основных измерительных приборов.
Работа практическая 5
Расчет трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором.
Практическая работа 6
Определение электрических параметров короткозамкнутого асинхронного двигателя.
Синхронные машины
Конструкция, принцип действия синхронного генератора. Технические характеристики, область применения явнополюсных и неявнополюсных синхронных машин. Магнитные поля, реакция якоря (статора). Включение синхронных генераторов на параллельную работу. Основные виды векторных диаграмм синхронных генераторов. Потери и КПД
синхронных генераторов. Принцип работы, пуск синхронных двигателей.
Технические характеристики, область применения трехфазных синхронных двигателей.
Вращающий момент синхронного двигателя. Перевозбуждение и недовозбуждение синхронных двигателей.
Конструкция, технические характеристики, область применения синхронных компенсаторов. Синхронные микромашины автоматических устройств: реактивный, гистерезисный, безредукторный, шаговый двигатели.
Современное состояние и перспективы развития электромашиностроения
Современные достижения электромашиностроения. Пути и средства повышения долговечности оборудования. Перспективы дальнейшего развития электромашиностроения.
3. Общие методические указания по выполнению письменной контрольной работы
Контрольная работа является одним из видов самостоятельной учебной работы слушателей по освоению ими учебного материала по дисциплине МДК 0.1.01. Электрические машины и аппараты Раздел 1 Эксплуатация электрических машин Тема 1.1 Электрические машины, также формой контроля со стороны учебного заведения за этим процессом, контроля уровня соответствующих знаний и умений обучающихся.
Контрольная работа выполняется после изучения теоретического материала. При выполнении контрольной работы схемы необходимо вычерчивать в соответствии с ГОСТ 2722-68 и ГОСТ 2723-68 на условные графические обозначения в электрических схемах.
При изучении дисциплины МДК 0.1.01. «Электрические машины и аппараты»
Раздел 1 Эксплуатация электрических машин Тема 1.1 Электрические машины
особое место занимает умение решать задачи. В данных методических указаниях приведены задания и рассмотрены задачи из разных тем курса. Контрольная работа по содержит шесть заданий. Вариант задания для контрольной работы определяется по двум последним цифрам номера учебного шифра.
Прежде чем приступить к решению конкретной задачи необходимо: изучить материал темы, ознакомиться с методическими указаниями, примерами решения задач, подобрать рекомендуемую учебную, справочную и нормативную литература, просмотреть записи, сделанные на установочных занятиях. Методические указания по решению задач даны после задания на контрольную работу.
На схемах электрических машин должны быть указаны направления ЭДС и тока. Решение задач должно сопровождаться краткими пояснениями. В ходе решения задачи вначале следует записать формулу, затем подставить числовые значения величин, входящих в формулу, после числового значения величины необходимо записать единицу измерения.
Контрольная работа должна быть написана в ученической тетради или напечатана с применением печатающих и графических устройств вывода ЭВМ на одной стороне листа белой бумаги.
Все страницы должны быть пронумерованы. Контрольная работа должна иметь титульный лист.
Записи в контрольной работе должны быть выполнены аккуратно, разборчивым почерком, чернилами темного цвета, схемы вычерчены с применением чертежных принадлежностей.
Работа выполняется в тетради в клеточку, на листах которой чертятся поля шириной 30 мм для замечаний преподавателя–рецензента. Решение задачи должно быть последовательным, с указанием условия задачи, описания каждого этапа решения. В расчетной задаче необходимо указать номера действий, их краткое описание, приводить формулы и подставляемые в них известные величины, единицы измерения физических величин получаемых в ответе.
В печатном виде ориентировочный объем контрольной работы должен составлять 12-15 страниц
Текст рекомендуется печатать, соблюдая на формате А4 (210х297) следующие размеры полей:
- левое – не менее 30 мм;
- правое – не менее 10 мм;
- верхнее – не менее 15 мм;
- нижнее – не менее 20 мм.
Текст должен быть оформлен в текстовом редакторе Word for Windows версии не ниже 6.0.
Тип шрифта: Times Roman Cyr.
Тип основного текста: обычный, размер 14 пт.
Шрифт заголовков разделов: полужирный, размер 16 пт.
Шрифт заголовков подразделов, пунктов и подпунктов:
полужирный, размер 14 пт.
Межсимвольный интервал: одинарный.
Междустрочный интервал: одинарный.
