Учебно-методический комплекс информационные ресурсы дисциплины методические указания к лабораторно-практическим работам санкт-Петербург

Вид материала

Учебно-методический комплекс

Содержание Цикл лабораторно-практических работ выполняется в случае отсутствия у студента возможности выполнить цикл лабораторных работ на Общие методические указания к выполнению расчетной части лабораторно-практических работ (лпр) Можно рекомендовать следующие общие подходы к выполнению расчетно-практических заданий, входящих в программу ЛПР Без твердого знания теории нельзя рассчитывать на успешное решение даже сравнительно простых практических расчётов Оформление отчета Лабораторно-практическая работа № 1. Тип тр-ра Технические данные трехфазных трансформаторов 3. Порядок выполнения расчетов и расчетные формулы (см также [1] ч.2, с.с. 30-47, 62-67, 79-84) В этом случае: U1 = U0 = U2 = U1н . 3.3. Построение векторных диаграмм трансформатора уравнение электрического равновесия цепи первичной обмотки уравнен6ие электрического равновесия цепи вторичной обмотки уравнен6ие электрического равновесия магнитодвижущих сил в пределах магнитопровода трансформатора уравнен6ие электрического равновесия токов в узле контура намагничивания U на внутреннем сопротивлении приведенного трансформатора (изменение напряжения) можно вычислить по следующей формуле: u =  (u 3.5. Вычисление коэффициента полезного действия (КПД) трансформатора 3.6. Для описания конструкции и назначения Контрольные вопросы к ЛПР №1 Лабораторно-практическая работа № 2. ... Полное содержание

Подобный материал:

• Учебно-методический комплекс для студентов специальности «Реклама» Санкт-Петербург, 284.63kb.
• Методические указания к лабораторно-практическим занятиям для студентов очного и заочного, 620.25kb.
• Методика обучения изобразительной деятельности детей с проблемами в развитии Учебно-методический, 1422.44kb.
• Практикум (ч Деревообработка) Учебно-методический комплекс дисциплины Бийск бпгу имени, 1777.11kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине " мировые информационные ресурсы " для специальности, 184.11kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине " мировые информационные ресурсы " для специальности, 187.55kb.
• Учебно-методический комплекс по специальности: 030602. 65 Связи с общественностью Санкт-Петербург, 228.89kb.
• Учебно-методический комплекс по специальности: 030602. 65 Связи с общественностью Санкт-Петербург, 199.1kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине психология искусства по направлению 521000, 624.8kb.
• Учебно-методический комплекс по специальности: 030602. 65 Связи с общественностью Санкт-Петербург, 214.6kb.

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (СЗТУ)








Кафедра электротехники и электромеханики


Штыков В.Ф.


ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

Информационные ресурсы дисциплины

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИМ РАБОТАМ

Санкт-Петербург

Издательство СЗГТУ
2009


Утверждено на заседании кафедры Электротехники и электромеханики СЗТУ 19.01.2009 (протокол № 5).


Штыков В.Ф.  Электрические машины: учебно-методический комплекс (информационные ресурсы дисциплины): Методические указания к лабораторно-практическим работам/ В.Ф. Штыков. - СПб.: Изд-во СЗТУ, 2009.- 41 с.


Методические указания к лабораторно-практическим работам разработаны в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированных специалистов: 140600.62 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии».

Методические указания являются составной частью учебно-методического комплекса по дисциплине «Электрические машины» и могут быть использован студентами соответствующих специальностей для подготовки к практическим и лабораторным занятиям и выполнения контрольных работ, а преподавателями – для организации практических и лабораторных занятий по дисциплине «Электрические машины».

Рецензенты:	Кафедра электротехники и электромеханики СЗТУ (зав. кафедрой В. И. Рябуха, д-р техн. наук, проф.); Брандина Е.П., канд. техн. наук, проф.
Составитель:	Штыков Виктор Федорович, канд.техн.наук., доц.

© Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2009

© Штыков В.Ф., 2009


ВВЕДЕНИЕ


Целью выполнения лабораторно-практических работ является привитие студентам:

• умения планировать, организовывать и проводить экспериментальные стендовые исследования реальных электрических машин;
  
• умения переходить от физических процессов в реальных электрических машинах к их математическим описаниям, схемам и моделям;
  
• умения анализировать экспериментальные данные, давать им соответствующую интерпретацию и оценку, использовать в дальнейших расчётах.
  

Цикл лабораторно-практических работ выполняется в случае отсутствия у студента возможности выполнить цикл лабораторных работ на реальном физическом оборудовании и включает в себя работы, содержание которых соответствует 4 основным разделам дисциплины: «Трансформаторы», «Асинхронные машины», «Синхронные машины» и «Машины постоянного тока».

