WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ Методические указания к выполнению расчетно-графической и контрольной работы для студентов 2–3 курсов специальностей 110301, 110304, 190702, 220501, 230201, 240401, 240902, 280202 Тамбов Издательство ТГТУ 2006 УДК 621.3(076) ББК 261я73-5 А44 Р е ц е н з е н т Доктор технических наук, профессор Ю.Ю. Громов А в т о р ы - с о с т а в и т е л и:

И.Н. Акулинин В.В. Афонин Ж.А. Зарандия А44 Электрические машины: Метод. указ. к выполнению расчетнографической и контрольной работы / Авт.-сост.: И.Н. Акулинин, В.В. Афонин, Ж.А. Зарандия. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2006. 16 с.

Даны 50 вариантов задания для выполнения расчетно-графической и контрольной работ по разделу «Электрические машины» по темам «Трехфазный трансформатор», «Асинхронный двигатель», «Двигатель постоянного тока» для студентов специальностей 110301, 110304, 190702, 220501, 230201, 240401, 240902, 280202 дневной и заочной форм обучения.

УДК 621.3(076) ББК 261я73-5 Тамбовский государственный © технический университет (ТГТУ), 2006 Учебное издание ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ Методические указания А в т о р ы - с о с т а в и т е л и:

АКУЛИНИН Игорь Николаевич, АФОНИН Владимир Васильевич, ЗАРАНДИЯ Жанна Александровна Редактор З.Г. Чернова Инженер по компьютерному макетированию М.Н. Рыжкова Подписано к печати 10.05.2006.

Формат 60 84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Гарнитура Тimes New Roman. Объем: 0,93 усл. печ. л.; 0,9 уч.-изд. л.

Тираж 50 экз. С. 248М Издательско-полиграфический центр Тамбовского государственного технического университета 392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14 ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Целью настоящей расчетно-графической (контрольной) работы является развитие у студентов дневного и заочного отделений практических навыков решения задач по курсу «Электрические машины», углубление и закрепление теоретических знаний по курсу.

При выполнении расчетно-графической (контрольной) работы студентам необходимо ознакомиться с курсом лекций и соответствующими разделами рекомендованной литературы.

Расчетно-графическая (контрольная) работа содержит исходный текст задания и 50 вариантов для расчета трехфазного трансформатора, трехфазного асинхронного двигателя и двигателя постоянного тока, отличающихся друг от друга, но, примерно, одинаковой сложности. Вариант задания определяет преподаватель.

Расчетно-графическая (контрольная) работа оформляется на листах формата А4 (210 мм), поля: верхнее, нижнее и правое – 20 мм, левое – 10 мм. Записи на листах выполняют на одной стороне. Допускается выполнение работ на развернутых двойных листах из школьных тетрадей в клетку. В работе не надо приводить вывод формул, имеющихся в рекомендованной литературе. В ходе решения необходимо давать краткие пояснения, обязательно приводить размерности всех найденных при расчетах величин. В начале каждой задачи следует привести краткую запись задания с указанием значений в системе СИ. Расчет искомых величин следует вести сначала в общем виде, а затем в полученные окончательные формулы поставить числовые значения. Результаты расчетов обязательно сопровождать единицами измерений. Не рекомендуется загромождать работы излишними промежуточными вычислениями. При построении графиков и диаграмм необходимо соблюдать принятые в учебных пособиях правила, выбирать удобные масштабные величины (как правило, кратные числам 2, 5, 10) и обязательно указывать масштаб, обозначения осей и размерностей по ним. Для элементов схем и электрических величин следует пользоваться действующими ГОСТ 2.710– 81 и ГОСТ 2.755–87.

Титульный лист содержит название вуза, кафедры, расчетно-графи- ческой (контрольной) работы, фамилию и инициалы студента и преподавателя, номер группы. Образец оформления титульного листа приведен в прил. 1.

Для защиты расчетно-графической (контрольной) работы необходимо изучить разделы «Трансформаторы», «Асинхронные машины» и «Машины постоянного тока» по рекомендуемой литературе и лекциям.

Расчетно-графическая (контрольная) работа считаются зачтенной, если она выполнена аккуратно, правильно и устно защищена перед закрепленным кафедрой преподавателем. Зачтенные работы сдаются на хранение на кафедру.

ЗАДАНИЯ Задача Для трехфазного трансформатора по данным из табл. 1:

1 Составить Г-образную схему замещения трансформатора.

