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 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ Дряхлов Андрей Сергеевич Факультет Автоматики и электромеханики Кафедра Электропривод и автоматизация промышленных установок Группа 01-ЭПА Дата зашиты « » 2003 г. |
|
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра Электропривод и автоматика промышленных установок Заведующий кафедрой
_________ Хватов С.В. (ПОДПИСЬ) ___________ (ДАТА) ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕДисциплина: ”Электрические аппараты”Вариант 7Руководитель: Троицкий М.М. / / ____________ (дата) Студент: Дряхлов А.С. / / ____________ 01-ЭПА (дата) (группа) Работа защищёна . (дата)
С оценкой ______ Нижний Новгород 2003 г. |
|||||||||
|
Содержание Раздел 1. Вопросы теории электрических аппаратов. Качественные задачи. Раздел 2. Разработка и графическое изображение электрических схем на основе предложенного набора электрических и электронных аппаратов. Раздел 3. Изучение и анализ электрических схем, выполненных на базе электрических аппаратов и электрических машин. Раздел 4. Расчет и выбор электрических аппаратов и их элементов. Литература |
|||||||||
|
КР-НГТУ-1804-(01-ЭПА)-07-03. |
|||||||||
|
Изм. |
Лист. |
№.докум. |
Подп. |
Дата. |
|||||
|
Разработал: |
Дряхлов А.С |
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ |
Лит. |
Лист. |
Листов. |
||||
|
Проверил: |
Троицкий М |
2 |
|||||||
|
НГТУ |
|||||||||
|
н. контр. |
|||||||||
|
Утв. |
|||||||||
|
Раздел 1. Вопросы теории электрических аппаратов. Качественные задачи. 3.1.20. Как зависит установившаяся температура нагрева от площади охлаждения? Какое из двух геометрически подобных тел, большое или маленькое, быстрее достигнет установившейся значения температуры нагрева? Решение Уравнение Фурье, описывающие процесс распространения тепла: , где - количество тепла, передаваемое в направлении Х за счет теплопроводности, - удельная теплопроводность материала, через который идет передача тепла, - температура, - площадь, через которую идет передача тепла, - время, в течение которого протекает тепло. Как видно из формулы для понижения установившейся температуры нагрева необходимо увеличить площадь охлаждения, что может быть достигнуто путем увеличения геометрических размеров аппарата и наоборот. Отсюда можно сделать вывод, что при одинаковой температуре нагрева двух геометрически подобных тел, большого и маленького, быстрее установившегося значения достигнет тело с большими геометрическими размерами. 3.2.19. Какой максимальный ток можно пропускать по каждому из двух проводников, находящихся на расстоянии 0,01 м один от другого, если на каждом метре длины сила взаимодействия между ними не должна превышать 8Н? Относительная магнитная проницаемость изоляции μ=1. Решение Если длины проводников равны l1=l2=l=1м, то сила, с которой проводники взаимодействуют равна: , где - ток в первом проводнике, - ток во втором проводнике, а – расстояние между ними. Пусть =, тогда максимальный ток, протекающий по одному проводнику равен: |
|||||||||
|
КР-НГТУ-1804-(01-ЭПА)-07-03. |
Лист. |
||||||||
|
3 |
|||||||||
|
Изм. |
Лист. |
№.докум. |
Подп. |
Дата. |
|
Задача 3.3.3. В каком случае при неизменном нажатии контактов переходное сопротивление электрического контакта меньше: a) у одноточечного или многоточечного контакта; б) у стального, медного, алюминиевого или серебряного контакта? Ответ пояснить. Решение Как бы ни была тщательно обработана поверхность соприкосновения контактов, электрический ток проходит из одного контакта в другой в отдельных точках, в которых эти поверхности касаются, так как абсолютно гладкой поверхности получить нельзя. Контакты, соприкасающиеся в одной точке, называются одноточечные, а в нескольких – многоточечные. Одноточечный контакт в основном применяется в основном при малых токах. При больших токах применяются многоточечный контакт. Поскольку ток в многоточечном контакте проходит сразу через несколько контактных переходов, включенных параллельно, переходное сопротивление уменьшается по сравнению с одноточечным контактом при неизменном нажатии, т.