- •Содержание
- •Тематический план по междисциплинарному курсу «Электрические машины»
- •Программа междисциплинарного курса «Электрические машины» Введение
- •Тема 01. Преобразование видов энергии в электрических машинах. Принцип работы и устройство машин постоянного тока
- •Тема 02 Магнитная цепь машины постоянного тока. Коммутация в машинах постоянного тока (мпт)
- •Тема 03 Генераторы постоянного тока (гпт). Двигатели постоянного тока (дпт)
- •Тема 04 мпт специального назначения. Охлаждение электрических машин.
- •Тема 07 Бесколлекторные машины переменного тока. Режимы работы и устройство асинхронной машины.
- •Тема 05 Устройство и рабочий процесс трансформатора. Группы соединения обмоток и параллельная работа трансформаторов
- •Тема 06 Переходные процессы в трансформаторах
- •Тема 08 Рабочий процесс трехфазного асинхронного двигателя
- •Тема 09 Опытное определение параметров и расчет рабочих характеристик асинхронного двигателя. Пуск и регулирование частоты вращения трехфазных асинхронных двигателей
- •Тема 10 Однофазные и конденсаторные асинхронные двигатели. Ам специального назначения и исполнения
- •Тема 11 Устройство и принцип действия синхронной машины. Магнитное поле и характеристики синхронных генераторов
- •Тема 12 Основные типы серийно выпускаемых асинхронных двигателей
- •Тема 13 Параллельная работа синхронных генераторов (сг)
- •Тема 14 Синхронный компенсатор. Синхронные машины специального назначения .
- •Перечень лабораторных и практических занятий
- •Методические указания и примеры решения задач по основным темам междисциплинарного курса «Электрические машины».
- •Задания к домашней контрольной работе № 1
- •Задания к домашней контрольной работе № 2
- •Экзаменационные вопросы для подготовки к экзамену по мдк 01.01. «электрические машины и аппараты»
- •Рекомендуемая литература:
Задания к домашней контрольной работе № 1
Задание состоит из 5 задач. Условия задач выбираются по последней цифре шифра.
1-я задача на тему «Генератор ПТ» (выполняют студенты, имеющие последние цифры шифра от 1 до 5);
2-я задача – тема «Генератор ПТ» (выполняют студенты, имеющие последние цифры шифра от 6 до 10);
3-я задача – тема «Двигатель ПТ» (выполняют студенты, имеющие последние цифры шифра от 1 до 5);
4-я задача – тема «Двигатель ПТ» (выполняют студенты, имеющие последние цифры шифра от 6 до 10);
5-я задача на тему «Однофазный трансформатор» (выполняют все студенты);
6-я задача – тема «Трехфазные трансформаторы» (выполняют все студенты).
7-я задача – тема «Понижающий автотрансформатор» (выполняют все студенты).
Обратите внимание, после решения задач, необходимо ответить на теоретический вопрос.
Генераторы постоянного тока
Задача 1.
Генератор постоянного тока независимого
возбуждения мощностью Рном
и напряжением Uном
имеет сопротивление обмоток в цепи
якоря, приведенное к рабочей температуре,
;
в генераторе применены электрографитированные
щетки марки ЭГ
(
=
2,5 В). Определить номинальное изменение
напряжения при сбросе нагрузки. Данные
взять из таблицы 2
Таблица 2
Параметр |
Варианты |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Рном, кВт |
20 |
45 |
15 |
90 |
80 |
Uном, В |
230 |
460 |
230 |
460 |
460 |
, Ом |
0,12 |
0,22 |
0,15 |
0,12 |
0,11 |
Вопрос. Что показывает регулировочная характеристика генератора ПТ с независимым возбуждением?. Покажите ее вид.
Задача 2. Генератор постоянного тока параллельного возбуждения имеет номинальные данные: мощность Рном напряжение Uном, частота вращения nном сопротивление обмоток в цепи якоря, приведенное к рабочей температуре, , падение напряжения в щеточном контакте пары щеток = 2 В, сопротивление цепи обмотки возбуждения rв, КПД в номинальном режиме ток генератора Iном ток в цепи возбуждения Iв, ток в цепи якоря ЭДС якоря Еаном, электромагнитная мощность Рэм электромагнитный момент при номинальной нагрузке Mном мощность приводного двигателя P1ном. Значения перечисленных параметров приведены в табл. 3. Требуется определить значения параметров, не указанных в таблице.