2 Определить коэффициент трансформации.

3 Рассчитать параметры Г-образной схемы замещения трансформатора и угол магнитных потерь.

4 Для значений коэффициента нагрузки = 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2 рассчитать и построить характеристики трансформатора:

а) процентное изменение напряжения вторичной обмотки u2 = f1() ; для активноиндуктивного характера нагрузки принять cos2 = 0,7; для активно-емкостной нагрузки – cos2 = 0,8.

б) зависимость = f () для значения коэффициента мощности cos2 = 0,8.

Таблица Sном, U2ном, uк*, Рк, Р0, Iх*, Номер Группа U1ном, В кВА В % Вт Вт % вари- соединения анта обмоток 1 2 3 4 5 6 7 8 1 Y/Y0-0 630 6000 400 5,0 7600 1680 3,2 Y/Y0-0 630 3000 400 5,0 7600 1680 3,3 Y/Y0-0 400 10 000 690 4,5 5500 1080 3,4 Y/Y0-0 400 10 000 400 4,5 5500 1080 3,5 Y/Y0-0 400 10 000 230 4,5 5500 1080 3,6 Y/Y0-0 400 6300 400 4,5 5500 1080 3,7 Y/Y0-0 400 6000 690 4,5 5500 1080 3,8 Y/Y0-0 400 6000 400 4,5 5500 1080 3,9 Y/Y0-0 400 3000 400 4,5 5500 1080 3,10 Y/Y0-0 250 10 000 690 4,7 4200 780 2,11 Y/Y0-0 250 10 000 230 4,7 4200 780 2,12 Y/-11 250 6000 400 4,5 3700 780 2,13 250 6000 690 4,5 2650 540 2,Y/-14 160 6000 690 4,5 2650 540 2,Y/-15 Y/Y0-0 160 10 000 400 4,5 3100 540 2,16 Y/Y0-0 160 10 000 230 4,5 3100 540 2,17 160 6000 400 4,5 2650 540 2,Y/-18 Y/-11 160 6000 230 4,5 2650 540 2,Продолжение табл. 1 2 3 4 5 6 7 8 19 Y/Y0-0 100 35 000 400 4,7 2270 465 2,20 Y/-11 100 35 000 230 4,7 2270 465 2,21 Y/Y0-0 100 20 000 400 4,7 2270 465 2,22 Y/-11 100 20 000 230 4,7 2270 465 2,23 Y/Y0-0 100 6000 400 4,5 1970 365 2,24 Y/-11 100 6000 230 4,5 1970 365 2,25 Y/-11 100 10 000 400 4,7 2270 365 2,26 Y/-11 100 10 000 230 4,7 2270 365 2,27 Y/Y0-0 63 2000 400 4,5 1280 260 2,28 Y/Y0-0 63 20 000 239 4,7 1470 260 2,29 Y/Y0-0 63 2000 400 4,7 1470 260 2,30 Y/Y0-0 63 10 000 400 4,7 1470 260 2,31 Y/-11 63 10 000 230 4,7 1470 260 2,32 Y/-11 63 6000 400 4,5 1280 260 2,33 Y/-11 63 6000 230 4,5 1280 260 2,34 Y/-11 40 10 000 400 4,0 1000 180 3,35 Y/Y0-0 40 6000 400 4,7 690 125 3,36 Y/Y0-0 40 6000 230 4,5 880 180 3,37 Y/Y0-0 40 10 000 250 4,5 880 180 3,38 Y/-11 25 10 000 400 4,7 690 125 3,39 Y/-11 25 6000 400 4,5 600 125 3,40 Y/Y0-0 25 10 000 230 4,7 690 125 3,41 Y/Y0-0 25 6000 230 4,5 600 125 3,42 Y/Y0-0 420 10 000 525 5,5 7000 2100 6,43 Y/-11 320 35 000 560 6,5 6200 2300 7,44 Y/Y0-0 240 10 000 525 5,0 5100 1600 7,45 Y/-11 180 10 000 525 5,0 4400 730 7,46 Y/Y0-0 100 10 000 525 5,0 2400 1200 7,47 Y/Y0-0 73 10 000 230 5,0 187 590 7,48 Y/Y0-0 50 10 000 400 5,0 1325 440 8,49 Y/Y0-0 30 10 000 400 5,0 850 300 9,50 Y/-11 20 6300 230 5,0 600 180 9,Задача Для трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором определить следующие характеристики по данным табл. 2:



1 Потребляемую двигателем мощность.