Нумерация страниц обязательна. Она начинается с титульного листа, при этом на титульном листе нумерация страниц не проставляется. Номер проставляется арабской цифрой без точки в правом верхнем углу страницы.
Требование к выполнению работы:
- условие заданий должно быть перенесено в Вашу работу;
- на последней странице указан список использованных Вами источников литературы;
- работа должна соответствовать варианту по двум последним цифрам номера учебного шифра
В конце работы указать использованную литературу (фамилия и инициалы автора, полное наименование книги, издательство и год издания), поставить дату выполнения работы и свою подпись.
В конце работы должны быть две чистые страницы для рецензии.
Выполненная работа в МГСТ на рецензирование. Срок сдачи контрольной работы определяется графиком предоставления контрольных работ на рецензирование. Работа должна быть представлена на проверку не позднее за две недели до начала экзаменационной сессии.
Работа не зачитывается и подлежит переработке (доработке), если:
- выполнена не по своему варианту;
- выполнена неряшливо, неразборчивым почерком;
- выполнена не в полном объеме;
- имеет грубые ошибки.
Такая работа должна быть выполнена повторно с учетом замечаний рецензента. На титульном листе новой работы следует указать «Повторная» и направить ее на рецензирование вместе с первой работой и рецензией. Получив проверенную контрольную работу, обучающийся должен внимательно ознакомиться с замечаниями и внести при необходимости исправления и дополнения.
Работа окончательно должна быть сдана преподавателю, ведущему учебные занятия в группе и принимающему экзамен по дисциплине.
Обучающиеся, не представившие контрольную работу в срок без уважительных причин, на экзаменационную сессию не вызываются.
4. Варианты заданий контрольной работы
Выбор варианта задания
Контрольная работа содержит четыре задачи и два теоретических вопроса. Вариант контрольной работы определяется по двум последним цифрам учебного шифра из таблицы №1
Таблица №1
Варианты заданий
|
Две последние цифры шифра |
№ варианта |
Номера задач и вопросов |
Две последние цифры шифра |
№ варианта |
Номера задач и вопросов |
||
|
01 |
51 |
1 |
1, 15, 29, 37,41,60 |
26 |
76 |
26 |
10, 15, 21, 40,41, 56 |
|
02 |
52 |
2 |
2, 14, 28, 36, 42, 59 |
27 |
77 |
27 |
9, 14, 22, 39, 42, 57 |
|
03 |
53 |
3 |
3, 13, 27, 35, 43, 58 |
28 |
78 |
28 |
8, 13, 23, 38, 43, 58 |
|
04 |
54 |
4 |
4, 12, 26, 34, 44, 57 |
29 |
79 |
29 |
7, 12, 24, 37, 44, 59 |
|
05 |
55 |
5 |
5, 11, 25, 33, 45, 56 |
30 |
80 |
30 |
6, 11, 25, 36, 45, 60 |
|
06 |
56 |
6 |
6, 12, 24, 32, 46, 55 |
31 |
81 |
31 |
5, 20, 26, 35, 46, 59 |
|
07 |
57 |
7 |
7, 13, 23, 31, 47, 54 |
32 |
82 |
32 |
4, 19, 27, 34, 47, 58 |
|
08 |
58 |
8 |
8, 14, 22, 40, 48, 53 |
33 |
83 |
33 |
3, 18, 28, 33, 48, 57 |
|
09 |
59 |
9 |
9, 15, 21, 39, 49, 52 |
34 |
84 |
34 |
2, 17, 29, 32, 49, 56 |
|
10 |
60 |
10 |
10, 16, 22, 38, 50, 51 |
35 |
85 |
35 |
1, 16, 30, 31, 50, 55 |
|
11 |
61 |
11 |
1, 17, 23, 37, 45, 55 |
36 |
86 |
36 |
2, 15, 29, 32, 49, 51 |
|
12 |
62 |
12 |
2, 18, 14, 36, 46, 54 |
