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 После изучения разделов курса студент самостоятельно выполняет контрольную работу, которую должен представить за две недели до э Перечень лабораторных и практических работ Исследование трёхфазного трансформатора под нагрузкой Исследование способов пуска асинхронных двигателей. Расчёт рабочих и механических характеристик асинхронного двигателя по техническим данным Расчёт U-образных характеристик синхронного двигателя по техническим данным. 12. Что называется напряжением короткого замыкания u 22. * Технические данные силового трёхфазного трансформатора ТМН-1600/35 58. Почему у однофазного асинхронного двигателя начальный пусковой момент равен нулю? Какой вид имеет его механическая характери Номинальная мощность Р 99. По техническим данным двигателя постоянного тока параллельного возбуждения Контрольная работа Общие вопросы бесколлекторных машин переменного тока. Типовые задачи Задача № 2 Расчёт уравнительных токов ,у распределение на­грузку между параллельно работающими трансформаторами. 1. При неравенстве коэффициентов разностная ЭДС равна 2. Нетрудно показать, что при параллельной работе двух трансформаторов с разными u Рисунок 3 – М = f(S). Номинальный ток двигателя определяется из формулы номинальной мощности двигателя Угловая скорость и частота вращения связаны соотношением: , следовательно, ω ... Полное содержание

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.

Салаватский индустриальный колледж

Электрические машины

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


2007


Одобрена Составлена в соответствии с

предметно (цикловой) Государственными требованиями к минимуму

комиссией содержанию и уровню подготовки выпускников для специальности № 140613«Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического

оборудования»


Председатель ПЦК Зам.директора по УР

Е.А.Кабатова Г.А.Бикташева


Автор: Селина Г.Ф.

преподаватель Салаватского

индустриального колледжа


Рецензент: Колеганов М.Е.

преподаватель Салаватского

индустриального колледжа


Директор ОАО Газизов М.Г.

«Башэлектроремонт»

РЕЦЕНЗИЯ

на рабочую программу учебной дисциплины «Электрические машины»

для специальности 140613 "Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования"

Рабочая программа, разработанная преподавателем Селиной Г.Ф., соответствует Госстандарту в части государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 140613.

Программа предмета включает два раздела. Приводится краткое содержание тем, а также требования к знаниям и умениям по каждой теме. Для закрепления получаемых навыков и знаний программой предусматривается выполнение лабораторных и практических работ.

В программе приводится тематика самостоятельной работы студентов по индивидуальным заданиям. Выполнение индивидуальных практических работ будет способствовать углублению знаний, формированию умения их практического применения.

Объём учебного материала позволяет обеспечить необходимый уровень знаний для формирования навыков при эксплуатации электрического и электромеханического оборудования. Для оптимизации учебного процесса рекомендуется применение учебных средств

Программа заслуживает положительной оценки и может быть рекомендована в качестве типовой по специальности 140613 для изучения дисциплины "Электрические машины ".


Директор ОАО Газизов М.Ф.

«Башэлектроремонт»


РЕЦЕНЗИЯ

Рабочая программа учебной дисциплины «Электрические машины» соответствует государственным требованиям к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников среднего профессионального образования специальности №1140613 "Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования"

На изучение дисциплины программой предусматривается 132 часа, в том числе на лабораторные и практические работы 8 часов. Приводится примерный перечень тем лабораторных и практических работ, что позволит в зависимости от условий изменять тематику лабораторных и практических работ, не нарушая логики изложения дисциплины и при условии выполнения требований к минимуму содержания знаний выпускников.

Рабочей программой предусмотрены темы для самостоятельной работы студентов и форма контроля знаний по этим темам, указаны разделы, по окончании изучения которых рекомендуется проводить рубежный контроль знаний.


Преподаватель Салаватского Колеганов М.Е.

Индустриального колледжа


Пояснительная записка

Предмет «Электрические машины» входит в цикл общепрофессиональных предметов. Основой для его изучения являются предме­ты «Теоретические основы электротехники», «Материаловедение», «Электрические измерения», «Промышленная электроника», «Электрические аппараты». Знания предмета «Электрические машины» служат базой для большей части предметов специального цикла.

Студент-заочник до вызова на сессию изучает самостоятельно раз­делы курса по рекомендуемой литературе. Рекомендуется разобрать реше­ние всех типовых задач и отмеченные задачи решить самостоятельно.

После изучения разделов курса студент самостоятельно выполняет контрольную работу, которую должен представить за две недели до экзаменационно-лабораторной сессии.

