Методические указания и контрольные задания для студентов по специальности №140613 «Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт электрического и электромеханического оборудования». 2007

Вид материала

Методические указания

Содержание Задача №19 Задача №20 Задача №21 Задача №22 Задача №23 Задача №24 Задача №25 Контрольная работа Типовые задачи Зависимости n,I,M Коэффициент расчета рабочих характеристик типовым Полезный момент на валу М Задания для контрольной работы

Подобный материал:

• Методические указания по выполнению контрольных работ для студентов заочного отделения, 299.59kb.
• Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников Салаватского индустриального, 719.62kb.
• Методические указания и контрольные задания для студентов- заочников по специальностям:, 612.27kb.
• Рабочая программа по дисциплине «История экономических учений» для специальности 140613, 220.91kb.
• Методические указания по курсовому проектированию по дисциплине: Электроснабжение объекта, 586.8kb.
• Методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения гоу, 955.01kb.
• Студентами специальности 140613 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического, 40.28kb.
• Условия организации и проведения республиканского этапа Всероссийской олимпиады обучающихся, 128.31kb.
• Методические указания по выполнению курсовой работы Тема: «Расчет себестоимости одной, 740.74kb.
• Методические указания и контрольные задания для студентов заочного отделения специальность:, 848.08kb.

Задача №19

При какой частоте вращения асинхронный двигатель развивает максимальный момент, если отношение максимального момента к номинальному М_max/M_н = 2,2, а номинальная частота вращения шестиполюсного двигателя при частоте сети 50Гц n=983 об/мин.

Задача №20

Трёхфазный асинхронный двигатель с кратностью начального пускового тока k_i=5.6 и кратностью начального пускового момента k_п=1,3 пускается в ход при нагрузке М_нагр=0,5*M_ном. Необходимо обеспечить снижение пускового тока в сети до величины I_c=2.5*I_ном. Применим ли в этом случае реакторный пуск?

Задача №21

Номинальная мощность трёхфазного асинхронного двигателя Р_н=315 кВт, номинальное фазное напряжение U_{1 ном} =220В, частота вращения n_н=1485 об/мин, КПД η_н=94,5%, коэффициент мощности Cosφ_н=0,91. Кратность пускового момента К_п=1,1, кратность пускового тока Кi = 7. Двигатель присоединён к трёхфазной сети с линейным напряжением 220В. Определить начальный момент двигателя и начальный пусковой ток в сети при пуске двигателя путём переключения со звезды в треугольник. Возможен ли при этом пуск двигателя при нагрузке 0,25*Р_н?

Задача №22

Даны значения точек механической характеристики трехфазного асинхронного двигателя, соответствующие номинальному напряжению U₁=U_ном . Рассчитать характеристики двигателя при U₁=0.85*U_ном и U₁=0.7*U_ном. В каких пределах изменяется частота вращения двигателя при снижении напряжения от U_ном до 0,7*U_ном? Как изменяется при этом перегрузочная способность двигателя? Угловая скорость вращения поля w₁=157рад/сек.

Задача №23

Введением дополнительного сопротивления в цепь ротора асинхронного двигателя с фазным ротором частота вращения двигателя в номинальном режиме снижена на 25%. Определить величину дополнительного сопротивления R_д. Оценить изменение КПД при таком режиме если номинальная мощность шестиполюсного двигателя Р_н=160 кВт, номинальная частота вращения n_н=970 об/мин, активное сопротивление обмотки ротора R₂=0,01 Ом, номинальный КПД η_н=93%. Частота питающей сети f₁= 50 Гц.

Задача №24

Во сколько раз увеличится скольжение асинхронного двигателя в установившемся режиме, если при М=const подводимое напряжение снизится в 1,5 раза? Как при этом изменяются потери мощности в роторе?

Задача №25

Определить величину дополнительного сопротивления R_д, при введении которого в цепь обмотки фазного ротора шестиполюсного асинхронного двигателя частота вращения ротора при той же нагрузке снизится от значения n=950 об/мин до n=600 об/мин. Сопротивление обмотки ротора R₂ = 0,009 Ом, частота питающей сети f₁= 50 Гц.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Раздел 2

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ


Перед выполнением контрольной работы раздела 2 изучите:

1. Синхронные машины
   

2. Коллекторные машины постоянного тока.

Ответьте на все вопросы для самопроверки и прорешайте типо­вые задачи.

ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ

Задача №1. Определение параметров синхронных двигателей по

техническим данным.

Технические данные неявнополюсного синхронного двигателя:

• Номинальная мощность Р_н = 500 кВт;
  
• Номинальное напряжение U_H = 10 кВ;
  
• Номинальная частота вращения п_н= 3000 об/мин;
  
• Номинальный Cos ф_н⁼0,9;
  
• Номинальный КПД n_H = 93,7%;
  
• Кратность пускового тока K_n = I_П /I_н = 5,2;
  
• Кратность максимального момента К_м = М_мах / М_n = 1,9;
  

Определить:

1. Номинальный ток, потребляемый двигателем из сети, опре­деляется из формулы номинальной мощности двигателя: P_n=√3*U_H*I_H*Cos φ_H*η_H; I_n = 34,2A

2. Пусковой ток двигателя 1_п=К_п*1_н; I_п = 178 А

3. Угловая скорость ; ω = 314 рад/сек;

4. Номинальный момент на валу: ; М_н = 1592 Нм;

5. Максимальный момент на угловой характеристике (рисунок 4): М_мах = К_м * М_н; М_мах = 3025,5 Нм.

6. Угловая характеристика двигателя М = f(Q) приведена на рисунке 4.

М_мах зависит от напряжения сети и от тока возбуждения: M_{max =}



Рисунок 4 – Угловые характеристики синхронного двигателя.