37 |
87 |
37 |
3, 14, 28, 33, 48, 52 |
|
13 |
63 |
13 |
3, 19, 25, 35, 47, 53 |
38 |
88 |
38 |
4, 13, 27, 34, 50, 53 |
|
14 |
64 |
14 |
4, 20, 26, 34, 48, 52 |
39 |
89 |
39 |
5, 12, 26, 35, 46, 54 |
|
15 |
65 |
15 |
5, 19, 27, 33, 49, 51 |
40 |
90 |
40 |
6, 11, 25, 36, 45, 60 |
|
16 |
66 |
16 |
6, 18, 28, 32, 50, 46 |
41 |
91 |
41 |
7, 12, 24, 37, 44, 59 |
|
17 |
67 |
17 |
7, 17, 29, 31, 41, 57 |
42 |
92 |
42 |
8, 13, 23, 38, 43, 58 |
|
18 |
68 |
18 |
8, 16, 30, 32, 42, 58 |
43 |
93 |
43 |
9, 14, 22, 39, 42, 57 |
|
19 |
69 |
19 |
9, 15, 29, 33, 43, 59 |
44 |
94 |
44 |
10, 15, 21, 40, 41, 56 |
|
20 |
70 |
20 |
10, 14, 28, 34, 44, 60 |
45 |
95 |
45 |
9, 16, 22, 39, 50, 55 |
|
21 |
71 |
21 |
1, 13, 27, 35, 45, 51 |
46 |
96 |
46 |
8, 17, 23, 38, 43, 54 |
|
22 |
72 |
22 |
2, 12, 26, 36, 44, 52 |
47 |
97 |
47 |
7, 18, 24, 37, 44, 53 |
|
23 |
73 |
23 |
3, 11, 25, 37, 43, 53 |
48 |
98 |
48 |
6, 19, 25, 36, 45, 52 |
|
24 |
74 |
24 |
4, 12, 24, 38, 42, 54 |
49 |
99 |
49 |
5, 20, 26, 35, 46, 51 |
|
25 |
75 |
25 |
5, 13, 23, 39, 41, 55 |
50 |
00 |
50 |
4, 19, 27, 34, 47, 60 |
Задание на контрольную работу
Задачи 1-10
В данной задаче необходимо рассчитать обмотку якоря машины постоянного тока. Вычислить для номинального режима работы генератора:
- Магнитный поток Ф, Вб;
- Электромагнитный поток Мэм, Н*м;
- Ток возбуждения Iв, А;
- ЭДС якоря генератора Ея, В;
- Полезную механическую мощность Р2, кВт;
- Затраченную механическую мощность Р1, кВт;
- Номинальный ток Iн, А;
- Определить КПД генератора;
- Начертить схему генератора параллельного возбуждения
Исходные данные необходимо принять из таблицы 2
Таблица 2
Исходные данные
|
Наименование величин |
Един. изм. |
Номера задач |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
|
Тип обмотки |
Петл. |
Волн. |
Петл. |
Волн. |
Петл. |
Волн. |
Петл. |
Волн. |
Петл. |
Волн. |
|
|
Число элементарных пазов, Zэп |
шт. |
16 |
25 |
20 |
28 |
24 |
21 |
28 |
19 |
24 |
23 |
|
Число полюсов, 2р |
шт. |
4 |
6 |
4 |
6 |
6 |
4 |
6 |
6 |
4 |
4 |
|
Частота вращения якоря, n |
об/мин |
1440 |
960 |
1420 |
950 |
1450 |
920 |
1440 |
750 |
940 |
2900 |
|
Номинальная мощность, Рн |
кВт |
16,5 |
19,5 |
26,5 |
23,5 |
21,5 |
29,5 |
27,5 |
34,5 |
31,5 |
33,5 |
|
Номинальное напряжение, Uн |
В |
115 |
130 |
220 |
180 |
160 |
240 |
190 |
320 |
260 |
270 |
|
Сопротивление обмотки якоря, Rя |
Ом |
0,0424 |
0,0437 |
0,0441 |
0,0411 |
0,0402 |
0,0447 |
0,0415 |
0,0467 |
4,0452 |
0,0455 |
|
Сопротивление обмотки возбуждения Rв |
Ом |
17,7 |
18 |
19,5 |
15,7 |
14,8 |
21,9 |
16,3 |
28,8 |
23,3 |
24,9 |
|
Число активных проводников |
шт. |
246 |
258 |
250 |
274 |
266 |
254 |
280 |
256 |
270 |
278 |
Задачи 11-20
Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет основные величины, значения которых приведены в таблице 3.
Вычислить номинальный и пусковой токи двигателя, число пар полюсов и частоту вращения магнитного потока, скольжение при номинальной нагрузке и при пуске; активную и реактивную мощности, потребляемые двигателем из сети при номинальной нагрузке; номинальный и пусковой моменты двигателя.
