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
Блинова М.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
Блинов М.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…………………………………………….. 3
2. Первый раздел. Качественные задачи по теории……………………..…. 4
3. Второй раздел. Разработка и графическое изображение электрических
схем ……………………………………………………………………..……. 8
4. Третий раздел. Изучение и анализ электрических схем ………....……. 10
5. Четвертый раздел. Расчет и выбор электрических аппаратов и
их элементов ……………………………………..…………………………… 13
6. Список литературы…………………………………….…………………. 15
Задание для курсовой работы.
Первый раздел.
1.1.16
Какая мощность расходуется в соединительных проводах, если напря жение и ток потребителя составляют соответственно 112 В и 5 А? Потребитель подключен к источнику с ЭДС=120 В c внутренним сопротивлением Rвн = 0,5 Ом.
1.2.23
Два параллельных провода укреплены на изоляторах, расстояние между которыми 1,5 м. По ним проходят токи I1=I2 = 150 А в одном направлении. Определить значение и направление силы, действующей на каждый изоля тор, если расстояние между проводами а = 50 мм.
1.3.20
На каком принципе основано гашение дуги постоянного и переменного тока при использовании дугогасительных устройств с деионными решетками? Определите число металлических пластин решетки дугогасительного устройства аппарата постоянного тока, используемо го для гашения дуги, возникающей на силовых контактах аппарата, при напряжении 440 В.
1.4.20
Наведенная ЭДС в катушке с числом витков W при некоторой скорости изменения магнитного потока равно Е. Скорость изменения магнитного потока увеличилась вдвое. Как изменится при этом наведенная ЭДС?
1.4.52
Изменяется ли амплитуда переменного магнитного потока и ЭДС катушки со стальным сердечником, если увеличить напряжение на катушке при неизменной частоте? Активным сопротивлением катушки и потоками рассеяния пре небречь. Как изменятся потери мощности в стальном сердечнике и ЭДС само индукции катушки, включение и в сеть переменного тока, если увеличить напряжение на катушке при неизменной частоте?
Второй раздел
2.16
Разработайте и приведите электрическую схему отключения сигнальной лампы от источника питания постоянного тока с напряжением 24 В с выдерж кой времени от электромагнитного реле времени. Для включения и отключе ния реле времени от питающей сети необходимо использовать двухкнопочную станцию управления.
2.52
Приведите графические и буквенные обозначения: однофазного трансформатора с тремя вторичными обмотками; трехфазного двухобмоточного трансформатора по схеме "треугольник-звезда"; дросселя насыщения с прямоугольной петлей гистерезиса; воздушного реактора; не насыщающегося дросселя с
магнито диэлектрическим магнитопроводом.
Третий раздел.
3.11.
Описать схему (рисунок 3.1).
3.42.
Описать схему (рисунок 3.2).
Четвертый раздел.
4.1.16
Определить сопротивление реостата и напряжение, подводимое к нему, если
потребляемый ток составляет I = 3,5 А, а количество теплоты, выделяемой на реостате в течении одного часа, равно Q = 81,65 ккал.
4.3.18
Ток срабатывания реле постоянного тока с сопротивлением обмотки Ко = 50 Ом составляет Icp = 0,84 А, максимальный допустимый ток контактных пар 1м = 5 А при коммутации нагрузки с напряжением U = 220 В. Какое напряжение можно подавать на управляемую цепь при ее сопротивлении Ry = 50 Ом ? Чему равны напряжение срабатывания и коэффициент управления мощностью?
4.4.29
Приведите основные материалы , применяемые при изготовлении трубчатых (разборных наполненных и пробочных плавких предохранителей. Какой из этих типов предохранителей допускает свою замену под напряжением?
Первый раздел.
1.1.16
Какая мощность расходуется в соединительных проводах, если напря жение и ток потребителя составляют соответственно 112 В и 5 А? Потребитель подключен к источнику с ЭДС=120 В и внутренним сопротивлением Rвн = 0,5 Ом.
Решение.
Пусть провода обладают активным сопротивлением Rпр.
Рисунок 1.1 – Схема цепи
По II закону Кирхгоффа пишем уравнение.
1.2.23
Два параллельных провода укреплены на изоляторах, расстояние между которыми 1,5 м. По ним проходят токи I1=I2 = 150 А в одном направлении. Определить значение и направление силы, действующей на каждый изоля тор, если расстояние между проводами а = 50 мм.
Решение.
Проводник 1 с током I1 создает в месте расположения проводника 2 индукцию
(рисунок 1). По правилу левой руки определяем направление силы .