Задача №2. Определение параметров машин постоянного тока.

Номинальное напряжение на выводах четырёхполюсного двигателя постоянного тока параллельного возбуждения U_H = 440 В, номинальная частота вращения 2200 об/мин, номинальный КПД 85%. Ток в цепи якоря 12 А, в цепи возбуждения 1 А. Сопротивление цепи якоря 0,42 Ом, Обмотка якоря простая волновая, число проводников якоря 1300.Определить:

1.ЭДС обмотки якоря двигателя меньше напряжения на величину падения напряжения в цепи якоря: Е = U_н-1_а*R_а =435В

2.Обмоточный коэффициент: k = = 414 где а = 1

при простой волновой обмотке независимо от числа пар полюсов.

3. Магнитный поток определим из формулы Е = к*Ф*ω,

где ω = =230,27 рад/с. Магнитный поток равен 4,563*10^-3Вб.

4. Ток, потребляемый из сети 1_Н =1_а + 1_в=13А и подведён­ная мощность P_I= I_{n *} U_H - 5,72 кВт.

5. Номинальная (на валу двигателя,) Р_н = Р₁ *n = 4,862 кВт и электромагнитная Р_ЭМ=Е *1_а = 5.22 кВт мощность,

6. Сопротивление цеди возбуждения: R_в = U_н/I_в = 440 0м

7. Потери в обмотке якоря Р_а =l_a²*R_a = 60,485 Вт и в цепи возбуждения Р_в=1_в² *R_e = 440 Вт


Задача №3. Расчёт рабочих характеристик двигателей посто­янного тока по техническим данным.

Зависимости n,I,M_2,M,КПД = f(P₂) при U = Const, I_e = Const называются рабочими характеристиками. Двигатель постоянного тока независимого возбуждения 2ПН180LУХЛ4 имеет следующие технические данные: номинальная мощность Р_н =30 кВт, номинальное напряжение якоря U_H = 440 В, возбуждения U_в = 220 В, номинальная частота вращения n_н = 2200 об/мин, номинальный КПД =89%, Ra = 0,136 Ом., R _{д п.} = 0,084 Ом, R_возб= 46,7 Ом. Рассчитать и построить рабочие и электромеханические характеристики двигателя.

Решение.

Основные уравнения двигателя:

Уравнение равновесия напряжения: U = E + 1_а * R_a

Уравнение баланса мощностей:

Где: P₁=I_a*U + Pв; Р_эм=Е*1_а; Р₀₌Р_мх + Р_М +Р_доб -

мощность потерь х.х.

Уравнение равновесия моментов: М = М₂ + М₀; М₀ = Р₀ / ω₀;

При изменении нагрузки на валу двигателя P₂ растёт ток якоря и потребляемая мощность. Мощность и момент х.х. не зависят от нагрузки. Их можно определить из баланса мощностей для номинального режима. .

1. Потери на возбуждение: Р_е = I_в² *R_e = 1,04 кВт;

2. Потребляемая якорем двигателя мощность в номинальном режиме: Р_1н= = 33,71кВт

3. Номинальный ток якоря: I_ан = = 74_,25 А

4. Потери в цепи якоря; Р_эа.н = I_a._н^2* R_a =1,21 кВт.

5. Потери холостого хода: Р₀ = Р_1н-Р_н – Р_эан -Р_в- 1_,46 кВт

6. Угловая скорость и момент х.х. k * Ф = (U_н-I_ан*R_а)/ω_н = 1,84 Вб;
   

ω₀ =U_н/kФ= 252,87 рад/с; М₀ = Р₀/ω= 5,77 Нм;

7. Номинальный момент на валу: М_н = Р_н/ω_н = 130,28 Нм

8. Для расчёта и построения рабочих характеристик зададимся значениями тока якоря в интервале 0–1,5*I_Н и для каж­дого значения вычислим все параметры, необходимые для построения характеристик и заполним таблицу. По данным таблицы построим графики рабочих характеристик.

Коэффициент расчета рабочих характеристик типовым	Ток якоря I1а, А	Мощность якоря Р1а, кВт	Потери на нагрев якоря, Рз.а., кВт	Угловая скорость якоря W, рад/с	Электромагнитный момент М, Нм	Полезный момент на валу М2, Нм	КПД %	Полезная мощность на валу , Р2, кВт
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	3,32	1,46	0,0024	338,73	6,11	0,00	0	0
2	7,43	3,27	0,0121	238,24	13,66	7,53	0,4167	1,79
3	14,85	6,53	6,0485	237,35	27,32	21,17	0,6635	5,03
4	22,28	9,80	0,1091	236,47	40,99	34,81	0,7593	8,23
5	29,7	13,06	0,1940	235,58	54,65	48,45	0,8090	11,41
6	37,13	16,33	0,3032	234,69	68,31	62,08	0,8386	14,57
7	44,55	19,60	0,4366	233.80	81,97	75,72	0,8577	17,70
1	2	3	4	5	6	7	8	9
8	51,98	22,86	0,5943	232,91	95,63	89,36	0,8705	20,81
9	59,4	26,13	0,7762	232*02	109,30	103.00	0,8794	23,90
10	66,83	29,40	0,9824	231,14	122,96	116,64	0,8856	26,96
11	74,25	32,67	1.2128	230,25	136,62	130,28	0.8898	30,00
12	81,68	35,94	1,4678	229,36	150,28	143,91	0,8927	33,01
13	89,1	39,20	1,7465	228.48	163,94	157,55	0.8944	36,00
14	96,53	42,47	2,0498	227,59	177,61	171,19	0,8954	38,96
15	103,95	45,74	2,3772	226,70	191,27	184,83	0,8957	41,90
16	111,38	49,01	2,7289	225;81	204,93	198,46	0,8955	44,82

ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