Таблица 3
Исходные данные
|
Наименование величин |
Един. изм. |
Номера задач |
|||||||||
|
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
||
|
Номинальная мощность, Рн |
кВт |
10 |
20 |
40 |
55 |
75 |
100 |
10 |
20 |
40 |
55 |
|
Номинальное напряжение, Uн |
В |
380 |
380 |
380 |
380 |
380 |
380 |
220 |
220 |
220 |
220 |
|
Номинальная частота вращения якоря, nн |
об/мин |
720 |
2940 |
970 |
960 |
2960 |
2950 |
1430 |
730 |
1460 |
2930 |
|
КПД двигателя, η |
% |
87,0 |
88,0 |
89,0 |
90,0 |
90,0 |
91,0 |
87,0 |
88,0 |
89,0 |
90,0 |
|
Коэффициент мощности, cosφ |
0.89 |
0.90 |
0.91 |
0.92 |
0.92 |
0.92 |
0.89 |
0.90 |
0.91 |
0.92 |
|
|
Кратность пускового момента Мп/М |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,3 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,3 |
|
|
Кратность максимального момента Мmax/М |
2.5 |
2.9 |
2.5 |
2.6 |
2.3 |
2.5 |
2.5 |
2.9 |
2.5 |
2.6 |
|
|
Частота питающей сети, f |
Гц |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
Задачи 21-30
Для трехфазного трансформатора по данным таблицы 4 необходимо определить число витков обмоток в сердечнике, первичное и вторичное линейное напряжение, линейные коэффициенты трансформации, первичный и вторичный ток, линейный и фазный токи при указанном способе соединения обмоток.
Начертить схему соединения обмоток трансформатора для своего варианта.
Таблица 4
Исходные данные
|
Наименование величин |
Един. изм. |
Номера задач |
|||||||||
|
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
||
|
Номинальная мощность, Sн |
кВт |
320 |
180 |
100 |
50 |
1000 |
560 |
750 |
1000 |
10 |
100 |
|
Фазное напряжение первичной обмотки, U1ф |
кВ |
3,47 |
3,47 |
10 |
6 |
35 |
20,2 |
35 |
3,47 |
3,47 |
6 |
|
Коэффициент трансформации, Кф |
8,67 |
12 |
19 |
26 |
5,55 |
69 |
40,5 |
15 |
8,67 |
20,8 |
|
|
Напряжение обмоток, Uо |
В |
9 |
11 |
12 |
6 |
9,5 |
8,5 |
12 |
10,5 |
13,5 |
12,5 |
|
Схема соединения обмоток |
Y/Δ |
Y/Y |
Δ/Δ |
Δ/Y |
Δ/Δ |
Y/Δ |
Δ/Y |
Y/Y |
Y/Δ |
Δ/Y |
|
|
Частота питающей сети, f |
Гц |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
Задачи 31-40
Генератор постоянного тока параллельного возбуждения имеет основные величины, значения которых приведены в таблице 5.
Необходимо вычислить для номинального режима работы генератора:
- ЭДС, ток и сопротивление обмотки якоря, Еа, Iа, Rа.
- Потери мощности в обмотке, Рэа,,
- Тормозной электромагнитный момент, Мэм.
- Номинальную полезную мощность генератора, Р2.
Падение напряжения в переходных контактах щеток ΔUщ = 2В.
Начертить принципиальную электрическую схему генератора параллельного возбуждения.
Таблица 5
Исходные данные
|
Наименование величин |
Един. изм. |
Номера задач |
|||||||||
|
31 |
32 |
33 |
34 |
35 |
36 |
37 |
38 |
39 |
40 |
||
|
Частота вращения якоря, nн |
об/мин |
750 |
1860 |
1285 |
2000 |
850 |
940 |
1350 |
730 |
1830 |
1150 |
|
Номинальный ток, Iн |
А |
520 |
109 |
74 |
717 |
652 |
304 |
104 |
137,5 |
76 |
417 |
|
Сопротивление цепи возбуждения Rв |
Ом |
33 |
115 |
230 |
25,6 |
14,4 |
28,75 |
57,5 |
200 |
230 |
23 |
|
Потери мощности в цепи возбуждения, Рв, |
Вт |
1610 |
460 |
230 |
2070 |
920 |
460 |
230 |
800 |
230 |
575 |
|
Магнитный поток на пару полюсов, Ф |
Вб |
0,438 |
0,0092 |
0,01 |
0,032 |
0,0376 |
0,02 |
0,0132 |
0,035 |
0,0144 |
0,011 |
|
Число полюсов, 2р |
6 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
8 |
|
|
Тип обмотки |
Петл. |
Волн. |
Петл. |
Волн. |
Петл. |
Волн. |
Петл. |
Волн. |
Петл. |
Волн. |
|
|
Число активных проводников якоря, N |
504 |
420 |
556 |
224 |
228 |
198 |
420 |
492 |
556 |
142 |
Вопросы 41-50
41. Начертите схему включения и характеристики генератора независимого возбуждения, объясните их. Приведите достоинства и недостатки данного генератора.