Вопрос. При каких условиях возможно самовозбуждение генераторов постоянного тока?
Таблица 3.
Параметр |
Варианты |
||||
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Рном ,кВт |
10 |
- |
- |
18 |
45 |
Uном ,В |
230 |
230 |
460 |
230 |
- |
nном ,об/мин |
1450 |
- |
- |
1500 |
1000 |
,Ом |
0,3 |
0,15 |
- |
- |
- |
rв ,Ом |
150 |
100 |
- |
- |
92 |
% |
86,5 |
- |
88 |
- |
88 |
Iном ,А |
- |
87 |
- |
- |
97,8 |
Iв ,А |
- |
- |
4 |
- |
- |
,А |
- |
- |
- |
75 |
- |
Еа ,В |
- |
- |
480 |
240 |
477 |
Рэм.ном ,кВт |
- |
- |
55 |
- |
- |
Mном ,Н·м |
- |
280 |
525 |
- |
- |
P1ном ,кВт |
- |
23 |
- |
21 |
- |
Двигатели постоянного тока
Задача 3. Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения имеет следующие данные: номинальная мощность Рном напряжение питания Uном, номинальная частота вращения nном сопротивление обмоток в цепи якоря , сопротивление цепи возбуждения rв, падение напряжения в щеточном контакте щеток = 2 В. Значения перечисленных параметров приведены в табл. 4.
Таблица 4.
Параметр |
Варианты |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Рном ,кВт |
25 |
15 |
45 |
4,2 |
18 |
Uном ,В |
440 |
220 |
440 |
220 |
220 |
nном ,об/мин |
1500 |
1000 |
1500 |
1500 |
1200 |
% |
85 |
83,8 |
88 |
78 |
84 |
,Ом |
0,15 |
0,12 |
0,13 |
0,15 |
0,12 |
rв ,Ом |
88 |
73 |
88 |
64 |
73 |
Требуется определить потребляемый двигателем ток в режиме номинальной нагрузки Iном, сопротивление пускового реостата Rп.р, при котором начальный пусковой ток в цепи якоря двигателя был бы равен 2,51 начальный пусковой момент Mп частоту вращения n0 и ток I0 в режиме холостого хода, номинальное изменение частоты вращения якоря двигателя при сбросе нагрузки. Влиянием реакции якоря пренебречь.
Вопрос. Начертить схему присоединений такого двигателя к сети и пояснить назначение каждого элемента схемы.
Задача 4. В
табл. 5 даны значения параметров двигателя
постоянного тока независимого
возбуждения: номинальная мощность
двигателя Рном напряжение
питания цепи якоря Uном
напряжение питания цепи возбуждения
Uв, частота
вращения якоря в номинальном режиме
nном сопротивления
цепи якоря
и цепи возбуждения rв,
приведенные к рабочей температуре,
падение напряжения в щеточном контакте
при номинальном токе
=
2 В, номинальное изменение напряжения
при сбросе нагрузки
nном=
8,0 %, ток якоря в режиме холостого хода
I0. Требуется
определить все виды потерь и КПД
двигателя.
Таблица 5
Параметр |
Вариант |
||||
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Рном ,кВт |
25 |
40 |
53 |
75 |
16 |
Uном ,В |
440 |
440 |
440 |
440 |
220 |
Uв ,В |
220 |
220 |
220 |
220 |
220 |
I0 ,А |
6,0 |
7,5 |
8,0 |
10,8 |
8,7 |
,Ом |
0,30 |
0,17 |
0,12 |
0,70 |
0,18 |
rв ,Ом |
60 |
55 |
42 |
40 |
60 |
nном ,об/мин |
2200 |
1000 |
2360 |
3150 |
1500 |
Вопрос. Начертить схему присоединений такого двигателя к сети и пояснить назначение каждого элемента схемы.
