Методичні рекомендації по самостійної роботі студентів з дисципліни

Вид материала

Методичні рекомендації

Содержание Завдання на самостійну роботу Завдання для самостійної роботи При виконанні першого У другому завданні Завдання для самостійної роботи При виконанні першого завдання У другому завданні Завдання для самостійної роботи Методичні вказівки Завдання для самостійної роботи У другому Характеристика чи властивість У третьому завданні Завдання для самостійної роботи Методичні вказівки Питання для самоконтролю

Подобный материал:

• Методичні рекомендації для самостійної роботи студентів затверджена, 674.29kb.
• Методичні рекомендації щодо організації самостійної роботи студентів з дисципліни, 183.12kb.
• Методичні рекомендації до виконання самостійної та індивідуальної роботи з дисципліни, 250.12kb.
• Методичні рекомендації та завдання для самостійної роботи студентів денної та заочної, 2076.33kb.
• Методичні рекомендації, 217.67kb.
• Методичні рекомендації до самостійної роботи студентів для усіх напрямків підготовки, 576.6kb.
• Міністерство освіти І науки україни харківський національний університет радіоелектроніки, 1721.7kb.
• Методичні рекомендації до самостійної роботи студентів з дисципліни, 1384.85kb.
• Методичні рекомендації до вивчення дисципліни „Інвестиційний менеджмент для студентів, 701.78kb.
• Методичні рекомендації до практичних занять та самостійної роботи з "Основ екології", 726.43kb.

КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ТА РЕСУРСОЗБЕРЕЖЕННЯ


Розглянуто на засіданні кафедри ЕПР

Протокол № ___ від ______2010р.

Зав. каф. ______________ В.П.Щокін


МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

ПО САМОСТІЙНОЇ РОБОТІ СТУДЕНТІВ

з дисципліни

«ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ І ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ

РУДНИКОВОГО ТРАНСПОРТУ»

для спеціальності 6.090603


КРИВІЙ РІГ

2010


Передмова

Самостійна робота – це виконання студентами в навчальний і поза навчальний час системи різноманітних завдань з метою засвоєння професійних знань, умінь і навичок, формування професійного світогляду, творчого стилю діяльності.

Метою самостійної роботи є забезпечення умов для особистісного професійного зростання студента, як майбутнього інженера.

Самостійна робота сприяє:

• міцному і свідомому засвоєнню знань, умінь, навичок, які складають основу професійної підготовки;
  
• розвитку творчого мислення, творчих здібностей;
  
• формуванню творчої особистості;
  
• підготовці студентів до творчої інженерної діяльності;
  
• формуванню якостей особистості, що необхідні для самореалізації: ініціативність, організованість, наполегливість, впевненість, самостійність;
  
• підготовці студентів до науково-дослідної роботи;
  
• формуванню вмінь працювати з науковою і навчальною літературою.
  

Основним підсумком виконання студентами самостійних завдань є посилення потреби в подальшій професійній самоосвіті, визначення власних можливостей індивідуального розвитку.

Навчальним планом передбачено 45 годин на самостійну роботу з дисципліни «Електрообладнання і електропостачання електрифікованого рудникового транспорту».

В методичних вказівках до питань і завдань, що винесені на самостійну роботу подаються завдання, список літератури, методичні вказівки до виконання завдань, питання і завдання для самоконтролю.