42. Пояснить, какие особенности двигателей постоянного тока последовательного возбуждения позволяют использовать их в качестве тяговых на подвижном составе. Ответ обосновать графиками и формулами.
43. Укажите особенности, поясните устройство и принцип действия асинхронных двигателей с улучшенными пусковыми характеристиками.
44. Опишите конструкцию, принцип действия и режимы работы трехфазной асинхронной электрической машины. Приведите пример использования данной электрической машины.
45. Объясните принцип действия и устройство однофазных асинхронных двигателей, укажите область их применения.
46. Опишите конструкцию и принцип действия трансформатора. Объясните режимы холостого хода и короткого замыкания трансформатора.
47. Опишите реакцию якоря синхронного генератора при различных видах нагрузки. Приведите поясняющие эскизы и графики.
48. Опишите рабочие характеристики трехфазного асинхронного двигателя.
49. Опишите принцип действия двигателя постоянного тока. Ответ обоснуйте необходимыми эскизами и формулами.
50. Опишите принцип действия генератора постоянного тока. Ответ обоснуйте необходимыми эскизами и формулами.
Вопросы 51-60
51. Опишите причины вызывающие искрение на коллекторе. Физическая сущность коммутации. Способы улучшения коммутации.
52. Изобразите схему включения генератора с параллельным возбуждением. Опишите его характеристики, а также достоинства и недостатки.
53. Изобразите схему включения двигателя с параллельным возбуждением. Опишите его характеристики, а также достоинства и недостатки.
54. Изобразите схему включения двигателя с последовательным возбуждением. Опишите его характеристики, а также достоинства и недостатки.
55. Что называется реакцией якоря? Ее влияние на магнитное поле машины постоянного тока. Методы устранения вредного воздействия реакции якоря.
56. Опишите конструкцию машины постоянного тока. Приведите эскиз.
57. Опишите пуск и регулирование частоты вращения машины постоянного тока. Ответ обоснуйте необходимыми формулами, приведите поясняющие схемы.
58. Опишите пуск в работу асинхронных двигателей с фазным и короткозамкнутым ротором. Приведите поясняющие эскизы.
59. Опишите конструкцию и принцип действия автотрансформаторов.
60. Приведите энергетические диаграммы двигателя и генератора постоянного тока. Опишите их. Система вентиляции электрических машин. Классы изоляции.
5. Методические рекомендации по решению задач.
Методические указания к решению задачи 1- 10
При подготовке к выполнению контрольной работы необходимо тщательно изучить материал по рекомендуемой литературе.
В задачах 1-10 необходимо рассчитать обмотку якоря машины постоянного тока и начертить ее развернутую схему. Основным элементом обмотки якоря является секция, состоящая из одного или нескольких витков. Активные стороны секций укладываются в пазы сердечника якоря: одна – в верхний слой, другая – в нижний. Начало и конец каждой секции соединяется с коллектором. Число коллекторных пластин между началом и концом секции называется шагом по коллектору и обозначается ук.
Ширина секции оценивается первым частичным шагом у1, который выражается числом элементарных пазов и определяется по формуле:
Zэ – число элементарных пазов якоря;
p – число пар полюсов машины;
- правильная дробь, на которую надо уменьшить или увеличить , чтобы выражался целым числом.
Обмотка якоря характеризуется также вторым частичным шагом и результирующим шагом по якорю .
В простой петлевой обмотке:
причем,
В простой волновой обмотке:
Шаг по коллектору подсчитывается по формуле:
где К – число коллекторных пластин.
В простой петлевой обмотках:
где S – число секций обмотки.
Обмотка якоря щетками, наложенными на коллектор, делится на части, называемые параллельными ветвями. Число параллельных ветвей обозначается 2а. В простой петлевой обмотке: 2а = 2р. В простой волновой обмотке: 2а = 2.