2 Номинальный, максимальный и пусковой моменты.

3 Номинальный и пусковой токи.

4 Номинальное и критическое скольжение.

5 Рассчитать и построить механическую характеристику асинхронного двигателя n2 = f (M ) для значений скольжений s = 0; 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,06; 0,07; 0,08; Sном ;

Sкр. Расчет производить по упрощенной формуле Клосса.

Таблица Номер Mпуск Iпуск Mmax Uном, Рном, Sном, вари- ном cosном = В кВт % Mном Мном Iном анта 1 2 3 4 5 6 7 8 1 380 75 3,0 0,925 0,92 2,0 1,1 7,2 380 55 3,0 0,925 0,92 2,0 1,1 7,3 380 40 3,0 0,925 0,92 2,0 1,1 7,4 380 30 3,0 0,91 0,91 2,0 1,2 7,5 380 22 3,0 0,90 0,90 2,0 1,2 7,6 380 17 3,0 0,89 0,89 2,0 1,3 6,7 380 13 3,0 0,865 0,89 2,0 1,3 6,8 380 10 3,0 0,865 0,87 2,0 1,4 6,9 220 100 2,5 0,915 0,92 2,2 1,2 6,10 220 75 3,0 0,90 0,92 2,2 1,9 7,11 220 55 3,0 0,90 0,92 2,2 1,9 7,12 220 40 3,0 0,89 0,91 2,2 1,2 7,13 220 30 3,0 0,89 0,90 2,2 1,1 7,14 220 22 3,5 0,88 0,90 2,2 1,1 6,15 220 17 3,5 0,88 0,90 2,2 1,2 6,16 220 13 3,5 0,88 0,88 2,2 1,5 6,17 220 10 4,0 0,88 0,89 2,2 1,5 6,18 220 7,5 3,5 0,87 0,89 2,2 1,6 7,19 220 5,5 3,0 0,86 0,88 2,2 1,7 7,20 220 4,0 2,0 0,855 0,89 2,2 1,7 7,Продолжение табл. 1 2 3 4 5 6 7 8 21 220 3,0 3,5 0,845 0,88 2,2 1,7 7,22 220 2,2 4,5 0,83 0,89 2,2 1,8 7,23 220 115 4,5 0,805 0,88 2,2 1,8 6,24 220 011 4,0 0,795 0,87 2,2 1,9 6,25 220 0,8 3,0 0,78 0,86 2,2 1,9 6,26 220 1,1 3,0 0,87 0,87 2,2 1,6 6,27 220 1,5 3,0 0,81 0,85 2,6 1,6 6,28 380 2,2 3,0 0,87 0,87 2,6 1,2 6,29 220 3,0 3,0 0,845 0,88 2,6 1,2 7,30 220 4,0 3,0 0,865 0,89 2,5 1,2 7,31 380 5,5 3,5 0,85 0,855 2,5 1,5 7,32 380 7,5 3,5 0,875 0,87 2,2 1,5 7,33 380 22 3,5 0,89 0,91 3,0 1,5 6,34 220 30 3,0 0,89 0,915 3,0 1,8 6,35 220 37 3,0 0,89 0,91 3,0 1,8 6,36 380 45 3,0 0,89 0,915 2,3 1,8 6,37 380 55 3,0 0,89 0,91 2,4 1,6 6,38 380 75 3,5 0,85 0,875 2,4 1,6 7,39 380 90 3,0 0,85 0,88 2,3 1,2 7,40 220 22 3,0 0,89 0,915 2,1 1,2 7,41 380 30 3,5 0,91 0,88 2,1 1,6 7,42 380 37 3,5 0,975 0,89 2,2 1,6 7,43 220 45 3,5 0,90 0,975 2,8 1,6 6,44 220 55 3,0 0,91 0,90 2,8 1,4 6,45 380 75 3,0 0,93 0,90 2,8 1,4 6,46 380 90 3,0 0,89 0,88 2,2 1,4 6,47 220 22 3,0 0,90 0,88 2,3 1,2 7,48 220 30 3,5 0,91 0,89 2,2 1,5 7,49 220 37 3,0 0,90 0,88 2,3 1,5 6,50 220 45 3,0 0,915 0,9 2,3 1,8 6,Задача Для двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением по данным табл. 3:

1 Начертить электрическую схему подключения двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением.