Завдання на самостійну роботу

№№	Завдання	К-сть годин	Форма звітності
1.	Тема: Комплекс обладнання електрифікованого транспорту 1.1.Охарактеризуйте електрорухомий склад шахтного та кар’єрного електрифікованого залізничного транспорту. 1.2. Встановіть зв'язок між різними видам транспорту у шахтних та відкритих гірничих розробка.	5	конспект структурна схема
2.	Тема: Пуск, гальмування, реверс та регулювання швидкості тягових двигунів 2.1. Дайте характеристику основним видами двигунів, що використовуються для тягового електроприводу. 2.2. Наведіть основні схеми пуску, гальмування, реверсу та регулювання швидкості тягових електродвигунів. Проаналізуйте їх переваги та недоліки. Наведіть випадки застосування	10	Таблиця із висновками Повідомлення
3.	Тема: Електрообладнання та системи керування електровозів та тягових агрегатів 3.1. Ознайомитися із основним електрообладнанням силових ланцюгів тягових агрегатів та електровозів. Дати їх коротку характеристику. 3.2. Ознайомитися із допоміжним електрообладнанням та його призначенням. 3.3. Розглянути види систем управління та види захисту від ненормальних режимів тягових агрегатів та електровозів	10	Розгорнутий конспект
4.	Тема: Характеристики тягових акумуляторів та зарядних пристроїв 4.1. Познайомитись з основними типами тягових акумуляторів. Дайте їх коротку характеристику. 4.2. Розглянути електричні характеристики та властивості тягових акумуляторів. Коротко охарактеризуйте їх. 4.3. Охарактеризуйте основні способи заряду акумуляторних батарей.	7	Конспект Таблиця конспект
5.	Тема: Тягові мережі та підстанції на гірничих підприємствах. 5.1. Ознайомитись із улаштуванням та основними елементами тягової мережі, їх конструктивним виконанням, призначенням, типами. 5.2 Розглянути принцип побудови та апаратну частину тягових підстанцій постійного та змінного струму. 5.3 Скласти загальну принципову схему системи тягового електропостачання постійного та змінного струму.	8	Доповідь Таблиця , повідомлення
6.	Тема: Захист людей від ураження електричним струмом на електричному транспорті 6.1. Технічні засоби захисту людей від ураження електричним струмом на електричному транспорті. 6.2. Принцип дії захисного відключення з полярним розділенням силового та оперативного струмів.	5	конспект
	Всього	45

Література

1. Волотковский С.А. Рудничная электровозная тяга. 4-е изд., перераб. и доп. –
   

М.: Недра, 1981. – 389 с.

2. Прохорский А.А. Тяговые и трансформаторные подстанции. / Прохорский А.А. – М.: Транспорт, 1983. – 496с.

3. Шадрин Н.М. Электрическая тяга на открытых горных разработках. / Шадрин Н.М. – М.: Недра, 1987. – 256 с.

4. Справочник энергетика карьера / [Свердель И.С., Пляскин И.И., Знаменский А.А., Носов Г.Н.]. - М.: Недра, 1968 – 528 с.

5. Синчук О.Н., Гузов Э.С. и др. Системы управления рудничным электровозным транспортом. – М.: Недра, 1993 – 255 с.


Тема 1. Комплекс обладнання електрифікованого транспорту


Короткі теоретичні відомості

Переміщення гірських порід і, зокрема, корисних копалин є одним із основних виробничих процесів гірничого підприємства. Цим пояснюється та виключна роль, яка належить рудниковому транспорту у гірничій справі.

Однією із найважливіших складових частин транспорту є електровозна відкатка. У порівнянні з іншими видами механізованого рудникового транспорту (канатна відкатка, комплекси циклічно-поточної технології, автосамоскиди) вона у більшості випадків найбільш економічна та продуктивна.

Рудникова електровозна відкатка може бути поділена на відкатку в підземних виробках шахт та рудників і відкатку на відкритих гірничих роботах. Вона складається найчастіше із наступних складових елементів:

• електрорухомого складу (електровоз або тяговий агрегат та вагони або думпкари);
  
• джерела електричної енергії - як правило перетворюючої підстанції (тягової чи зарядної);
  
• тягової мережі (живлячі проводи, контактна мережа та рейковий шлях).
  

По способу живлення електровози поділяються на контактні, акумуляторні, контактно-кабельні, контактно-акумуляторні та дизель-контактні. До електричного обладнання електровозів відносять тягові двигуни, електричну аппаратуру та допоміжні машини.

Класифікація тягових підстанцій здійснюється: по роду перетворюючих агрегатів, по способу управління ними, по конструктивному виконанню.