Ширина полюса без учета зазора определяется по формуле:
Ширина полюса с учетом зазора определяется выражением:
Воздушный зазор между полюсами определяется по формуле:
После выполнению расчета необходимо на листе миллиметровой бумаги выполнить построение развертки обмотки якоря.
Для дальнейшего расчета генератора постоянного тока параллельного возбуждения необходимо записать краткое условие, например:
Номинальная мощность Рн = 31,5 кВт;
Номинальное напряжение Uн = 260 В;
Сопротивление обмотки якоря rz = 4,0482 Ом;
Сопротивление обмотки возбуждения rв = 23,3 Ом;
Число активных проводников N = 270 шт.
Определить:
Ф, Мэм, Iв, Р2, Р1, Iн, КПД.
При решении задачи необходимо отчетливо представлять связь между напряжением на вводах, U, ЭДС Е и падение напряжения Iа Rа в обмотке якоря генератора и двигателя. Для генератора , для двигателя
Для определения электромагнитного момента, развиваемого двигателем, можно пользоваться формулой: . В этой формуле магнитный поток выражается в веберах (Вб), ток якоря в амперах (А), тогда момент получается в ньютон-метрах (нм).
1. Ток, отдаваемый генератором:
2. Ток в цепи возбуждения:
3. Ток якоря генератора:
4. ЭДС якоря генератора:
5. Магнитный поток:
6. Электромагнитный момент
7. Затраченная механическая мощность:
8. Коэффициент конструкции генератора:
9. Момент холостого хода:
10. Вращающий электромагнитный момент:
11. Полезный момент на валу генератора:
12. Полезная электрическая мощность
13. КПД генератора
или %
14. Схема генератора постоянного тока с параллельным возбуждением
Методические указания к решению задачи 11 – 20
Для решения задачи необходимо знать устройство, принцип действия асинхронного двигателя с короткозамкнутым и фазным ротором и зависимости между электрическими величинами, характеризующими его работу. Необходимо ознакомится с рядом возможных синхронных частот вращения магнитного потока при частоте тока 50 Гц: 3000, 1500
750, 600 об/мин. и т.д. Поэтому при частоте вращения ротора, например,
Поле может иметь только (ближайшая к из ряда синхронных частот вращения) и можно сразу определить скольжение, даже не зная числа пар полюсов:
- Номинальный ток:
- Пусковой ток:
- Количество полюсов двигателя:
- Номинальное скольжение:
- Скольжение при пуске машины:
- Потребляемая мощность из сети:
- Полезная мощность двигателя:
- Реактивная мощность двигателя:
- Номинальный электромагнитный момент:
- Пусковой момент:
- Максимальный электромагнитный момент:
- Принципиальная электрическая схема асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
Методические указания к решению задачи 21 – 30
Для решения задачи необходимо знать устройство, принцип действия и соотношения между электрическими величинами однофазных и трехфазных трансформаторов и уметь определять по паспортным данным технические характеристик. Основными параметрами трансформаторов являются:
1. номинальная мощность Sном.: это полная мощность, которую трансформатор, установленный на открытом воздухе, может непрерывно отдавать в течение всего срока службы (20 – 25 лет) при номинальном напряжении и максимальной и среднегодовой температурах окружающего воздуха, равных соответственно 40 и 50С;
2.номинальное первичное напряжение Uном.1: это напряжение, на которое рассчитана первичная обмотка;
3.номинальное вторичное напряжение Uном.2 : это напряжение на выводах вторичной обмотки при холостом ходе и номинальном первичном напряжении. При нагрузке вторичное напряжение U2 снижается из-за потери напряжения в трансформаторе;
4. номинальный первичный Iном.1 и вторичный Iном.2 токаи: это токи, вычисленные по номинальной мощности и номинальным напряжениям.