е. у многоточечных контактов переходное сопротивление меньше, чем у одноточечных. Переходное сопротивление контакта рассчитывается по формуле: где - удельное сопротивление материала контакта, - временное сопротивления смятия материала контакта, - сила нажатия контактов, - коэффициент, определяемый параметрами материала. Из формулы видно, что при неизменном нажатии контактов переходное сопротивление будет меньше у контакта с меньшим . Таблица №1 Материал к Сталь 0,0024 Медь 0,000316 Алюминий 0,000505 Серебро 0,000158 Из таблицы № 1 видно, что переходное сопротивление меньше всего у серебра, а больше всего у стали. 3.4.29. С какими магнитными свойствами должны быть выбраны ферромагнитные материалы для изготовления постоянных магнитов и полюсных наконечников в магнитоэлектрическом реле. Решение При заданном потоке падение магнитного потенциала уменьшается при уменьшении магнитного сопротивления. Так как сопротивление обратно пропорционально магнитной проницаемости материала, при данном потоке магнитная проницаемость должна быть как можно выше. Это позволяет уменьшить М.Д.С. обмотки и мощность, необходимую для срабатывания электромагнита: уменьшаются размеры обмоточного окна и всего электромагнита. Уменьшение М.Д.С. при прочих неизменных параметрах уменьшает температуру обмотки. Вторым важным параметром материала является индукция насыщения. Сила, развиваемая электромагнитом, пропорциональна квадрату индукции. Поэтому, чем больше допустимая индукция, тем больше развиваемая сила при тех же размерах. После того как обмотка электромагнита обесточивается, в системе существует остаточный поток, который определяется коэрцитивной силой материала и проницаемостью рабочего зазора. Остаточный поток может привести к залипанию якоря. Во избежание этого явления требуется, чтобы материал обладал низкой коэрцитивной силой (малой шириной петли Гистерезиса) |
||||||
|
КР-НГТУ-1804-(01-ЭПА)-07-03. |
Лист. |
|||||
|
4 |
||||||
|
Изм. |
Лист. |
№.докум. |
Подп. |
Дата. |
|
3.4.40. Как влияет изменение частоты источника питания переменного тока на параметры электромагнита переменного тока? Как измениться среднее значение силы тяги электромагнита переменного тока, если на его магнитопроводе с целью устранения вибрации разместить короткозамкнутый виток? Решение Рис.1.1 Электромагнит с короткозамкнутым витком. При синусоидальном переменном токе поток изменяется по закону Ф = Фmsint. Наконечник полюса расщеплен, и на большую его часть насажен короткозамкнутый виток, выполненный из меди или алюминия. Благодаря наличию короткозамкнутого витка поток Ф2, отстает по фазе относительно потока Ф1 на уголΨ (рис .1.2) Рис.1.2 Изменение Ф1 , Ф2 во времени. Каждый из потоков под своей частью полюса создает свою силу F1 и F2 . В верхней части полюса развивается сила F1 равная: , где - среднее значение силы F1. В нижней части полюса развивается сила F2 равная: , где - среднее значение силы F2 . Результирующая сила тяги, действующая на якорь, равна сумме сил F1 и F2 . Благодаря этому общая сила тяги уменьшается (рис.1.3). Рис.1.3 Изменение силы тяги во времени. |
||||||
|
КР-НГТУ-1804-(01-ЭПА)-07-03. |
Лист. |
|||||
|
5 |
||||||
|
Изм. |
Лист. |
№.докум. |
Подп. |
Дата. |
|
Раздел 2. Разработка и графическое изображение электрических схем на основе предложенного набора электрических и электронных аппаратов. 2.17. Составить электрическую схему подключения переменного резистора и потребителя к сети напряжением 220В, которая бы позволяла регулировать на нагрузке: a) от 0 до 220В б); от 220В до 110В; в) от 0 до 110В Решение а)
Рис. 2.1 Схема регулирования напряжения на нагрузке от 0 до 220В б) Рис. 2.2 Схема регулирования напряжения на нагрузке от 220В до 110В в) Рис. 2.3 Схема регулирования напряжения на нагрузке от 0 до 110В |
||||||
|
КР-НГТУ-1804-(01-ЭПА)-07-03. |
Лист. |
|||||
|
6 |
||||||
|
Изм. |
Лист. |
№.докум. |
Подп. |
Дата. |
|
2.50. Приведите условные обозначения электрических двигателей постоянного тока с различными способами возбуждения: а) с независимым возбуждением; б) с параллельным возбуждением; в) с последовательным возбуждением; г) со смешанным возбуждением; д) с возбуждением от постоянных магнитов. Решение. а)
Рис.2.4. Двигатель постоянного тока с независимым возбуждением. б) Рис.2.5. Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением. в) Рис.2.6. Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением. г) Рис.2.7. Двигатель постоянного тока со смешанным возбуждением д) Рис.2.8. Двигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов. |
||||||
|
КР-НГТУ-1804-(01-ЭПА)-07-03. |