Определить:

2 Номинальный момент на валу электродвигателя.

3 Ток, потребляемый двигателем из сети при номинальной нагрузке.

4 Токи в цепях возбуждения и якоря при номинальной нагрузке.

5 Сопротивления якоря и цепи возбуждения.

6 Для значений тока якоря Iя = 0,25Iяном ; 0,5Iяном ; 0,75Iяном ; Iяном ; 1,25Iяном определить:

а) суммарную мощность потерь;

б) КПД электродвигателя;

в) момент на валу;

г) частоту вращения якоря.

7 Построить в общей системе координат зависимости: М = f1(Iя); n = f2(Iя) ; = f3(Iя ).

Таблица Номер Рном, Uном, Uном, В варианта кВт об/мин ном Рв, % Ря, % 1 2 3 4 5 6 1 110 8,0 1000 0,825 4 2 110 15,0 1000 0,83 3 3 110 26,0 1000 0,825 4 4 110 37,0 1000 0,84 2 5 220 7,1 750 0,80 2 6 220 10,0 750 0,80 2 7 220 18,5 750 0,81 3 8 220 30,0 750 0,805 4 9 220 42,0 750 0,81 4 10 110 56,0 1000 0,80 3 11 110 8,5 1000 0,81 3 12 110 11,0 1000 0,81 2 13 440 6,3 1500 0,84 2 14 440 10,0 1500 0,83 4 15 440 14,0 1500 0,83 2 Продолжение таблицы 1 2 3 4 5 6 16 440 17,0 1500 0,83 2 17 440 7,5 2200 0,82 4 18 440 16,0 2200 0,82 3 19 440 20,0 2200 0,89 4 20 440 10,0 2200 0,89 3 21 440 14,0 2200 0,82 3 22 440 18,5 2200 0,89 4 23 440 25,0 2200 0,89 3 24 440 32,0 2200 0,825 4 25 110 11,0 1000 0,83 4 26 220 11,0 750 0,83 2 27 220 8,0 750 0,83 2 28 220 15,0 750 0,825 3 29 220 26,0 750 0,825 3 30 220 37,0 750 0,82 4 31 110 7,1 1000 0,81 2 32 110 10,0 1000 0,805 3 33 110 18,5 1000 0,805 4 34 110 30,0 1000 0,805 3 35 110 42,0 1000 0,82 3 36 220 6,3 750 0,82 2 37 220 10,0 750 0,825 2 38 220 14,0 750 0,83 2 39 220 17,0 750 0,82 4 40 110 10,0 1000 0,885 4 41 110 14,0 1000 0,88 3 42 110 18,5 1000 0,885 3 43 110 25,0 1000 0,88 2 44 110 32,0 1000 0,83 4 45 440 8,0 2200 0,83 2 46 440 15,0 2200 0,83 3 47 440 26,0 2200 0,83 4 48 440 37,0 2200 0,83 3 49 220 7,5 750 0,88 2 50 220 8,5 750 0,81 4 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ Задача В задании под номинальным напряжением понимают линейные напряжения трансформатора. Независимо от схемы соединения обмоток трансформатора номинальные токи – это линейные токи.





Номинальный ток определяется по формуле Sном Iном =.

3Uном Uном Если обмотки трансформатора соединены «звездой», то Iф = Iном и Uф = ; если обмотIном ки соединены «треугольником», то Iф = и Uф = Uном.

Коэффициент трансформации определяется по формуле U1ф К =.

U2ф Эквивалентная схема замещения трансформатора составляется для одной фазы.

Для расчета параметров схемы должны быть известны фазные напряжения, токи и соответствующие мощности холостого хода и короткого замыкания.

Ниже приведены расчетные формулы для определения параметров схемы замещения:

Uk ф zk =, I1ф где Ukф = uk* U1ф ;

Pk 2 Rk = ; xk = zk - Rk ;

3I1 ф zk Rk xk z1 = z2 = ; R1 = R2 = ; x1 = x2 ;

2 2 z2 R2 x z2 = ; R2 = ; x2 = ;

к2 к2 кUф Pz12 = ; R12 = ; x12 = z122 - R12, I3Iгде I0 = Ix*I1 ном.