На сессии студент выполняет лабораторные работы ( 8 часов) и сдаёт по этим работам зачёт. На экзамене студент должен показать твёрдые знания теоретического курса, показать ясное понимание сущности злетромагнитных процессов, уметь решить задачу.

На экзамене студент предъявляет зачтённые контрольные работы, в которых должны быть сделаны необходимые исправления по замечаниям рецензента, и должен быть готов дать пояснения по существу решения каж­дой задачи, входящей в контрольную работу. При сдаче, экзамена предъяв­ляются требования в объёме программы курса «Электрические машины».


ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

Тема	Количество часов
	Лабора­торные	Практи­ческие
Исследование трёхфазного трансформатора под нагрузкой	2
Исследование способов пуска асинхронных двигателей.	2
Расчёт рабочих и механических характеристик асинхронного двигателя по техническим данным		2
Расчёт U-образных характеристик синхронного двигателя по техническим данным.		2

Экзаменационные вопросы


1. Принцип работы трансформатора. Будет ли работать трансформатор, если его включить в сеть постоянного тока?

2. Устройство силового трёхфазного трансформатора. Из каких элементов состоит активная часть трансформатора? Роль трансформаторного масла.

3. Основные уравнения трансформатора. Что такое приведённый трансформатор?

4. *Как изменится магнитный поток трансформатора, если его первичную обмотку включить в сеть с таким же напряжением, но с частотой не 50, а 60 Гц?

5. Как изменится магнитный поток трансформатора, если при U₁ = Const уменьшить число витков первичной обмотки?

6. Для чего приводятся величины вторичной обмотки трансформатора к числу витков первичной? Объясните формулы приведения.

7. Почему с увеличением вторичного тока трансформатора первичный ток растёт, вторичное напряжение уменьшается?

8. Чем объясняется несимметрия токов холостого хода в трёхфазном трансформаторе? Будет ли изменяться ток холостого хода и как при увеличении и уменьшении сечения стержней магнитопровода?

9. *Как изменится, отношение линейных напряжений трёхфазного трансформатора, если его обмотки переключить со схемы «треугольник/звезда» на схему «звезда/треугольник»?

10. Почему мощность, потребляемая трансформатором в опыте холостого хода равна номинальным магнитным потерям.

11. Как и для чего проводится опыт короткого замыкания? Какие величины определяются из опыта и как они зависят от подведённого напряжения? Почему мощность, потребляемая трансформатором в опыте короткого замыкания равна номинальным электрическим потерям?

12. Что называется напряжением короткого замыкания u_к%?

Каким соотношением оно связано с сопротивлением обмоток? Приведите схему замещения для опыта к.з.

13. Изменяется ли основной магнитный поток и ток холостого хода трансформатора, если его включить в сеть с частотой выше или ниже номинальной? Объясните, почему?

14. Почему при перегрузках уменьшается КПД трансформатора?

15. Как изменятся магнитные и электрические потери трансформатора, если уменьшить сечение его стержней?

16. Что такое группа соединения трансформаторов? Какие группы соединения предусмотрены ГОСТом?

17. *Какие существуют методы определения групп соединения трансформатора? Определите группу соединения трёхфазного трансформатора со схемой соединения «треугольник/звезда» с помощью потенциальных диаграмм.

18. Какие условия необходимо соблюдать при включении трансформаторов на параллельную работу? Каковы последствия нарушения каждого из этих условий? Что такое фазировка трансформатора и как она выполняется?

19. При каких условиях и почему нагрузка между параллельно работающими трансформаторами распределяется непропорционально их номинальным мощностям?

20. Почему ответвления устройте для регулирования напряжения трансформаторов выполняют чаще всего у обмоток высшего напряжения?

21. *Понижающий трансформатор со стороны обмотки ВН имеет три ответвления. В данный момент работа происходит на среднем ответвлении. Требуется увеличить вторичное напряжение. На какое ответвление требуется произвести переключение?

22. * Технические данные силового трёхфазного трансформатора ТМН-1600/35:

о Номинальная мощность S_ном = 4000 кВа

о Номинальное напряжение первичной обмотки U_{1 ном} = 13,8 кВ

о Номинальное напряжение вторичной обмотки U_{2 ном} = 13,8 кВ

о Схема соединения "звезда/треугольник"

о Потери холостого хода Р_{о ном} = 5600 Вт,

о Потери короткого замыкания Р _к.з. = 33500 Вт

о Напряжение короткого замыкания u_к%=7,5

о Ток холостого хода I₀ = 0,9 %

По техническим данным трансформатора определить:

1. Номинальные токи первичной и вторичной обмотки

2. Номинальные фазные напряжения первичной и вторичной обмотки.