Конкретное содержание и порядок выполнения лабораторно-практических работ определяется приведёнными ниже методическими указаниями.

Отчет по результатам выполнения каждой работы после соответствующего оформления в соответствии с общими требованиями СЗТУ должен быть защищен у ведущего преподавателя.


ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТНОЙ ЧАСТИ ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ (ЛПР)


Каждое расчетно-практическое задание необходимо выполнить в соответствии с номером своего варианта, который определяется как сумма двух последних цифр личного шифра студента (кроме задания №3).

Для предварительной проверки выполненные ЛПР могут быть представлены преподавателю в электронном виде (в том числе по электронной почте).

Можно рекомендовать следующие общие подходы к выполнению расчетно-практических заданий, входящих в программу ЛПР:

• Внимательно прочитать условие и при необходимости дать его нагляд­ную схемную интерпретацию, используя условные графические обозначения элемен­тов электрических схем и электрических машин в соответствии с ГОСТами.
  
• Записать числовые данные задания и их единицы измерения. При этом необходимо указывать также те и величины, числовые значения которых непосредственно не задаются, но о которых говорится в задании. Например, если в условии сказано, что актив­ным сопротивлением обмотки якоря можно пренебречь, следует записать Rа = 0 и т.п.
  
• Установить искомые величины и единицы их измерения.
  
• Подобрать нужную формулу. Если искомая величина может быть определена из несколь­ких выражений, то необходимо сличить заданные величины с величинами, входящими в различные формулы, и выбрать нужное выражение. При необходимости выполнить нужные преобразования для определения искомой величины.
  
• В найденное выражение подста­вить числовые значения заданных величин, предварительно осуществив пересчет всех данных и выразив их в системе СИ, обращая при этом внимание на соразмерность величин (например, значение КПД указывать в относительных единицах, а не в процентах, мощность в Ваттах, а не в киловаттах и т.п.).
  
• Если решение задания требует графических построений (векторные диаграммы, механические и угловые характеристики), то следует предварительно наметить последовательность графи­ческих операций. Исходя из выбранного формата листа, для графических построений рассчитать масштабы и определить необходимые величины в соответствующем масш­табе. При выполнении построений последовательность графических операций отме­чать цифрами.
  
• Провести численный расчет и анализ полученных результатов. Все вычисления желательно выполнять с помощью компьютера или микрокалькулятора. Правильность полученного ответа проверить по получившейся размерности и с точки зрения здравого смысла исходя из представлений о физическом смысле и возможных реальных пределах изменения искомой величины.
  

При выполнении вычислений следует пользоваться правилами приближенных вычислений и записывать ответ с определенной степенью точности, соответствующей точности исходных данных, а также техническому или конструктивному смыслу иско­мой величины.

Без твердого знания теории нельзя рассчитывать на успешное решение даже сравнительно простых практических расчётов, поэтому, прежде чем приступить к выполнению заданий, необходимо тщательно проработать соответствующий теоретический раздел, используя рекомендованные источники информации

Исходные данные для выполнения заданий, а также конкретные приемы решения поставленных задач приведены ниже в соответствующих разделах.


ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА

Кроме титульного листа (см. Приложение 1), выполненного в соответствии с общими требованиями СЗТУ, отчет должен содержать:

• схему и описание лабораторной установки;
  

- перечень применяемых в схеме электрических машин, контрольно-измерительных приборов, аппаратуры управления и защиты;

- заполненные таблицы с исходными и расчетными параметрами, графики характеристик и векторных диаграмм;

- расчеты необходимых параметров, характеристик и векторных диаграмм;

- анализ полученных результатов и выводы;

- краткие ответы на контрольные вопросы;

- краткий список использованной литературы.

Графики должны быть вычерчены на миллиметровой бумаге и снабжены соответствующими обозначениями осей и приведенных на них кривых.

Важным условием при оформлении отчета являются анализ и оценка полученных результатов. Следует сравнить соответствие полученных результатов теоретическим положениям и определить причины возможных расхождений.

При выставлении итоговой оценки по лабораторно-практической работе учитывается не только результаты ответов на контрольные вопросы, но также тщательность и аккуратность оформления отчета.


ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1.

ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА


Цель работы: Ознакомиться с устройством и принципом действия трансформатора. Изучить режимы его работы, освоить экспериментальные и расчетные способы получения его основных характеристик.


1. План работы:

• Изучить электрическую схему лабораторной установки, представленную на рис.1.1.
  
• Изучить порядок проведения опытов холостого хода и короткого замыкания трансформатора.
  
• Изучить порядок экспериментального определения характеристики холостого хода трансформатора и его внешних характеристик.
  
• Выполнить формирование необходимых исходных данных и расчетов в соответствии с приведённой ниже программой исследования.
  
• Оформить отчет.
  