Тягова мережа включає в себе контактну мережу, живлячі лінії (фідери) та лінії зворотного зв’язку (відсосу). Контактна мережа включає в себе: контактні підвіски, що складаються з несучого тросу та контактних проводів; підсилюючі та інші дроти, необхідні для нормальної роботи тягової мережі; підтримуючі конструкції, на яких кріпляться всі проводи; опори, на яких встановлюються підтримуючі конструкції.


Завдання для самостійної роботи

Завдання 1. Охарактеризувати електрорухомий склад шахтного та кар’єрного електрифікованого залізничного транспорту.

Завдання 2. Встановити зв'язок між різними видам транспорту у шахтних та відкритих гірничих розробках.


Методичні вказівки

При виконанні першого завдання наведіть основні типи електровозів та тягових агрегатів, що використовуються на залізничному транспорті гірничих підприємств. Порівняйте їх основні технічні параметри, конструктивне виконання. Поясніть в яких випадках використовується той чи інший тип живлення електрорухомого складу.

У другому завданні необхідно дати коротку характеристику різних видів транспорту, скласти структурну схему транспортної системи шахти або кар’єру із їх використанням.


Питання для самоконтролю

1. Які види транспорту використовується на гірничих підприємствах?

2. Назвіть основні елементи комплексу обладнання електрифікованого транспорту.

3. Які рівні напруги застосовуються для тягового електропостачання шахт, кар’єрів?

4.Чим відрізняється тяговий агрегат від електровозу?

5. Які конструктивні елементи електрорухомого складу ви знаєте?

6. Перерахуйте осьові формули електрорухомого складу та назвіть випадки їх використання.

7. Назвіть основні переваги електрифікованого залізничного транспорту над іншими видами транспорту, що використовуються на гірничих підприємствах.


Тема 2. Пуск, гальмування, реверс і регулювання швидкості тягових двигунів


Короткі теоретичні відомості

Робота тягових двигунів протікає у досить тяжких умовах при навантаженнях, що змінюються по величині в самих широких межах. Тягові двигуни рудникових та кар’єрних електровозів в період руху піддаються безперервній трясці, частим поштовхам та ударам через нерівності рейкового шляху. Крім того, на них впливають різноманітні зовнішні впливи (пил, волога, сонячне тепло). Тяговий двигун повинен мати велику перевантажувальну здатність через необхідність розвивати значну силу тяги під час пуску, а також під час руху при подоланні значних підйомів.

Пуск двигунів в залежності від їх кількості та схеми підключення може здійснюватися кількома способами. При робочому паралельному з’єднанні двигунів, пуск може приводитися без зміни підключення (паралельний) та зі зміною підключення в процесі пуску (послідовно-паралельний).

В умовах роботи електровоза виникає необхідність руху із різними швидкостями. Із основного рівняння двигунів постійного струму

в
ипливає, що регулювання частоти обертання двигуна можливе шляхом зміни або напруги на його затискачах, або його магнітного потоку.

Регулювання напруги на затискачах двигуна може бути здійснено такими способами: ввімкненням послідовно з тяговим двигуном реостату, що поглинає частину напруги; послідовно-паралельним ввімкненням тягових двигунів в різних комбінаціях при збереженні постійної загальної напруги; імпульсним регулюванням (частотно-імпульсним, широтно-імпульсним, частотно-широтно-імпульсним).

Регулювання швидкості шляхом зміни магнітного потоку зазвичай здійснюється в бік підвищення швидкості руху, тобто за допомогою так званого «послаблення поля» двигуна. Послаблення поля двигуна здійснюється або шунтуванням обмотки збудження опором, або відключенням частини витків послідовної обмотки.

Для зупинки застосовують механічне та електричне гальмування. Механічне гальмування потяга, що здійснюється зазвичай за допомогою натискання гальмівних колодок на бандаж коліс, що призводить до більш менш швидкого зношення поверхонь, що труться.

Електричне гальмування можна здійснювати такими способами: динамічне або реостатне; генераторне (рекуперативне); гальмування протиструмом (противвімкненням).

Реверс – це зміна напряму обертання двигуна постійного струму. Для реверсу двигуна з електромагнітним збудженням достатньо змінити напрям струму в обмотці якоря при збереженні напряму струму у обмотці збудження або навпаки.