Задача 5 Однофазный трансформатор включен в сеть с частотой тока 50 Гц. Номинальное вторичное напряжение U2ном, а коэффициент трансформации k (табл. 6. Определить число витков в обмотках ω1 и ω2, если в стержне магнитопровода трансформатора сечением Qст максимальное значение магнитной индукции Вmax. Коэффициент заполнения стержня сталью kс = 0,95.
Вопрос. Вычертить векторную диаграмму МДС трансформатора при активно-индуктивной нагрузке и пояснить какое влияние МДС вторичной обмотки оказывает на магнитопровод трансформатора.
Таблица 6
параметр |
варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
U2ном, В |
230 |
400 |
680 |
230 |
230 |
400 |
400 |
680 |
230 |
230 |
k |
15 |
10 |
12 |
8 |
10 |
6 |
8 |
12 |
14 |
8 |
Qст, м2 |
0,049 |
0,08 |
0,12 |
0,18 |
0,065 |
0,08 |
0,12 |
0,076 |
0,06 |
0,085 |
Вmax, Тл |
1,3 |
1,6 |
1,8 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,2 |
1,3 |
1,5 |
1,2 |
Задача 6. В
табл. 7 приведены данные трехфазных
силовых трансформаторов серии ТМ: полная
номинальная мощность Sном
; номинальные потери холостого хода
Р0ном и короткого замыкания
Рк.ном ; коэффициент мощности
нагрузки
.
Требуется определить величину
снижения КПД при номинальной нагрузке
по сравнению с его максимальным
значением.
Таблица 7.
Вариант |
Тип трансформатора |
Sном, кВ·А |
Р0ном, кВт |
Рк.ном, кВт |
|
1 |
ТМ-100/35 |
100 |
0,465 |
1,97 |
0,80 |
2 |
ТМ-160/35 |
160 |
0,70 |
2,65 |
0,85 |
3 |
ТМ-250/35 |
250 |
1,0 |
3,70 |
0,85 |
4 |
ТМ-400/35 |
400 |
1,35 |
5,50 |
0,80 |
5 |
ТМ-630/35 |
630 |
1,90 |
7,60 |
0,75 |
6 |
ТМ-1000/35 |
1000 |
2,75 |
12,2 |
0,70 |
7 |
ТМ-1600/35 |
1600 |
3,65 |
18,0 |
0,80 |
8 |
ТМ-2500/35 |
2500 |
5,10 |
25,0 |
0,75 |
9 |
ТМ-4000/35 |
4000 |
6,70 |
33,5 |
0,85 |
10 |
ТМ-63000/35 |
6300 |
9,40 |
46,5 |
0,80 |
Вопрос. Составить энергетическую диаграмму трансформатора и пояснить её.
Задача 7 В табл. 8 указаны значения следующих параметров понижающего автотрансформатора: номинальная (проходная) мощность Sном, коэффициент трансформации kA, токи в первичной I1ном и вторичной I2ном цепях, ток в общей части витков I12, напряжения первичное U1 и вторичное U2, мощности расчетная Sрасч и передаваемая электрическим путем Sэ. Используя указанные в таблице значения параметров, определить недостающие значения параметров.
Таблица 8
Параметр |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Sном, кВ·А |
2,64 |
- |
- |
2,2 |
- |
3,5 |
- |
3,5 |
- |
2,8 |
Sэ, кВ·А |
- |
- |
1,3 |
0,85 |
- |
- |
0,65 |
- |
- |
- |
Sрасч, кВ·А |
- |
- |
0,5 |
- |
0,8 |
- |
- |
- |
1,1 |
- |
U1, В |
- |
220 |
380 |
- |
- |
380 |
- |
380 |
- |
- |
U2, В |
127 |
- |
- |
250 |
- |
- |
300 |
- |
220 |
- |
I1ном, А |
12 |
8 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
12,7 |
I2ном, А |
- |
- |
- |
- |
- |
12 |
- |
11 |
15 |
- |
I12ном, А |
- |
- |
- |
- |
6 |
- |
- |
- |
- |
- |
kA |
- |
1,35 |
- |
- |
1,25 |
- |
1,30 |
- |
- |
1,80 |
