ГБПОУ «Кизеловский политехнический техникум»

ГБПОУ «Кизеловский политехнический техникум»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

МДК.01.01. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И АППАРАТЫ

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ (ПО ОТРАСЛЯМ)

2018 г.

Редакция 1

Контрольная работа разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – ФГОС) для специальности среднего профессионального образования (далее - СПО) 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям) (приказ Минобрнауки России от 07.12.2017 № 1196).

Организация-разработчик: ГБПОУ «Кизеловский политехнический техникум»

Разработчик: Зайнуллина Елена Наримановна, преподаватель специальных дисциплин ГБПОУ «Кизеловский политехнический техникум»

СОДЕРЖАНИЕ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

МДК.01.01.Электрические машины и аппараты является специальной для специальности СПО: 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям) и базируется на знаниях и умениях, полученных студентами при изучении общеобразовательных и общепрофессиональных дисциплин.

С целью овладения указанным видом профессиональной деятельности и соответствующими профессиональными компетенциями обучающийся в ходе освоения междисциплинарного курса должен:

знать:

§ технические параметры, характеристики и особенности различных видов электрических машин;

§ классификацию основного электрического и электромеханического оборудования отрасли;

§ элементы систем автоматики, их классификацию, основные характеристики и принципы построения систем автоматического управления электрическим и электромеханическим оборудованием;

§ классификацию и назначение электроприводов, физические процессы в электроприводах;

§ выбор электродвигателей и схем управления;

§ устройство систем электроснабжения, выбор элементов схемы электроснабжения и защиты;

§ физические принципы работы, конструкцию, технические характеристики, области применения, правила эксплуатации электрического и электромеханического оборудования;

§ условия эксплуатации электрооборудования;

уметь:

§ определять электроэнергетические параметры электрических машин и аппаратов, электротехнических устройств и систем;

§ подбирать технологическое оборудование для ремонта и эксплуатации электрических машин и аппаратов, электротехнических устройств и систем, определять оптимальные варианты его использования;

§ организовывать и выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования;

§ проводить анализ неисправностей электрооборудования;

§ прогнозировать отказы и обнаруживать дефектыэлектрического и электромеханического оборудования.

иметь практический опыт в:

§ выполнении работ по технической эксплуатации, обслуживанию и ремонту электрического и электромеханического оборудования;

§ использовании основных измерительных приборов.

В результате изучения дисциплины обучающийся должен обладать элементами общих и профессиональных компетенций, включающих в себя способность:

ОК 01. Выбирать способы решения задач профессиональной деятельности применительно к различным контекстам;

ОК 02. Осуществлять поиск, анализ и интерпретацию информации, необходимой для выполнения задач профессиональной деятельности;

ОК 03. Планировать и реализовывать собственное профессиональное и личностное развитие;

ОК 04. Работать в коллективе и команде, эффективно взаимодействовать с коллегами, руководством, клиентами;

ОК 05. Осуществлять устную и письменную коммуникацию на государственном языке Российской Федерации с учетом особенностей социального и культурного контекста;

ОК 09. Использовать информационные технологии в профессиональной деятельности;

ОК 10. Пользоваться профессиональной документацией на государственном и иностранном языках;

ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования;

ПК 1.2. Организовывать и выполнять техническое обслуживание и ремонт электрического и электромеханического оборудования;

ПК 1.3. Осуществлять диагностику и технический контроль при эксплуатации электрического и электромеханического оборудования;

ПК 1.4. Составлять отчетную документацию по техническому обслуживанию и ремонту электрического и электромеханического оборудования.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН МДК

Электрические машины

Введение в электрические машины

Раздел 1. Трансформаторы

Тема 1.1 Устройство и рабочий процесс однофазного трансформатора

Тема 1.2 Трехфазные трансформаторы

Тема 1.3 Переходные процессы в трансформаторах

Тема 1.4 Специальные трансформаторы

Тема 1.5 Выбор и упрощенный расчет трансформатора

Раздел 2. Физические основы работы и использования электрических машин

Тема 2.1 Преобразование видов энергии в электрических машинах

Раздел 3. Электрические машины переменного тока

Тема 3.1 Принцип действия бесколлекторных машин переменного тока

Тема 3.2 Принцип выполнения обмоток статора

Тема 3.3 Основные типы обмоток статора

Тема 3.4 Магнитодвижущая сила обмоток статора

Тема 3.5 Рабочий процесс асинхронной машины

Тема 3.6 Пуск, реверсирование и регулирование частоты вращения трехфазного асинхронного двигателя