Завдання для самостійної роботи

Завдання 1. Дайте характеристику основним видами двигунів, що використовуються для тягового електроприводу.

Завдання 2. Наведіть основні схеми пуску, гальмування, реверсу та регулювання швидкості тягових електродвигунів.


Методичні вказівки

При виконанні першого завдання слід розглянути види електричних двигунів постійного струму за характером збудження. Провести їх порівняльний аналіз у вигляді таблиці:

Вид

Схема включення

Тягова характеристика

Переваги

Недоліки

Поширені типи та приклади тягових агрегатів на яких застосовуються.

Наприкінці зробити висновок наскільки загалом двигуни постійного струму задовольняють вимоги, що висуваються тяговим двигунам.

У другому завданні необхідно зобразити схеми пуску та їх діаграми потужності, схеми гальмування, реверсу та регулювання швидкості, що використовуються на тягових двигунах. Описати роботу наведених схем. Дати порівняльну характеристику у вигляді переваг та недоліків. Навести приклади застосування. Зробити загальні висновки про оптимальність та ефективність описаних схем.


Питання для самоконтролю

1. Назвіть вимоги, що висуваються до тягових електродвигунів і чим вони спричинені.

2. Які способи збудження двигунів постійного струму ви знаєте?

3. Назвіть основні способи пуску тягових електродвигунів. Подумайте, який із них більш енергоекономічний та чому?

4. Назвіть види електричного гальмування тягових електродвигунів. Поясніть, спираючись на особливість роботи промислового електричного транспорту, чому одні з них поширені, а інші майже не використовуються на тягових агрегатах та електровозах.

5. Що таке реверс двигуна постійного струму та яким способом його можна здійснювати?


Тема 3. Електрообладнання та системи керування електровозів, тягових агрегатів


Короткі теоретичні відомості

Управління тяговими двигунами, установленими на електровозі, зводиться до виконання наступних операцій: пуску в хід та доведенню швидкості до усталеного значення; зміні швидкості під час руху потягу; гальмуванню та зупинці; зміні напряму руху.

Ці операції здійснюються спеціальною тяговою апаратурою, призначення якої зводиться до виконання найрізноманітніших комбінацій ввімкнення тягових двигунів та резисторів.

Електричний ланцюг, що з’єднує тягові електродвигуни з реостатами та мережею, називається головним або силовим ланцюгом.

До електричної тягової апаратури, призначеної для керування роботою тягових електродвигунів, належить контролер, реверсор, реостат, контактори, а також пристрої та прилади, що здійснюють включення та захист тягових електродвигунів, а саме: струмоприймач, максимальний автомат, плавкі запобіжники. І, нарешті, на електровозі мається спеціальна система освітлення.

Системи управління в залежності від способу перемикань апаратури силового ланцюга електровозу поділяються на безпосередню та опосередковану. При системі безпосереднього управління, електричні апарати ввімкнені у силовий ланцюг, приводяться у дію безпосередньо контролером машиніста. В системі опосередкованого управління апарати силового ланцюга приводяться в дію електропневматичним, електромагнітним або електродвигунним приводом. Машиніст, здійснюючи перемикання в ланцюгу управління, вмикає та вимикає ці приводи.

Для забезпечення нормальної роботи та безпеки експлуатації, уникнення аварійних ситуацій та електротравматизму на електровозах та тягових агрегатах передбачаються наступні види захисту: захист від коротких замикань, від перенапруг та радіоперешкод, від буксування, реле рекуперації та інші види захисту.

Окрім основного силового ланцюга, на електровозі управління є допоміжне електричне обладнання, яке ввімкнене у так званий допоміжний електричний ланцюг. До допоміжного електрообладнання електровозів постійного струму відносяться: електромашинний перетворювач, електродвигун компресора, електродвигун вентилятора, електропечі.


Завдання для самостійної роботи

Завдання 1. Ознайомитися із основним електрообладнанням силових ланцюгів тягових агрегатів та електровозів. Дати їх коротку характеристику.

Завдання 2. Ознайомитися із допоміжним електрообладнанням та його призначенням.