Для однофазного трансформатора:
Для трехфазного трансформатора:
Трансформаторы обычно работают с нагрузкой меньше номинальной, определяемой коэффициентом нагрузки . Значения отдаваемых трансформаторов активной и реактивной мощностей зависят от коэффициента мощности потребителя
В трехфазных трансформаторах отношение линейных напряжения называют линейным коэффициентом трансформации, которых равен отношению чисел витков обмоток, если они имеют одинаковые схемы соединения и ). При других схемах коэффициент трансформации находят по формулам:
(при )
(при )
- Фазное напряжение вторичной обмотки:
- Магнитный поток трансформатора:
- Число витков первичной обмотки трансформатора:
- Число витков вторичной обмотки трансформатора:
- Линейное напряжение первичной обмотки трансформатора:
- Линейное напряжение вторичной обмотки трансформатора:
- Линейный коэффициент трансформации
- Линейный и фазный ток первичной обмотки трансформатора
- Линейный ток вторичной обмотки трансформатора
- Фазный ток вторичной обмотки трансформатора
11. Схема соединения обмоток трансформатора
Методические указания к решению задачи 31 – 40
- ЭДС в обмотки якоря:
- Ток в цепи возбуждения:
- Ток якоря генератора:
- Напряжение цепи якоря генератора:
- Сопротивление обмотки якоря:
- Потери мощности в обмотке якоря:
- Тормозной электромагнитный момент:
p – число пар полюсов:
а – число параллельных ветвей обмотки якоря;
2а = 2р – для петлевой обмотки;
2а = 2 – для волновой обмотки.
- Номинальная полезная мощность генератора.:
- Вопросы к экзамену
1. Устройство, назначение трансформатора. Физические принципы работы трансформаторов.
2. Конструкция, технические характеристики, область применения трехфазных трансформаторов. Схемы и группы соединения обмоток трехфазных трансформаторов.
3. Номинальные величины. Нагрев и охлаждение трансформаторов. ЭДС обмоток.
4. Физические принципы работы в трансформаторе в режимах холостого хода, короткого замыкания, работы под нагрузкой.
5. Изменение выходного напряжения при нагрузке, внешние характеристики.
6. Потери в трансформаторе и их определение. Коэффициент полезного действия трансформатора, условие максимума КПД.
7. Параллельная работа трансформаторов.
8. Конструкция, технические характеристики, область применения многообмоточных трансформаторов. Регулирование напряжения у силовых трансформаторов.
9. Конструкция, технические характеристики, область применения автотрансформаторов.
10. Конструкция, технические характеристики, область применения измерительных трансформаторов тока, напряжения.
11. Конструкция, технические характеристики, область применения сварочных трансформаторов.
12. Конструкция, технические характеристики, область применения электрических машин постоянного тока. Физические принципы работы машины постоянного тока в режиме генератора, в режиме двигателя.
13. Устройство обмотки якоря. ЭДС машины постоянного тока. Момент машины постоянного тока.
14. Магнитные поля машины постоянного тока: магнитная цепь, реакция якоря, и ее влияние на работу машины. Сущность процессов коммутации и способы его улучшения
15. Генераторы постоянного тока и их классификация по способу возбуждения. Генератор с независимым возбуждением, его схема и характеристики.
16. Самовозбуждение генератора постоянного тока. Генератор с параллельным возбуждением, его схема и характеристики.
17. Генераторы с последовательным возбуждением, его схема и характеристики. Генератор со смешанным возбуждением, его схема и характеристики.
18. Двигателей постоянного тока и их классификация по способу возбуждения. Двигатели с параллельным и независимым возбуждением.
19. Двигатели с последовательным возбуждением. Двигатели со смешанным возбуждением. Схема и характеристики.
20. Потери в машинах постоянного тока, КПД машин. Область применения машин постоянного тока.
21. Конструкция, технические характеристики, область применения трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым и фазным ротором. Физические принципы работы асинхронного двигателя.
22. Вращающееся магнитное поле, создаваемое трехфазной системой тока. Реверсирование вращающегося поля статора.
23. Устройство обмотки статора.
24. Скольжение. Частота тока в статоре и роторе. ЭДС в статоре и роторе. Сопротивление ротора, ток в роторе.
25. Рабочий процесс в асинхронном двигателе. Рабочие характеристики асинхронного двигателя.
26. Вращающий момент асинхронного двигателя. Зависимость момента двигателя от активного сопротивления ротора.
27. Конструкция, технические характеристики, область применения короткозамкнутых двигателей с двойной беличьей клеткой.
28. Конструкция, технические характеристики, область применения двигателей с глубоким пазом.
29. Потери и КПД в асинхронных двигателях.
30. Конструкция, технические характеристики, область применения однофазных асинхронных двигателей с пусковой и без пусковой обмотки
31. Конструкция, принцип действия синхронного генератора, двигателя.
