Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Антипин О.В.
Факультет ФАЭ .
Кафедра ЭПА .
Группа 02-ЭПА .
Дата защиты “ “ 2004 г.
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Электропривод и автоматизация промышленных установок
Заведующий кафедрой
Хватов С.В. .
(подпись) (фамилия, и., о.)
.
(дата)
(наименование темы проекта или работы)
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе
(вид документа)
Руководитель
Ходыкина И. В.
(подпись) (фамилия, и., о.)
(дата)
Студент
Антипин О.В.
(подпись) (фамилия, и., о.)
(дата) 02-ЭПА .
(группа или шифр)
Проект защищен (дата)
Протокол № .
С оценкой .
Нижний Новгород
2004г.
Содержание
№ Раздел стр.
1. Задание для курсовой работы…………………………………………….. 4
2. Первый раздел……………………….……………………………………. 6
3. Второй раздел ……………………………………………………………. 9
4. Третий раздел ……………………………………………………….…… .11
5. Четвертый раздел …………………………....…………………………… 14
6. Список литературы…………………………………….…………………. 16
Задание для курсовой работы.
Раздел 1. Вопросы теории электрических аппаратов. Качественные задачи.
1.1.7.
Два реостата предназначены для длительной работы, условия охлажде ния реостатов одинаковы. Реостат А имеет сопротивление Rа = 100 Ом и рассчитан на ток 5 А. Реостат Б имеет сопротивление Rб = 5 Ом и рассчитан на 100 А.Для изготовления какого реостата потребуется больше (по массе) и примерно во сколько раз проволоки одинакового удельного сопротивления? Определите мощность рассеяния на каждом приведенном реостате.
1.2.8.
Как сказывается проявление поверхностного эффекта в проводниках круглого сечения на величину электродинамического усилия, возникающего при протекании через них токов короткого замыкания ? Какие воздействия испытывает катушка электромагнита при приложении к ней электродинамичес кого усилия, возникающего при протекании через нее тока короткого замыка ния ?
1.3.8.
По мере роста номинального тока, протекающего через силовой контакт электрического аппарата необходимо:
а) увеличить переходное сопротивление и изменить контактное нажатие;
б) уменьшить переходное сопротивление и увеличить величину контактного нажатия;
в) изменять переходное сопротив ление контакта, ослабить величину контактного нажатия?
Дайте правильный ответ. Поясните.
1.4.8.
Определить напряженность магнитного поля, создаваемого в магнитопроводе катушкой, имеющей 100 витков, если по ней течет ток 15 А, а длина средней силовой линии магнитного поля 0,2 м.
1.4.39.
Какое влияние на тяговые характеристики электромагнита переменно
го тока оказывают условия ,при которых обмотка электромагнита питается от
выпрямленного переменного тока ? Какой тип электромагнита и почему следует выбирать при условии работы при относительно больших ходах якоря
его подвижной системы ?
Раздел 2. Разработка и графическое изображение электрических схем на основе предложенного набора электрических и электронных аппаратов.
2.30.
Определите тип электрических аппаратов по буквенным обозначениям и нарисуйте их условные графические обозначения : 1)ВЕ;2)ВР;3)ДД;4)КК;
5) KM;6)KL ;7)SQ 8)FU;9)VS ;1O)RU ;11)УА;12)ХТ;13)УС;14)LМ;15)РC .
2.39.
Требуется разработать любую электрическую схему на основании исход ных данных: цепь управления постоянного тока с напряжением 220 В; в наличии имеются однополюсный контактор постоянного тока с магнитным дугогашением
и переключающимся блок-контактом, трехкнопочная станция управления, промежуточное реле с тремя парами нормально открытых и замкнутых контак тов, два плавких предохранителя, электромагнитное реле времени с нормаль но замкнутым контактом с выдержкой времени при отключении. Остальные тре буемые электрические аппараты подберите сами.
Раздел 3. Изучение и анализ электрических схем, выполненных на базе электрических аппаратов и электрических машин.
3.26.
Описать схему (рисунок 3.1).
3.57.
Описать схему (рисунок 3.2).
Раздел 4. Расчет и выбор электрических аппаратов и их элементов.