Рисунок 1 – Определение направления ЭДУ
Электродинамическое усилие будет направлено от одного провода к другому и будет сжимать провода, а так как провода расположены на изоляторах, то и на изоляторы будут действовать подобные ЭДУ.
Для нахождения величины ЭДУ воспользуемся формулой
, (1.1)
, (1.2)
где P – электродинамическое усилие,
k – коэффициент контура, зависит от размеров проводников и их расположения,
, - токи в проводах,
l – длина проводников,
a – расстояние между проводниками.
Если расстояние между проводами значительно меньше их длины, т.е. .
При можно использовать формулу (1.2).
, тогда k=2*10=20
Подставляя значение k и токов и в уравнение (1.1) получим
P=10-7*20*150*150=4.5*10-2 H.
Ответ: P = 4.5*10-2 H.
1.3.20
На каком принципе основано гашение дуги постоянного и переменного тока при использовании дугогасительных устройств с деионными решетками? Определите число металлических пластин решетки дугогасительного устройства аппарата постоянного тока, используемо го для гашения дуги, возникающей на силовых контактах аппарата, при напряжении 440 В.
Ответ:
В основе принципа действия заложено использование около электродного падения напряжения, в электрических аппаратах постоянного тока и около катодной прочности на переменном токе.
Зона горения электрической дуги на постоянном и переменном токе, покрывается дугогасительной решеткой, задачей которой разбить дугу на короткие дуги.
Электрическая дуга под воздействием магнитного поля двигается вверх по ферромагнитным пластинам, с помощью которых дуга разбивается на ряд коротких дуг.
При постоянном токе на каждой пластине решетки образуется свой анод катод. Падение напряжения на каждой пластине составляет 20-25 В. При большем количестве пластин удается поднять ВАХ вверх и обеспечить гашение дуги на постоянном токе. Для того чтобы электрическая дуга постоянного тока не образовывала жидких мостиков, расстояние между пластинами берется не меньше 2 мм, и число пластин дугогасительной решетки берется : . Таким образом, для аппарата постоянного тока, используемого для гашения дуги, возникающей на силовых контактах аппарата при напряжении 440 В необходимо использовать как минимум металлических пластин решетки.
Недостаток, в дугогасительной решетке, является прогарание пластин при токах более 600 А – в повторно кратковременных режимах. Для уменьшения коррозии пластин, их покрывают медью, или цинком.
Благодаря высокой восстанавливающей прочности дуги переменного тока, число пластин в дугогасительных решетках на переменном токе в 7,8 раз меньше чем в подобных решетках на постоянном токе.
Несмотря на быстрое гашение дуги, при частых коммутациях номинального переменного тока, пластины дугогасительных решеток нагреваются за счет вихревых токов до высокой температуры. В связи с этим число включений и отключений в час у контакторов переменного тока с дугогасительной решеткой обычно не превышает 600. В высоковольтных аппаратах (5-10 кГц) в ферромагнитных пластинах дугогасительной решетки наводятся вихревые токи, под действием которых создаются магнитные поля, которые не втягивают, а отталкивают горящую дугу от решетки, такие же силы возникают в случае использовании латунных пластин.
Применение дугогасительных решеток на переменном токе целесообразно при частотах не выше 2 кГц.
1.4.20
Наведенная ЭДС в катушке с числом витков W при некоторой скорости изменения магнитного потока равно Е. Скорость изменения магнитного потока увеличилась вдвое. Как изменится при этом наведенная ЭДС?
Решение.
Используем формулу
(1.3)
(1.4)
1.4.52
Изменяется ли амплитуда переменного магнитного потока и ЭДС катушки со стальным сердечником, если увеличить напряжение на катушке при неизменной частоте? Активным сопротивлением катушки и потоками рассеяния пре небречь. Как изменятся потери мощности в стальном сердечнике и ЭДС само индукции катушки, включение и в сеть переменного тока, если увеличить напряжение на катушке при неизменной частоте?
Для ответа используем формулы
и (1.5)
, (1.6)
, (1.7)
где - амплитудное значение потока,
Е – ЭДС катушки,
- частота колебания напряжения U,
- число витков у катушки,
- активное сопротивление катушки.
Из формулы (1.5) видно, что поток прямо пропорционален напряжению, а ЭДС катушки (из формулы (1.6)) прямо пропорциональна потоку, поэтому при увеличении напряжения поток и ЭДС увеличиваются.
Из формулы (1.7) видно, что потери в стали прямо пропорциональны квадрату ЭДС, поэтому при увеличении напряжения поток и ЭДС увеличиваются.
Второй раздел.