7. Список рекомендуемой литературы
Основные источники:
1.Учебники
Кацмаан М.М., Электрические машины. – М.: Издательство Академия, 2009.
Соколова, Е.М., Электрическое и электромеханическое оборудование. Общепромышленные механизмы и бытовая техника: учебное пособие для СПО. – М.: Издательство: Академия, 2010.
Портала О.Н. Поиск неисправностей и ремонт бытовых электроприборов: учебное пособие для СПО.- М.: Издательство: Академия, 2010.
Полузадов В.Н. Электрические машины. – УГГУ, 2010.
Щукин О.С. Испытание электрических машин.- Омск: Издательство ОмГТУ, 2008.
Лифанов В.А., Помогаев Г.В. Электрические машины переменного тока. - : Издательство ЮУрГУ, 2007.
Штыков, В.Ф. Электрические машины. - СПб.: Изд-во СЗТУ, 2009.
Игнатович В.М., Ройз Ш.З. Электрические машины и трансформаторы. - Томск, 2009.
2.Справочники
Справочник по электрическим машинам / Под ред. Кацман М.М. – М.: Академия, 2005.
Справочник по электрическим машинам / Под ред. Копылова И. П., Клокова Б. К.. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
Сборник задач по надежности электрических машин /Под ред. Кузнецов Н.Л. - М.: Издательский дом МЭИ, 2008.
Сборник задач по электрическим машинам 4-е изд. /Под ред.М Кацман М.М..: Издательский центр «Академия», 2008
Лабораторные работы по электрическим машинам и электрическому приводу /Под ред. Кацман М.М.. – М. Высшая школа. - 2008.
3. Дополнительные источники:
Китаев В.Е.,.Корхов Ю.М,. Свирин В.К. Электрические машины. Часть 1. Машины постоянного тока. Трансформаторы. – М.: Высшая школа. 1978.
Кацман М.М.. Электрические машины.- М : Высшая школа. 2000.
Токарев Б.Ф. Электрические машины.– М.: Энергоатомиздат. 1989
Пиотровский Л. М. Электрические машины. Энергия 1974.
4. Интернет-ресурсы:
Сайт технической литературы http://elmech.mpei.ac.ru/em/EM/EM_cont_0.htm
Сайт технической литературы - http://servomotors.ru/documentation/electromotor/book47/book47content.html
Сайт технической литературы http://johanga.nnover.ru/uchebniki/4672578.html
Сайт технической литературы http://electrono.ru/elektricheskie-mashiny
Плакаты http://www.twirpx.com/file/559001/
Презентации: Обмотки машин постоянного и переменного тока http://www.twirpx.com/file/591968/
Презентация: трансформатор тока: http://www.twirpx.com/file/734866/
Сайт технической литературы http://www.twirpx.com/file/782774/
Сайт технической литературы http://www.twirpx.com/file/695406/
Сайт технической литературы http://elmech.mpei.ac.ru/books/edu/problems/
Лабораторный практикум http://elmech.mpei.ac.ru/EM/Seminar/Seminar_0.htm
Сайт технической литературы http://model.exponenta.ru/electro/contents.htm
4.Отечественные журналы:
«Сделай сам» 2005, № 3, с.78 - 82.
2. Теория и методика ознакомления детей дошкольного возраста с природой
3. Приёмы финансового анализа и оценки предпринимательских рисков
4. Воспитание личности в спорте
5. Философия Индии и Китая
6. статья А.Гуревича перевод В
7. Знает свои данные- свои имя и фамилию домашний адрес телефон
8. М 17 фев 11 г Методологические основы права
9. Методические рекомендации для выполнения лабораторной работы по физике ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ И М
10. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук1
11. глейи Тамани всегда с гордостью назывался этим старинным словом
12. Порядок увольнения работника и оплаты сверхурочного труда
13. ТЕМА- Каменные работы Вариант 9 Выполнила-
14. ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ШЕЙНЫХ ГРУДНЫХ ПОЯСНИЧНЫХ ПОЗВОНКОВ
15. Финансовые посредники
16. Коммуникативное пространство и его уровни
17. Постанка целей и задч- Цели ~ а Стратеге ~ увеличе числа посетй; увеле оборота и выпе покй плана продаж
18. Сера и окружающая среда
19. і За 20 25 днів до проведення лабораторної роботи в скляну банку кладуть шари 1 2 см подрібненого свіжого лучн
20. Icom-ctegoryspxcid1114p популярный Стиль- csul