Завдання 3. Розглянути види систем управління та види захисту від ненормальних режимів тягових агрегатів та електровозів.


Методичні вказівки

Перше, друге та третє завдання виконуються разом у вигляді цільного розгорнутого конспекту.

Коротка характеристика обладнання силових та допоміжних ланцюгів здійснюється у такій послідовності:

• основні конструкції та типорозміри;
  
• технічні характеристики;
  
• недоліки та переваги тих чи інших конструкцій;
  
• вимоги, що висуваються до конструктивного виконання та роботи обладнання.
  

Розгляд систем управління та захисту здійснюється шляхом опису улаштування, характеристики принципів роботи. Технічних особливостей експлуатації. Переваг та недоліків.

При необхідності наводяться ілюстрації у вигляді схем, графіків, малюнків, та пояснення до них.


Питання для самоконтролю

1. Що таке головний або силовий ланцюг тягового агрегату (електровозу)?

2. Які вимоги висуваються до струмоприймачів?

3. Перерахуйте апарати захисту, що вмикаються у головний ланцюг?

4. Призначення пускових реостатів, та вимоги до них.

5. Яким чином здійснюється та для чого потрібне перегрупування двигунів електровозу?

6. Яким чином може виконуватись реверсування? Наведіть схему реверсора.

7. Назвіть види гальмівних систем та їх основну гальмівну апаратуру.

8. Назвіть види систем управління силовими ланцюгами та їх принцип дії.

9. Які види захисту ви знаєте? Їх конструктивне виконання та елементна база?


Тема 4. Характеристики тягових акумуляторів та зарядних

пристроїв


Короткі теоретичні відомості

Для живлення електрорухомого складу рейкового та безрейкового транспорту (електровози, автомобілі, трактори, електрозавантажувачі) у якості тягових, стартерних та допоміжних джерел струму використовуються акумуляторні батареї.

За типом акумуляторів вони поділяються на кислотні (свинцеві) та лужні (нікель-кадмієві, нікель-залізні, срібно-цинкові, срібно-натрієві).

Основними величинами, що характеризують акумуляторний елемент, є напруга, внутрішній опір, сила струму та ємність.

Акумулятор, як накопичувач на джерело електричної енергії характеризується наступними показниками: ємність, енергоємність та віддача.

Для заряду акумуляторних батарей рудникових електровозів застосовуються напівпровідникові зарядні пристрої з автоматичною стабілізацією зарядного струму за допомогою дроселів насичення або спеціальних тиристорних схем.

Завдання для самостійної роботи

Завдання 1. Познайомитись з основними типами тягових акумуляторів. Дайте їх коротку характеристику.

Завдання 2. Розглянути електричні характеристики та властивості тягових акумуляторів. Коротко охарактеризуйте їх.

Завдання 3. Охарактеризуйте основні способи заряду акумуляторних батарей.

Методичні вказівки

При виконанні першого завдання навести таблицю із технічними даними основних типів акумуляторів, типові характеристики заряду-розряду лужного та кислотного акумулятора. Пояснити чим викликана різниця між ними.

У другому завданні необхідно познайомитись із характеристиками та властивостями тягових акумуляторів. Узагальнити прочитане у таблицю

Характеристика чи властивість	Формула	Визначення.	Від чого залежить, що визначає.

У третьому завданні навести схеми та характеристику заряду при різних характерах струму. Коротко описати їх роботу.


Питання для самоконтролю

1. Які лужні акумулятори ви знаєте?
   
2. Що таке електрорушійна сила акумулятора?
   
3. Які опори входять у склад внутрішнього опору акумулятора?
   
4. Що таке тренування акумулятора?
   
5. Поясніть поняття ватт-годинна віддача.
   

Тема 5. Тягові мережі та підстанції на гірничих підприємствах


Короткі теоретичні відомості


Система електропостачання залізниці в кар’єрі представляє собою єдиний електричний ланцюг, який складається :

• із зовнішньої системи електропостачання з крупними трансформаторними підстанціями і лініями електропередачі;
  
• тягових підстанцій;
  
• тягової мережі: контактної мережі із живлячими і відсмоктуючими лініями;
  
• електрорухомого складу (ЕРС).
  