3. Начертить схему замещения трансформатора для номинального режима, для опыта х. х., опыта к.з.

4. Определить параметры схемы замещения

5. Построить в масштабе упрощённую векторную диаграмму трансформатора для номинального режима.

6. Рассчитать и построить внешнюю характеристику трансформатора при Cos (φ₂)= 0,7. Рассчитать и построить зависимость КПД от нагрузки трансформатора.

23. Конструкция и принцип действия синхронного генератора. От чего зависит величина и частота ЭДС в обмотке якоря генератора?

24. Конструкция и принцип действия асинхронного двигателя. От чего зависит направление вращения магнитного поля статора?

25. *Построить схему трёхфазной двухслойной обмотки ста­тора с диаметральным шагом, если: число пазов статора равно 24, число полюсов 4.

26. *Определить магнитный поток Ф_м, при параллельном и последовательном соединении катушечных групп задачи 3, если фазное напряжение 220 В.

27. Объясните причины появления высших гармоник в кривой ЭДС; средства их подавления в машинах переменного тока.

28. От чего зависит частота вращения МДС обмотки ста­тора? Как изменить направление вращения МДС обмотки статора?

29. Каково относительное значение магнитной индукции об­ратной составляющей поля статора при круговом, эллип­тическом и пульсирующем магнитных полях?

30. Что такое скольжение асинхронной машины? Каков диапа­зон изменения скольжения асинхронной машины в различ­ных режимах её работы ?

31. Объясните устройство короткозамкнутого и фазного ро­тора.

32. *Асинхронный двигатель предназначен для работы при на­пряжении сети 220/380 В. Как следует соединить обмотки статора этого двигателя при напряжении сети 220 В и -как при напряжении сети 380 В?

33. Запишите и объясните физический смысл основных уравне­ний асинхронной машины. Почему с увеличением механиче­ской нагрузки на вал асинхронного двигателя возрастает потребляемый двигателем ток?

34. *Определить номинальный ток и номинальный момент на валу трёхфазного асинхронного двигателя по его техниче­ским данным.

35. Номинальная частота вращения ротора асинхронного двигателя равна 970 об/мин (при Частоте 50 Гц). Определить номинальное скольжение двигателя.

36. *При частоте подводимого напряжения 50 Гц четырёхполюсный асинхронный двигатель имеет скольжение 2%. Оп­ределите его частоту вращения. Определите частоту то­ка в роторе.

37. *Ротор асинхронной машины, включенной в сеть при час­тоте 50 Гц, имеет частоту вращения 3030 об/мин. Опре­делите скольжение и укажите, в каком режиме работает машина.

38. * Какие схемы соединений должна иметь обмотка статора асинхронного двигателя при включении её на номинальные напряжения соответственно 380 и 660 В? Чему равен но­минальный ток статора во втором случае, если номиналь­ный линейный ток в первом случае равен З А?

39. Какие виды потерь имеют место в асинхронном двигате­ле? На какие виды потерь влияют воздушный зазор и тол­щина пласты пакета статора? Почему магнитные потери в сердечнике ротора не учитывают?

40. Почему при скольжении S _кр двигатель работает ус­тойчиво, а при S > S - неустойчиво? Показать на

механических характеристиках.

41. *На сколько процентов должно измениться напряжение сети, чтобы асинхронный двигатель, у которого М_мах / М_ном = 2, утратил перегрузочную способность?

42. *Как изменится скольжение, если при неизменном электромагнитном моменте (M-Const) увеличить в два раза активное сопротивление ротора?

43. Почему при U₁ = Const увеличение тока ротора асинхронной машины сопровождается увеличением тока статора?

44. Как зависит электромагнитный момент асинхронного дви­гателя от магнитного потока и тока ротора?

45. Каковы причины провала в механической характеристике асинхронного двигателя? К каким последствиям это мо­жет привести?

46. *Асинхронный двигатель с номинальной мощностью 11 кВт и с номинальной частотой вращения 740 об/мин имеет краткость максимального момента 1,7, Сможет ли он ра­ботать с моментом сопротивления 160

47. *Асинхронный двигатель с номинальной мощностью 11 кВт и с номинальной частотой вращения 740 об/мин имеет кратность максимального момента 1,7. Сможет ли он ра­ботать с моментом сопротивления 160 Нм, если подводи­мое напряжение снизится по сравнению с номинальным на 20 %?

48. Почему при недогрузке асинхронного двигателя его Cos φ имеет низкое значение? Почему при перегрузках он опять начинает снижаться?