2.16
Разработайте и приведите электрическую схему отключения сигнальной лампы от источника питания постоянного тока с напряжением 24 В с выдерж кой времени от электромагнитного реле времени. Для включения и отключе ния реле времени от питающей сети необходимо использовать двухкнопочную станцию управления.
Для реализации этой задачи можно использовать данную схему (рисунок 2.1):
Рисунок 2.1 – Схема отключения сигнальной лампы с выдерж кой времени от электромагнитного реле времени.
Принцип работы данной схемы представлен в задаче 3.45 третьего раздела.
2.52
Приведите графические и буквенные обозначения: однофазного трансформатора с тремя вторичными обмотками; трехфазного двухобмоточного транс
форматора по схеме "треугольник-звезда";дросселя насыщения с прямоугольной петлей гистерезиса; воздушного реактора; не насыщающегося дросселя с
магнито диэлектрическим магнитопроводом.
|
LR -реактор. |
|
|
L - дроссель насыщения с прямоугольной петлей гистерезиса. |
|
|
L - дроссель с магнитодиэлектрическим магнитопроводом. |
|
|
|
TV - трансформатор однофазный с тремя вторичными обмотками. |
|
- трансформатор трехфазный двухобмоточный: соединение обмоток треугольник-звезда. (TV) |
Цикл включения.
При нажатии на кнопку SB2 подается напряжение на катушку реле KV, при этом замыкаются его замыкающие контакты, чем обеспечивается самопитание реле KV и включение реле времени KT, которое работает с задержкой при выключении. Замыкающий контакт реле времени KT включает сигнальную лампу. При этом ток, протекающий через лампу, регулируется переменным резистором R.
Цикл выключения.
При нажатии на кнопку SB1 снимается напряжение с катушки реле KV, что приводит к размыканию его контактов и последующему отключению реле времени KT. С этого момента начинается отсчет времени, определяемого настройками реле KT. По истечении времени замыкающий контакт реле времени KT размыкается, что приводит к отключению сигнальной лампы HL.
Для защиты источника питания от короткого замыкания в рассматриваемой электрической схеме установлены плавкие предохранители FU1 и FU2.
Третий раздел.
В данном разделе необходимо назвать электрические аппараты, используемые в приведенных электрических схемах. Пояснить принцип работы электрических схем.
3.14
Дана схема:
Рисунок 3.1 - Схема пуска и останова асинхронного двигателя
Электрические аппараты, используемые в приведенной электрической схеме:
SB1, SB2 – кнопочные выключатели двухкнопочной станции;
KL – контактор, имеющий 3 вспомогательных контакта и три силовых;
KT – электромагнитное реле времени с контактом замыкающим с замедлителем, действующем при размыкании;
K – реле электромагнитное с двумя силовыми контактами (замыкающие) и двумя обычными контактами (замыкающий и размыкающий);
UD – однофазный выпрямительный мост;
M – асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором;
TV – двухфазный трансформатор.
Данная схема предназначена для пуска и останова асинхронного двигателя M с короткозамкнутым ротором. Для останова используется динамическое торможение. Торможение продолжается в течение времени, вставленном на реле времени KT.
Цикл включения.
При нажатии на кнопку SB2 подается напряжение на катушку контактора KL, что приводит к подаче трехфазного напряжения на асинхронный двигатель M через силовые контакты контактора. При этом замыканием замыкающего контакта KL обеспечивается самопитание контактора. Кроме этого, второй замыкающий вспомогательный контакт контактора KL включает реле времени KT, работающего с задержкой на выключение, а замыкающий контакт реле KT готовит цепь включения торможения двигателя для последующей работы. Третий размыкающий вспомогательный контакт контактора KL блокирует включение реле торможения K.
Цикл выключения.
При нажатии на кнопку SB1 снимается напряжение с катушки контактора KL, что приводит к отключению асинхронного двигателя M.
Кроме этого замыкающий вспомогательный контакт контактора разрывает цепь питания реле времени KT, с этого момента начинается отсчет времени, определяемого настройкой этого реле времени.
Это обеспечивается задержкой размыкания замыкающего контакта KT. Размыкающий контакт KL при отключении контактора через контакт реле времени КТ подает напряжение на реле торможения К.
Это реле своими замыкающими контактами подает переменное напряжение на первичную обмотку трансформатора TV, а также подает выпрямленное выпрямителем UD постоянное напряжение на две фазы асинхронного двигателя М, что обеспечивает его динамическое торможение на время работы реле времени КТ. Размыкающий контакт реле торможения К разрывает цепь включения контактора KL, что обеспечивает блокировку повторного включения двигателя от кнопки SB2 во время его динамического торможения.