4.1.23
Во сколько раз надо изменить время прохождения тока через реостат, чтобы
выделившееся количество теплоты осталось тем же при уменьшении тока в нем в три раза?
4.3.19.
Ток срабатывания электромагнитного реле равен Icp =500 мА. В обесточенном состоянии якоpь находится на расстоянии 1 мм от сердечника катушки индуктивности активной площадью S = 2-10-4 м2 и числом витков w = 250. Определить минимальное тяговое усилие реле Fмин .
4.4.2.
Выбрать номинальный ток плавкой вставки предохранителя для защиты линии, питающей асинхронный электродвигатель с пусковым током 55 А и легкими условиями пуска.
Раздел 1. Вопросы теории электрических аппаратов. Качественные задачи.
1.1.7.
Два реостата предназначены для длительной работы, условия охлажде ния реостатов одинаковы. Реостат А имеет сопротивление Rа = 100 Ом и рассчитан на ток 5 А. Реостат Б имеет сопротивление Rб = 5 Ом и рассчитан на ток 100 А.Для изготовления какого реостата потребуется больше (по массе) и примерно во сколько раз проволоки одинакового удельного сопротивления? Определите мощность рассеяния на каждом приведенном реостате.
Решение:
Определим мощность рассеивания на каждом реостате по формуле:
где P-- мощность рассеивания [Вт]
I-- действующий ток [A]
R-- сопротивление реостата [Ом]
Для реостата А: Вт
Для реостата Б: Вт
Определим соотношение масс проволоки в реостатах.
Масса проволоки определяется
(2)
где l—длина проволоки, [м]
s—площадь поперечного сечения [м2]
Выразим длину l проволоки из формулы:
(3)
где l—длина проволоки, [м]
s—площадь поперечного сечения [м2]
--удельное сопротивление [Ом*м]
(4) (5)
По условию , принимаем его Ом*м
Тогда из выражений (4) и (5)
(6) ; (7)
Так как то примем
м (8)
м (9)
м2 (10)
м2 (11)
Соотношение масс в проволоке равно
(12)
(13)
На изготовление реостата Б потребуется в 20 раз больше по массе проволоки, чем на изготовление реостата А.
1.2.8
Как сказывается проявление поверхностного эффекта в проводниках круглого сечения на величину электродинамического усилия, возникающего при протекании через них токов короткого замыкания? Какие воздействия испытывает катушка электромагнита при приложении к ней электродинамичес кого усилия, возникающего при протекании через нее тока короткого замыка ния ?
Решение:
Круглая форма сечения проводника не влияет на величину электродинамического усилия, т.к. возникающие электромагнитные силовые линии представляют собой окружность, что позволяет считать, что протекаемый ток сосредоточен в геометрической оси проводника.
Поверхностный эффект не оказывает влияние на величину ЭДУ, т.к. при протекании через проводник переменного тока распределение тока по сечению осуществляется не равномерно, ток вытесняется с центра на периферию, при этом симметрия распределения
тока относительно геометрической оси проводника не нарушается .
В случае катушки с разными направлениями токов ЭДУ направлено так, чтобы отбросить витки друг от друга. С увеличением расстояния потокосцепление увеличивается. ЭДУ в катушке направлено так, чтобы ее потокосцепление возрастало. Оно стремится сжать катушку по высоте и толщине и увеличить ее средний диаметр.
1.3.8
По мере роста номинального тока, протекающего через силовой контакт электрического аппарата необходимо:
а) увеличить переходное сопротивление и изменить контактное нажатие;
б) уменьшить переходное сопротивление и увеличить величину контактного нажатия;
в) изменять переходное сопротив ление контакта, ослабить величину контактного нажатия?
Дайте правильный ответ. Поясните.
Решение:
Rст
Рконт.
Для уменьшения роста тока необходимо увеличить переходное сопротивление контакта. Как видно из графика зависимости переходного сопротивления от контактного нажатия, с ростом переходного сопротивления, контактное нажатие практически не изменяется.
1.4.8
Определить напряженность магнитного поля, создаваемого в магнитопроводе катушкой, имеющей 100 витков, если по ней течет ток 15 А, а длина средней силовой линии магнитного поля 0,2 м.