Лист. |
|||||
|
7 |
||||||
|
Изм. |
Лист. |
№.докум. |
Подп. |
Дата. |
|
Раздел 3. Изучение и анализ электрических схем, выполненных на базе электрических аппаратов и электрических машин. 3.25. Рис. 3.1 Схема логической функции Решение К нагрузкеR4 последовательно подключен источник смещения. Сама же нагрузка включена параллельно резисторам R1 и R2, при этом при отсутствии сигнала хотя бы на входе Х1, Х2, Х3 транзистор VT открывается и на выходе появляется логическая единица. При подаче сигнала на все 3 входа Х1, Х2, Х3 транзистор VT закрывается и на выходе появляется логический ноль. При этом следует иметь в виду, что в образовании самой логической операции диоды VD1, VD2, VD3 участия не принимают. Их роль сводится к развязке электрических цепей исключающих взаимное влияние входов. |
||||||
|
КР-НГТУ-1804-(01-ЭПА)-07-03. |
Лист. |
|||||
|
8 |
||||||
|
Изм. |
Лист. |
№.докум. |
Подп. |
Дата. |
|
3.58. Рис. 3.2 Электрическая схема Решение При разомкнутом ключе К транзистор VT1 и VT2 открыт. С помощью реостата R4 регулируется ток, протекающий через коллектор транзистора VT2. Промежуточное реле KL коммутирует свои контакты. При замыкании ключа К к базе транзистора VT1 прикладывается отрицательное напряжение U запирающее его. К базе транзистора VT2 тоже прикладывается отрицательное напряжение –Е, в результате чего он тоже закрывается. Промежуточное реле коммутирует свои контакты в исходное положение. В это время происходит зарядка конденсатора С1 до напряжения U. При размыкании ключа К конденсатор начинает разряжаться от напряжения U до 0. Когда значение напряжения конденсатора С1 достигнет 0, транзисторы VT1 и VT2 откроются, в результате чего промежуточное реле KL снова коммутирует свои контакты. |
||||||
|
КР-НГТУ-1804-(01-ЭПА)-07-03. |
Лист. |
|||||
|
9 |
||||||
|
Изм. |
Лист. |
№.докум. |
Подп. |
Дата. |
|
Раздел 4. Расчет и выбор электрических аппаратов и их элементов. 4.1.3. Определить минимальный диаметр медной проволоки длиной 100м, если ее сопротивление не должно превышать 1 Ом. Чему равно сопротивление одного метра медной проволоки диаметром 0,2 мм? Решение Расчет сопротивления производится по формуле , где l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения, - удельное сопротивление меди, равное ρ=16·10-9 (Ом·м). Площадь поперечного сечения рассчитывается по формуле , откуда Тогда при максимальном сопротивлении R=1 Ом минимальный диаметр медной проволоки равен: Если диаметр медной проволоки равен d=0.2мм, то сопротивление одного метра проволоки равно: 4.4.19. Для защиты цепи используется автоматический выключатель с комбинированным расцепителем. Почему при коротком замыкании в цепи срабатывает не тепловой, а электромагнитный расцепитель автомата? Решение До момента воздействия на механизм свободного расцепепления якорь расцепителя обычно преодолевает значительный свободный ход (5-10 мм). Расцепление происходит за счет удара, в котором основную роль играет кинетическая энергия якоря, накопленная при его движении. Обмотка электромагнита расцепителя включается последовательно с нагрузкой. Регулирование тока срабатывания может производиться за счет натяжения противодействующей пружины расцепителя или изменении числа витков обмотки. С ростом отключаемого тока растет усилие необходимое для расцепления автомата. Поэтому электромагнитный расцепитель работает при коротком замыкании, а тепловой – аналогичный по конструкции электротепловым реле, - при перегрузках до 200А. |
||||||
|
КР-НГТУ-1804-(01-ЭПА)-07-03. |
Лист. |
|||||
|
10 |
||||||
|
Изм. |
Лист. |
№.докум. |
Подп. |
Дата. |
|
4.2.8. Определить на каком расстоянии от прямолинейного проводника, при токе I=100A, напряженность магнитного поля равна H=400A/м. Проводник размещен в воздушной среде. Определить значение индукции магнитного поля в этой точке. Решение Расстояние от прямолинейного проводника до точки с напряженностью H=400A/м определяется по формуле: Значение индукции магнитного поля в точке с напряженностью H=400А/м определяется по формуле: , где - магнитная проницаемость, - магнитная проницаемость воздуха. Тогда |
||||||
|
КР-НГТУ-1804-(01-ЭПА)-07-03. |
Лист. |
|||||
|
11 |
||||||
|
Изм. |
Лист. |
№.докум. |
Подп. |
Дата. |
|
Литература
|
||||||
|
КР-НГТУ-1804-(01-ЭПА)-07-03. |
Лист. |
|||||
|
12 |
||||||
|
Изм. |
Лист. |
№.докум. |
Подп. |
Дата. |