49. Какими показателями характеризуются пусковые свойства асинхронных двигателей? Почему при прямом пуске пуско­вой ток в 5 - 7 раз больше номинального, а кратность пускового момента составляет 1,8 — 2,2?

50. Почему пуск асинхронных двигателей при пониженном на­пряжении возможен только при небольших нагрузках? По­казать на механических характеристиках. Какие сущест­вуют способы пуска при пониженном напряжении?

51. В чём сущность эффекта вытеснения тока и почему он возникает при пуске и исчезает при работе?

52. *Кратность пускового момента равна 1,3. Какое снижение подводимого напряжения допустимо для того, чтобы дви­гатель смог развернуться при моменте сопротивления Мс = 0,5 М_ном? Параметры машины примите постоянными.

53. *На табличке асинхронного двигателя указано, что его но­минальное напряжение равно 220/380 В. Можно ли пускать этот двигатель по способу переключения с треугольника на звезду, если напряжение сети равно 380 В?

54. Перечислите достоинства и недостатки регулирования скорости асинхронных двигателей введением сопротивле­ния в цепь ротора. Покажите на механических характери­стиках.

55. Каким образом можно изменить число пар полюсов асин­хронной машины? Приведите схемы переключения числа пар полюсов.

56. От чего зависит диапазон регулирования частоты вращения асинхронного двигателя с изменением подводимого напряжения? Покажите на механических характеристиках.

57. Приведите механические характеристики асинхронного двигателя при частотном регулировании. Почему одновременно с частотой необходимо изменять подводимое напряжение. От чего зависит закон изменения этого напряжения?

58. Почему у однофазного асинхронного двигателя начальный пусковой момент равен нулю? Какой вид имеет его механическая характеристика?

59. Как осуществляется пуск однофазного асинхронного двигателя? При каких условиях в однофазном асинхронном двигателе при пуске вращающееся магнитное поле будет круговым?

60. Объясните устройство и принцип работы конденсаторного асинхронного двигателя.

61. *Технические данные трёхфазного асинхронного двигателя:

◦ Номинальная мощность Р_ном = 90 кВт

◦ Номинальное напряжение U = 220/380 В, схема соединения обмоток «треугольник/звезда»

◦ Число полюсов – 2

◦ Номинальный КПД – 92%

◦ Номинальное скольжение – 1,4%

◦ Критическое скольжение – 7,2%

◦ Номинальный коэффициент мощности – 0,9

◦ Кратность моментов: М_пуск/М_ном = 1,3

◦ Кратность моментов: М_max/М_ном = 2,8

◦ Кратность токов: I_пуск/I_ном = 2,8

По техническим данным определить:

1. Номинальный и пусковой ток, потребляемый двигателем из сети
   
2. Номинальный, пусковой и критический момент двигателя
   
3. Построить по 4 точкам естественную механическую характеристику
   
4. Определить пониженное напряжение, при котором двигатель утратит перегрузочную способность.
   

62. Какие существуют способы возбуждения синхронных ма­шин? Объясните назначение тиристорного преобразовате­ля в системе самовозбуждения синхронных генераторов.

63. Объясните устройство явнополюсных и неявнополюсных роторов. Почему гидрогенераторы имеют многополюсную конструкцию ротора, а турбогенераторы – двух- или четырёхполюсную конструкцию?

64. *Сколько полюсов имеет ротор гидрогенератора, если его частота вращения 62,5 об/мии, а частота генерируемого напряжения 50 Гц?

65. *Угловая скорость магнитного поля синхронного двигателя равна 157 рад/с. Какова частота вращения его ротора, если частота подводимого к обмотке якоря напряжения равна 50 Гц?

66. Объясните устройство синхронного двигателя серии СДН2.

67. В чём состоит явление реакции якоря? Каково её действие при активной, индуктивной и емкостной нагрузке синхрон­ного генератора?

68. Какие ЭДС наводят в обмотке статора явнополюсного синхронного генератора магнитные потоки реакции якоря и каким индуктивным сопротивлениям эти ЭДС эквива­лентны?

69. Почему различаются между собой внешние характеристи­ки генератора при различных характерах нагрузки?

70. Почему различаются между собой регулировочные характеристики генератора при различных характерах нагруз­ки?

71. Какие существуют способы включения синхронного генера­тора на параллельную работу с сетью? Почему при парал­лельной работе с сетью угловая скорость синхронного генератора остаётся строго постоянной?

72. Каким образом устанавливается, что сеть и подключае­мый па параллельную работу генератор имеют одинаковый порядок чередования фаз?