Решение:
По закону полного тока
(1)
где H—напряженность магнитного поля
l—длина средней силовой линии
I—действующий ток
Для заданного контура получим:
(2)
где N—число витков в катушке
Из формулы (2) найдем напряженность магнитного поля H:
1.4.39.
Какое влияние на тяговые характеристики электромагнита переменно
го тока оказывают условия, при которых обмотка электромагнита питается от
выпрямленного переменного тока ? Какой тип электромагнита и почему следует выбирать при условии работы при относительно больших ходах якоря
его подвижной системы ?
Тяговые характеристики электромагнита переменного тока могут быть улучшены при питании обмотки выпрямленным переменным током. Временная тяговая характеристика складывается из двух составляющих: постоянной и переменной. Следует иметь в виду , что постоянная составляющая тягового усилия электромагнита переменного тока в два раза меньше тягового усилия электромагнита постоянного тока при прочих равных условиях.
При большом ходе якоря --до 100 мм (длинноходовые электромагниты) применяются броневые магнитные системы. В броневом электромагните при перемещении якоря меняется поток рассеяния, что вызывает появление дополнительной составляющей силы тяги за счет производной потокосцепления рассеяния по зазору. В броневом электромагните создается дополнительная сила за счет потоков рассеяния. В длинноходовых электромагнитах потоки рассеяния могут создавать до половины общего усилия. Благодаря этой особенности броневые электромагниты используются в тех случаях, когда требуется развить большое усилие при большом ходе.
Раздел 2. Разработка и графическое изображение электрических схем на основе предложенного набора электрических и электронных аппаратов.
2.30
Определите тип электрических аппаратов по буквенным обозначениям и нарисуйте их условные графические обозначения : 1)ВЕ;2)ВР;3)ДД;4)КК;
5) KM;6)KL;7)SQ 8)FU;9)VS;1O)RU;11)УА;12)ХТ;13)УС;14)LМ;15)РC .
Решение:
BE—сельсин-приемник
BP—датчик давления
ДД—цифровой логический элемент
КК—электротепловое реле
КМ—контакторы и магнитные пускатели
KL—промежуточное реле
SQ—путевой или конечный выключатель
FU—предохранитель
VS—тиристор
RV—варистор
УА—электромагнит
ХТ—разборное соединение
УС—муфта с электромагнитным приводом
LM—обмотка возбуждения электродвигателя
PС—счетчик импульсов
2.39
Требуется разработать любую электрическую схему на основании исход ных данных: цепь управления постоянного тока с напряжением 220 В; в наличии имеются однополюсный контактор постоянного тока с магнитным дугогашением и переключающимся блок-контактом, трехкнопочная станция управления, промежуточное реле с тремя парами нормально открытых и замкнутых контак тов, два плавких предохранителя, электромагнитное реле времени с нормаль но замкнутым контактом с выдержкой времени при отключении. Остальные тре буемые электрические аппараты подберите сами.
Решение:
Рисунок 2.1 Схема управления электрической печью
Электрические аппараты, используемые в схеме:
FU1,FU2—плавкие предохранители
QF—автоматический выключатель
KL—промежуточное реле
КМ—контактор постоянного тока с магнитным дугогашением
КТ—реле времени
HL1,HL2—сигнальные лампы
R—активное сопротивление(печь)
Схема питается постоянным напряжением 220 В 50 Гц. При нажатии на кнопку SB1 получает питание катушка промежуточного реле KL. При этом она встает на самопитание. Также замыкается контакт KL в цепи питания катушки контактора КМ. При этом она замыкает свой контакт КМ в силовой цепи и печь начинает работать. Также замыкается контакт КМ в цепи питания реле времени КТ. Реле начинает отсчет выдержки времени и по истечении этого времени размыкает свой контакт в цепи KL. В связи с этим КМ теряет питание и печь не работает.
В цепи предусмотрена сигнализация: при отключенном состоянии печи горит лампа HL1. При включенном состоянии печи горит лампа HL2.
Раздел 3. Изучение и анализ электрических схем, выполненных на базе электрических аппаратов и электрических машин.
3.26.
Описать схему (Рисунок 3.1).
Рисунок 3.1 Схема пуска асинхронного двигателя с коротко замкнутым ротором.