Режими роботи системи електропостачання і ЕРС нероздільно пов’язані.

Пристрої тягової мережі повинні забезпечувати:
• безперебійне електропостачання працюючих електровозів;
• надійний струмозйом при заданих швидкостях руху в кліматичних умовах, що визначаються розрахунковими нормами для району розташування підприємства;
• зручність обслуговування і управління контактною мережею;
• безпеку при виконанні робіт.

Контактна мережа включає в себе: контактні підвіски, що складаються з несучого тросу та контактних проводів; підсилюючі та інші дроти, необхідні для нормальної роботи тягової мережі; підтримуючі конструкції, на яких кріпляться всі проводи; опори, на яких встановлюються підтримуючі конструкції.

Тягова підстанція представляє собою систему пристроїв для пониження, перетворення та розподілення напруги. Тягові підстанції не споруджуються окремо, а найчастіше розташовуються на території трансформаторної або розподільчої підстанції.


Завдання для самостійної роботи

Завдання 1. Ознайомитись із улаштуванням та основними елементами тягової мережі, їх конструктивним виконанням, призначенням, типами.

Завдання 2. Розглянути принцип побудови та апаратну частину тягових підстанцій постійного та змінного струму.

Завдання 3. Скласти загальну принципову схему системи тягового електропостачання постійного та змінного струму.


Методичні вказівки

Перше та друге завдання необхідно виконати у вигляді ілюстрованого конспекту. Коротко відобразивши в ньому відомості про:

• принципи електропостачання залізниці гірничих підприємств;
  
• улаштування, живлення та секціонування контактної мережі;
  
• основні матеріали, вузли та деталі контактної мережі;
  
• живильні, рейкові лінії та лінії підсосу;
  
• заземлення та інші види захисту тягової мережі;
  
• тягові підстанції постійного та змінного струму (зовнішнє електропостачання, особливості конструктивного виконання тягових підстанцій).
  

Принципові схеми «Схема системи тягового електропостачання постійного струму» та «Схема системи тягового електропостачання змінного струму» , що необхідно виконати у третьому завданні повинні містити: схему розподільчого устаткування високої напруги, схему перетворюючих агрегатів або трансформаторів та розподільчого устаткування підстанцій, контактну мережу, та електрорухомий склад.

Схеми виконуються на аркуші формату А4 кожна. Рамка за ЄСКД.


Питання для самоконтролю

1. Із яких основних елементів складається система тягового електропостачання?

2. Що таке контактна підвіска. Назвіть види контактної підвіски, що найчастіше використовуються у шахтах, кар’єрах?

3. З якою метою виконують секціонування контактної мережі?

4. Перерахуйте основні конструктивні деталі тягової мережі?

5. Яким чином відбувається з’єднання рейок у рейкову мережу?

6. Які пристрої входять до складу перетворюючого агрегату тягової підстанції?

7. Які електричні апарати використовуються при улаштуванні розподільчого устаткування тягових підстанцій постійного струму та підстанцій змінного струму?

8. Фідером називають:

а) ділянку контактної мережі, б) живильну лінію; в) лінію зворотного зв’язку.


Література

2. Волотковский С.А. Рудничная электровозная тяга. 4-е изд., перераб. и доп. –
   

М.: Недра, 1981. – 389 с.

2. Прохорский А.А. Тяговые и трансформаторные подстанции. / Прохорский А.А. – М.: Транспорт, 1983. – 496с.

3. Шадрин Н.М. Электрическая тяга на открытых горных разработках. / Шадрин Н.М. – М.: Недра, 1987. – 256 с.

4. Справочник энергетика карьера / [Свердель И.С., Пляскин И.И., Знаменский А.А., Носов Г.Н.]. - М.: Недра, 1968 – 528 с.

5. Синчук О.Н., Гузов Э.С. и др. Системы управления рудничным электровозным транспортом. – М.: Недра, 1993 – 255 с.


Укладачі: доц. Гузов Е.С.

маг. Гладуш Т.М.