3.45
Дана схема:
Рисунок 3.2 - Схема отключения сигнальной лампы с выдерж кой времени
Электрические аппараты, используемые в приведенной электрической схеме:
SB1, SB2 – кнопочные выключатели двухкнопочной станции;
KV – реле электромагнитное с двумя замыкающими контактами;
KT – электромагнитное реле времени с контактом замыкающим с замедлителем, действующем при размыкании;
HL – лампа сигнальная;
FU1, FU2 – предохранители плавкие;
R – резистор переменный.
Данная электрическая схема служит для отключения сигнальной лампы HL от источника постоянного тока с U=24 B с выдержкой времени от электромагнитного реле времени KT.
Четвёртый раздел.
4.1.16
Определить сопротивление реостата и напряжение, подводимое к нему, если
потребляемый ток составляет I = 3,5 А, а количество теплоты, выделяемой на реостате в течении одного часа, равно Q = 81,65 ккал.
Решение.
Используем формулу
, (4.1)
где Q – количество теплоты, выделившееся на резисторе за время t,
I – ток, протекающий через резистор,
R – сопротивление резистора.
Из формулы (4.1) выразим R.
(4.2)
Известно, что 1 ккал=4.19 Дж, тогда подставляя данное значение в
выражение (4.2) получим
Ом.
Найдем напряжение на резисторе
B
Ответ: R=27.92 Ом, U=97.75 B
4.3.18
Ток срабатывания реле постоянного тока с сопротивлением обмотки Ко = 50 Ом составляет Icp = 0,84 А, максимальный допустимый ток контактных пар 1м = 5 А при коммутации нагрузки с напряжением U = 220 В. Какое напряжение можно подавать на управляемую цепь при ее сопротивлении Ry = 50 Ом ? Чему равны напряжение срабатывания и коэффициент управления мощностью?
Решение.
4.4.29
Приведите основные материалы , применяемые при изготовлении трубчатых (разборных наполненных и пробочных плавких предохранителей. Какой из этих типов предохранителей допускает свою замену под напряжением?
Ответ:
1) Трубчатые (разборные) предохранители. Плавкая вставка таких предохранителей штампуется из цинка, являющегося легкоплавким и стойким к коррозии материалом. Плавкая вставка располагается в герметичном патроне, который состоит из фибрового цилиндра.
Колпачки, к которым прикрепляется плавкая вставка изготовляются из латуни.
2) Наполненные предохранители имеют корпус квадратного сечения, который изготавливается из прочного фарфора или стеатита. Внутри корпуса расположены ленточные плавкие вставки и наполнитель. В качестве наполнителя используется кварцевый песок с содержанием SiO2 не менее
98 %. Плавкая вставка выполняется из медной ленты толщиной 0.1-0.2 мм.
3) Пробочные предохранители. В таких предохранителях плавкая вставка располагается в фарфоровом цилиндре, заполненном кварцевым песком. Данные предохранители допускают свою замену под напряжением.
Литература.
1 Чунихин А.А. Электрические аппараты: Общий курс. Учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1988.
2 Стандарт предприятия. Проекты (работы) дипломные и курсовые: Общие требования к оформлению пояснительных записок и чертежей. СТП-1-НГТУ-98. – Н.Новгород, 1998. – 26 с.: ил.
КР – НГТУ – 1804 – (02-ЭПА) – 03 – 04
14
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Р – НГТУ – 1804 – (02-ЭПА) – 03 – 04
13
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
КР – НГТУ – 1804 – (02-ЭПА) – 03 – 04
11
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
КР – НГТУ – 1804 – (02-ЭПА) – 03 – 04
10
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
КР – НГТУ – 1804 – (02-ЭПА) – 03 – 04
12
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
КР – НГТУ – 1804 – (02-ЭПА) – 03 – 04
3
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
КР – НГТУ – 1804 – (02-ЭПА) – 03 – 04
15
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ФАЭ гр. 02-ЭПА
15
Листов
Лит.
Пояснительная записка к курсовой работе
Утверд.
Н. Контр.
Ходыкина И.В
Провер.
Блинов М.В
Разраб.
КР – НГТУ – 1804 – (02-ЭПА) – 03 – 04
2
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Изм.
КР – НГТУ – 1804 – (02-ЭПА) – 03 – 04
9
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
КР – НГТУ – 1804 – (02-ЭПА) – 03 – 04
8
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
КР – НГТУ – 1804 – (02-ЭПА) – 03 – 04
7
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
КР – НГТУ – 1804 – (02-ЭПА) – 03 – 04
6
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
КР – НГТУ – 1804 – (02-ЭПА) – 03 – 04
5
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
КР – НГТУ – 1804 – (02-ЭПА) – 03 – 04
4
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.