КЛ


Кнг

F2

F1


H1


Ккз




ЛАТР


T


H2 – Н4

Рис.1.1. Схема лабораторной установки.

2. Программа исследования

2.1. Дать описание состава и назначения элементов лабораторной установки, схема которой представлена на рис.1.1.

2.2. Описать содержание опытов холостого хода и короткого замыкания трансформатора, а также порядок их проведения.

2.3. Описать порядок экспериментального определения внешних характеристик трансформатора.

2.4. По приведенным в таблице 1.2 техническим данным для своего варианта определить параметры, соответствующие опытам холостого хода и короткого замыкания исследуемого трансформатора и занести их в таблицу 1.1.

2.5. Рассчитать параметры схемы замещения трансформатора.

2.6. Построить в масштабе векторные диаграммы для двух случаев:

а) при коэффициенте загрузки трансформатора = 1 и коэффициенте мощности Cos ₂ = 1;

б) при коэффициенте загрузки трансформатора =0,5 и Cos ₂ = 0,85 при активно-индуктивной нагрузке.

2.7. Определить изменение напряжения трансформатора при указанных в п. 2.6 условиях нагрузки.

2.8.Найти значения коэффициента полезного действия (КПД) при заданных нагрузках.

2.9. На основании обозначения типа трансформатора дать краткую характеристику его конструкции и назначения.


Таблица 1.1

Тип тр-ра	Номинальные данные			Данные опыта ХХ		Данные опыта КЗ
	U1Н	U2Н	SН	I1Х	РХ	UК	РК
	В	В	кВА	А	кВт	В	кВт

Таблица 1.2. Технические данные трехфазных трансформаторов

№ п/п	Тип Трансфор-матора	Sн3 кВ-А	U1нл кВ	U2Нл кВ	P03 кВт	PК3 кВт	uК %	I0 %
1	ТМ-25/6	25	6	0,23	0,13	0,60	4,5	3,2
2	ТМ-25/10	25	10	0,4	0,13	0,60	4,5	3,2
3	ТМ-40/6	40	6	0,23	0,175	0,88	4,6	3,0
4	ТМ -40/10	40	10	0,4	0,175	0,88	4,5	3,0
5	ТМ-63/6	63	6	0,23	0,24	1,28	4,5	2,8
6	ТМ-63/6	63	10	0,4	0,24	1,28	4,5	2,8
7	ТМ- 100/6	100	6	0,23	0,33	1,97	6,5	2,6
8	ТМ-100/10	100	10	0,4	0,33	1,97	6,5	2,6
9	ТМ- 160/6	160	6	0,23	0,54	2,65	4,5	2,4
10	ТМ-160/10	160	10	0,4	0,54	2,65	4,5	2,4
11	ТМ-250/6	250	6	0,23	0,74	3,7	4,5	2,3
12	ТМ-250/10	250	10	0,4	0,74	3,7	4,5	2,3
13	ТМ -400/6	400	6	0,23	1,1	5,5	4,5	2,1
14	ТМ-400/10	400	10	0,4	1,1	5,5	4,5	2,1
15	ТМ-630/6	630	6	0,23	1,68	7,6	5,5	2,0
16	ТМ-630/10	630	10	0,4	1,68	7,6	5,5	2,0
17	ТМ- 1000/6	1000	6	0,23	2.45	12,2	5,5	1,5
18	ТМ- 1600/6	1600	6	0,23	3.3	18,0	5,5	1,3

Так как все приведённые в таблице 1.2 исходные данные относятся к трехфазным трансформаторам, то перед началом расчётов нужно пересчитать все заданные параметры на одну фазу трансформатора, предполагая, что его обмотки соединены звездой.

Это означает, что в дальнейших расчетах надо принять:




В приведенных выше формулах величины, стоящие в числителях правых частей, отмеченные индексом «3», взяты из таблицы исходных данных для трехфазных трансформаторов, а в левых частях этих формул стоят используемые в дальнейших расчетах величины, пересчитанные на одну фазу трехфазного трансформатора, обмотки которого соединены звездой.

3. Порядок выполнения расчетов и расчетные формулы (см также [1] ч.2, с.с. 30-47, 62-67, 79-84)

3.1. Расчет параметров схемы замещения трансформатора по данным опыта холостого хода


Коэффициент трансформации: k_тр = U_1н / U_2н;

Номинальный ток первичной обмотки: I_1н = S_н/ U_1н;

Ток холостого хода: I_Х= I _Х% I_1н /100 .

Упростим схему замещения трансформатора с учетом того, что активное и индуктивное сопротивления первичной обмотки пренебрежимо малы по равнению с сопротивлениями контура намагничивания схемы замещения (рис.1.2).

Элементы вторичной обмотки на схеме замещения отсутствуют, так как в режиме холостого хода по ним ток не течет.