Аппараты, используемые в схеме:
FU1,FU2—плавкие предохранители
KM—контактор и магнитный пускатель
KK—тепловое реле
SA—кнопочный выключатель
SBC—выключатель на включение(пуск)
SBT1,SBT2—кнопочный выключатель (стоп)
Принцип действия электрической схемы:
Напряжение в схему не подано. Катушка магнитного пускателя KM не получает питания. Силовые контакты КМ в цепи питания двигателя М разомкнуты. Блок-контакт в цепи управления КМ разомкнут. Контакт теплового реле КК замкнут. Кнопки SBT1,SBT2 замкнуты. Кнопка SBC разомкнута.
Напряжение в схему подано. Выключатель SA разомкнут. При нажатии кнопки SBC получает питание катушка магнитного пускателя КМ. Силовые контакты КМ в цепи питания двигателя М замыкаются. Блок-контакт в цепи управления КМ замыкается. Двигатель получает питание и вращается.
При отпускании кнопки SBC катушка магнитного пускателя КМ теряет питание. Силовые контакты КМ размыкаются. Блок-контакт КМ размыкается. Двигатель М останавливается. Выключатель SA замкнут.
При нажатии на кнопку SBC запитывается катушка магнитного пускателя КМ. Силовые контакты КМ замыкаются. Блок-контакт КМ замыкается. Катушка КМ встает на самопитание через цепь: FU1,SBT1,SBT2,SBC-KM-SA,KK,FU2.
Кнопка SBC может быть опущена, двигатель М вращается.
При нажатии на кнопку SBT1 или SBT2 катушка КМ теряет питание, силовые контакты КМ в цепи питания двигателя М размыкаются. Блок-контакт КМ в цепи управления размыкается. Электродвигатель М теряет питание и останавливается.
Исходное положение:
Катушка магнитного пускателя КМ запитана. Блок-контакт КМ замкнуты. Двигатель вращается.
При срабатывании теплового реле КК размыкается контакт КК в цепи управления. Катушка магнитного пускателя КМ теряет питание. Контакты в силовой цепи КМ и блок-контакт в цепи управления размыкаются. Электродвигатель М теряет питание и останавливается.
3.57.
Описать схему (рисунок 3.2).
Рисунок 3.2 Схема управления.
Электрические аппараты, используемые в схеме:
SB1,SB2,SB3—кнопки управления
SQ1—конечный выключатель
SA—выключатель
HL1,HL2—лампы световой сигнализации
КМ1,КМ2—контакторы и магнитные пускатели
Принцип действия электрической схемы:
Напряжение в схему не подано.
Катушки магнитных пускателей КМ1, КМ2 не запитаны. Кнопки SB1,SB2,SB3 нормально замкнуты. Конечный выключатель SQ1 замкнут. Выключатель SA разомкнут. Контакты КМ1 и КМ2 разомкнуты. Сигнальные лампы HL1,HL2 не горят.
Напряжение в схему подано. Выключатель SA замкнут. Запитываются катушки КМ1 и КМ2. Контакты КМ1 и КМ2 замыкаются. Лампы HL1, HL2 загораются.
1. Конечный выключатель SQ1 замкнут. При нажатии одновременно на кнопки SB2 и SB3 катушка магнитного пускателя КМ1 теряет питание. Контакт КМ1 размыкается, лампа HL1 гаснет.
2. Конечный выключатель SQ1 разомкнут. При замыкании выключателя SA запитывается катушка магнитного пускателя КМ1, контакт КМ1 замыкается, лампа HL1 загорается.
При одновременном нажатии на кнопки SB2 и SB3 размыкаются контакты в цепи питания катушки магнитного пускателя КМ1 и замыкаются контакты SB2 и SB3 в цепи питания катушки магнитного пускателя КМ2. Контакты магнитного пускателя КМ1 замыкаются, лампа HL1 гаснет. Запитывается катушка КМ2 и замыкается контакт КМ2. Лампа HL2 загорается. При отпускании кнопок SB2 и SB3 запитывается катушка магнитного пускателя КМ1 и теряет питание катушка КМ2. Контакт КМ1 замыкается , запитывая лампу HL1, а контакт КМ2 размыкается, обесточивая лампу HL2.