73. Как регулируется активная мощность генератора, вклю­ченного параллельно с сетью? Что представляет собой уг­ловая характеристика синхронного генератора?

74. Объясните U - образный характер зависимости I₁ = f (I_e)

при Р = Const ,U₁ = Const , f ₁ = Const .

75. Каким образом в синхронном двигателе можно изменить

кратность максимального момента?

76. Почему синхронные двигатели чаще всего работают с пе­ревозбуждением?

77. Каким образом можно поддерживать у синхронного двига­теля Cos φ = Сonst при различных нагрузках на валу?

78. Почему синхронный двигатель нуждается в специальных способах пуска? Какие существуют способы пуска синхрон­ных двигателей?

79. Технические данные синхронного двигателя:

о Тип СТД 2000-2Р УХЛ4

о Номинальная мощность 2000 кВт

о Полная номинальная мощность 2300 к ВА

о Номинальное напряжение 10 кВ

о Номинальный КПД 96,9%

о Номинальная частота вращения 3000 об/мин

о Перегрузочная способность M_max/M_ном = 2,45

о Кратность пускового момента М_пуск /М_ном = 1

о Кратность входного момента М_вх/М_ном = 1,6

о Кратность пускового тока I_пуск /I_ном = 6,2

о Номинальный ток возбуждения 290 А

По техническим данным определить:

1. Номинальный и пусковой ток, потребляемый двигателем из сети
   
2. Номинальный, пусковой и входной момент, показать эти моменты на пусковой характеристике двигателя
   
3. Рассчитать и построить угловую характеристику. Определить номинальный угол нагрузки.
   
4. Построить в масштабе векторную диаграмму для номинального режима работы и определить индуктивное сопротивление обмотки статора и номинальную ЭДС, наводимую в обмотке статора.
   

80. Назовите основные элементы конструкции машины посто­янного тока и объясните их назначение.

81. Объясните назначение и устройство коллектора в машине постоянного тока.

82. Как выполняются главные полюсы машины постоянного тока? Почему сердечник якоря машины постоянного тока собирается из отдельных листов стали?

83. Что называется секцией обмотки? Как связаны между со­бой число секций и число коллекторных пластин? Что на­зывается параллельной ветвью обмотки машины?

84. От каких величин зависит ЭДС, индуктируемая в обмотке якоря и электромагнитный момент машины постоянного тока?

85. Какое направление имеет ЭДС и электромагнитный момент в двигательном и генераторном режимах?

86. Какое влияние оказывает поперечная реакция якоря на маг­нитное поле машины и на напряжение между соседними коллекторными пластинами?

87. Когда возникает продольная реакция якоря? Какое влияние оказывает продольная реакция якоря на магнитное поле машины?

88. Для какой цели применяется компенсационная обмотка и как она выполняется?

89. Каковы причины искрения щёток на коллекторе?

90. При каких условиях в машине может быть прямолинейная, замедленная и ускоренная коммутация?

91. Какие способы улучшения коммутации применяют в маши­нах постоянного тока?

92. Почему обмотка дополнительных полюсов включается последовательно с обмоткой якоря?

93. Как классифицируются генераторы постоянного тока по способу возбуждения? Приведите схемы.

94. Как происходит самовозбуждение генераторов посто­янного тока? Назовите условия, необходимые для самовоз­буждения.

95. Какие способы уменьшения пускового тока применяют­ся в двигателях постоянного тока? В чём состоят особен­ности пуска двигателей параллельного возбуждения?

96. Как можно изменить направление вращения двигателя постоянного тока? Какими способами осуществляется их торможение?

97. Какими способами осуществляется регулирование час­тоты вращения двигателей постоянного тока? Приведите скоростные характеристики.

98. Как определяются электрические потери в обмотках двигателя постоянного тока? От чего зависят магнитные потери?

99. По техническим данным двигателя постоянного тока параллельного возбуждения:

о Номинальная мощность Р_ном = 10 кВт

о Номинальное напряжение U_ном = 220 В

о Номинальный КПД ŋ _ном = 0,9

о Сопротивление обмотки якоря и дополнительных полюсов

R_я = R_обм + R_доп.п. = 0,42 Oм

о Сопротивление обмотки возбуждения R = 210 Ом

Определить:

1. Номинальный ток якоря, ток возбуждения и ток, потреб­ляемый двигателем из сети.

2. Номинальную угловую скорость якоря

3. Номинальный ток и момент на валу двигателя

4. Построить скоростную характеристику

100. Чем отличаются механические характеристики двигателей постоянного тока с независимой обмоткой возбуждения, параллельной и последовательной? Поясните.