Угол магнитных потерь рассчитывается по формуле 0 = 90° - 0, Pгде 0 определяется из выражения cos0 =.

3U1ном IПроцентное изменение вторичного напряжения рассчитывается по выражению u2 % = (ua* cos2 + up* cos2), Iгде = – коэффициент загрузки;

U2ном 2 ua* = uk* cosk ; up* = uk* - ua*.

Rk где cosk =.

zk Выражение для расчета КПД трансформатора имеет вид Sном сos =.

Sном сos2 + P0 + 2Pk Задача Потребляемая мощность определяется по формуле Рном Р1ном =.

ном Номинальный момент рассчитывается:

– если Рном берется в кВт, Рном Мном = 9550 ;

nном – если Рном берется в Вт, Рном Мном = 9,55.

nном Максимальный (критический) момент из соотношения столбца табл. 2.

Пусковой момент определяется из соотношения столбца 8, табл. 2.

Номинальный ток Р1ном Iном =.

3Uном cosном Пусковой ток двигателя определяется из соотношения столбца табл. 2.

Выражения для определения номинального и критического скольжений имеют вид:

n0 - nном sном = ; sкр = sном + 2 -1.

nДля построения механической характеристики вращающий момент рассчитывается по упрощенной формуле Клосса:

2Мmax М =, sкр s + sкр s а число оборотов – n = n0 (1 – s).

Рабочий участок механической характеристики строится по данным расчетов п. 5 до критической (максимальной) точки. Оставшийся нелинейный участок получается путем соединения точки пуска и критической точки плавной кривой. Пусковой момент определяется в п. 2 данной задачи.

Задача Мощность потерь в обмотке возбуждения Рв берется в процентах от потребляемой двигателем мощности.

Мощность потерь в цепи якоря Ря берется в процентах от суммарной мощности потерь в электродвигателе.

1 Номинальный момент вычисляется:

– если Рном берется в Вт, Рном Мном = 9,55 ;

nном – если Рном берется в кВт, Рном Мном = 9550.

nном 2 Ток, потребляемый двигателем из сети, определяется выражением:

Р1 Рном Рном =, где Р1 =.

ном ном 3 Ток в цепи возбуждения Рв Рв Iв =, где Рв = Р1;

Uном Р1 - Рв ток якоря Iя =.

Uном 4 Сопротивления цепей якоря и возбуждения определяются из выражений:

Uном Ря Rв = ; Rя =, Iв Iя Ря где Ря = Р ; Р = Р1 - Рном ; Р - суммарные потери электродвигателя.

Для выполнения пункта 6 удобно воспользоваться табл. 4.

Таблица № Iя 0,25Iяном 0,5Iяном 0,75Iяном 1,0Iяном 1,25Iяном строки 1 РР Рном 5 n 6 M В табл. 4:

1) Р1 = IяUном + Рв ;

2) = Рмаг + Рмех + Рв + Рв, где Ря = Iя Rя ;

Р Рмаг + Рмех = - Рв - Ря ном, где Ря ном = Iя ном Rя ;

Р 3) Рном = Р1 -, т.е из значений Р1 в первой строке вычитаются значения из втоР Р рой;

Рном 4) =, значения Рном из строки 3 делятся на значение Р1 из первой строки.

РПРИЛОЖЕНИЕ Пример оформления титульного листа Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО Тамбовский государственный технический университет Кафедра «Электрооборудование и автоматизация» РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ (КОНТРОЛЬНАЯ) РАБОТА ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ» Вариант № Выполнил(а) студент группы № Ф.И.О.

Проверил преподаватель Ф.И.О.

Тамбов 200 г.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 1 Электротехника / Под ред. В.Г. Герасимова. М.: Высшая школа, 1993. 480 с.

2 Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. М.: Энергоатомиздат, 2003. 542 с.

3 Иванов И.И., Соловьев Г.И., Равдоник В.С. Электротехника. СПб.: «Лань», 2003. с.

4 Электротехника / Под ред. В.С. Пантюшина. М.: Высшая школа, 1976. 560 с.

5 Иванов А.А. Справочник по электротехнике. Киев: Вища школа, 1976. 360 с.

6 Волынский Б.А., Зейн Е.Н., Шатерников В.Е. Электротехника. М.: Энергоатомиздат, 1987. 525 с.

7 Кацман М.М. Электрические машины. М.: Высшая школа, 2000. 463 с.











© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.