При нажатии на кнопку SB1 катушки магнитных пускателей КМ1 и КМ2 теряют питание. Контакты КМ1 и КМ2 размыкаются, лампы HL1 и HL2 гаснут.
Раздел 4. Расчет и выбор электрических аппаратов и их элементов.
4.1.23
Во сколько раз надо изменить время прохождения тока через реостат, чтобы
выделившееся количество теплоты осталось тем же при уменьшении тока в нем в три раза?
Решение:
При уменьшении тока в 3 раза нужно увеличить время его прохождения через реостат в 9 раз. Это видно из формулы:
(1)
где Q—количество выделившийся теплоты, Вт
I—ток, A
R—сопротивление, Ом
t—время прохождения тока, c
В начальный момент времени: (2)
В момент уменьшения тока в три раза: (3)
Приравняв выражения (2) и (3) получим искомое время:
4.3.19.
Ток срабатывания электромагнитного реле равен Icp =500 мА. В обесточенном состоянии якоpь находится на расстоянии 1 мм от сердечника катушки индуктивности активной площадью S = 2-10-4 м2 и числом витков w = 250. Определить минимальное тяговое усилие реле Fмин .
Решение:
Минимальное тяговое усилие электромагнита при малом рабочем зазоре равно:
(1)
Где P—магнитодвижущая сила,
--магнитная постоянная,
S—активная площадь катушки,
-- рабочий зазор
Определим МДС:
(2)
Подставив выражение (2) в (1) получим:
(3)
Где --число витков,
I –ток
Подставив все данные в выражение (3) получим:
=1,97
4.4.2.
Выбрать номинальный ток плавкой вставки предохранителя для защиты линии, питающей асинхронный электродвигатель с пусковым током 55 А и легкими условиями пуска.
Решение:
Ток плавкой вставки для защиты асинхронного двигателя с коротко замкнутым ротором выбирается по формуле:
(1)
где IП.В.—номинальный ток плавкой вставки, A
IПУСК—пусковой ток двигателя
--коэффициент, характеризующий условия пуска двигателя
А (2)
А
Для защиты асинхронного двигателя подходит предохранитель ПР2-60 с номинальным током плавкой вставки 25 А и с номинальным напряжением 380 В.
Литература.
1. Чунихин А.А.“Электрические аппараты”:Общий курс. Учебник для вузов. – 3-е изд., перераб и доп. – М.: Энергоатомиздат,1988.
2. Родштейн Л.А.“Электрические аппараты”: Учебник для техникумов. – 4-е изд., перераб и доп. –.:Энергоатомиздат. Ленингр. Отд – ние, 1989.
3. Электрические виды защит, используемые в автоматизированном электроприводе: Метод. указания к лабораторной работе № 4 по дисциплине «Электрические и электронные аппараты» для студентов спец. 21.06 всех форм обучения / НГТУ: Сост.: В.П.Кириенко,1996.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
3
КР – НГТУ – 1804- (02-ЭПА)
Разраб.
Антипин О.В.
Провер.
Ходыкина И.В.
Н. Контр.
Утверд.
Пояснительная записка к курсовой работе
Лит.
истов
16
ФАЭ гр. 02-ЭПА
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5
КР-НГТУ-1804-(02-ЭПА)-02-04
КР-НГТУ-1804-(02-ЭПА)-02-04
8
КР-НГТУ-1804-(02-ЭПА)-02-04
7
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
КР-НГТУ-1804-(02-ЭПА)-02-04
6
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Изм.
КР-НГТУ-1804-(02-ЭПА)-02-04
14
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
КР-НГТУ-1804-(02-ЭПА)-02-04
14
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
16
КР-НГТУ-1804-(02-ЭПА)-02-04
КР-НГТУ-1804-(02-ЭПА)-02-04.
4
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
КР-НГТУ-1804-(02-ЭПА)-02-04
9
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
КР-НГТУ-1804-(02-ЭПА)-02-04
10
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
КР-НГТУ-1804-(02-ЭПА)-02-04
11
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
КР-НГТУ-1804-(02-ЭПА)-02-04
12
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
КР-НГТУ-1804-(02-ЭПА)-02-04
13
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.