Тема 3.7 Однофазные и конденсаторные асинхронные двигатели

Тема 3.8 Асинхронные машины специального назначения и исполнения

Тема 3.9 Основные типы серийно выпускаемых асинхронных двигателей

Тема 3.10 Устройство и принцип действия синхронной машины

Тема 3.11 Синхронные двигатели и компенсаторы

Тема 3.12 Синхронные машины специального назначения и исполнения

Раздел 4. Электрические машины постоянного тока

Тема 4.1 Принцип работы и устройство машины постоянного тока

Тема 4.2 Магнитная цепь машины постоянного тока

Тема 4.3 Коммутация в машинах постоянного тока

Тема 4.4 Генераторы постоянного тока

Тема 4.5 Двигатели постоянного тока

Тема 4.6 Потери КПД машин постоянного тока

Тема 4.7 Машины постоянного тока специального назначения и исполнения

Тема 4.8 Охлаждение электрических машин

Электрические аппараты

Введение в электрические аппараты

Раздел 5. Основы теории электрических аппаратов

Тема 5.1 Тепловые процессы в электрических и магнитных цепях

Тема 5.2 Электромагнитные взаимодействия в электрических аппаратах

Тема 5.3 Процессы коммутации электрических цепей

Раздел 6. Электрические аппараты низкого напряжения

Тема 6.1 Аппараты управления, защиты и автоматики

Тема 6.2 Аппараты распределительных устройств

Раздел 7. Высоковольтные аппараты

Тема 7.1 Высоковольтные аппараты

Раздел 8. Бесконтактные электрические аппараты

Тема 8.1 Бесконтактные электрические аппараты

Раздел 9. Выбор электрических и электронных аппаратов по заданным условиям и проверка их на соответствие заданным режимам работы

Тема 9.1 Выбор электрических и электронных аппаратов по заданным условиям и проверка на соответствие заданным режимам работы

Электрический привод

Введение

Раздел 10. Механика электропривода

Тема 10.1 Механика электропривода

Раздел 11. Электроприводы с двигателями постоянного тока

Тема 11.1 Электроприводы с двигателями постоянного тока независимого возбуждения

Тема 11.2 Электроприводы с двигателями постоянного тока последовательного возбуждения

Тема 11.3 Электроприводы с двигателями постоянного тока смешанного возбуждения

Раздел 12. Электроприводы с двигателями переменного тока

Тема 12.1 Электроприводы с асинхронным двигателем

Тема 12.2 Электроприводы с синхронным двигателем

Раздел 13. Взаимосвязанный электропривод

Тема 13.1 Взаимосвязанный электропривод

Раздел 14. Энергетика электропривода

Тема 14.1 Энергетика электропривода

Раздел 15. Системы электропривода

Тема 15.1 Разомкнутые и замкнутые системы

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

Выполнение обмотки

На развёрнутой поверхности статора размещаются пазы, затем размещают зоны верхних сторон катушек для всех фаз цветными карандашами по q=2. Нижние стороны катушек получаем на расстоянии 11 от верхней стороны катушки. Нижние стороны изображаем пунктиром.

Сначала изображаются все секции фазы С₁С₄. Секции, лежащие в соседних пазах, соединяют последовательно и получают секционные группы фазы С₁С₄. Секционные группы соединяют последовательно друг с другом.

Чтобы ЭДС секционных групп действовали согласно, нужно соединить конец первой секционной группы с концом второй секционной группы, конец третьей секционной группы с концом четвёртой секционной группы и последовательно группы катушек 1-2 и 3-4.

Далее отмечаем начало фазных обмоток С₂С₅ и С₃С₆. Расстояние между обмотками равно λ=4 паза. Следовательно, начало фазы С₂С₅ берем в пятом пазу, а начало фазы С₃С₆ - в девятом пазу. Соединение секционных групп фаз С₂С₅ и С₃С₆ изображаем аналогично фазе С₁С₄.

ЗАДАЧА 4.

Для асинхронного трехфазного короткозамкнутого двигателя известны технические данные:

Номинальная мощность Р_н=40 кВт

Номинальное напряжение U_н=380 B

Номинальная скорость вращения n_н=730 об/мин

Коэффициент мощности cosφ₁=0,84

Потери механические ∆Р_мех=0.02·Р_н

Потери добавочные ∆Р_доб=0,005·Р₁

Коэффициент полезного действия η=91,5%

Перегрузочная способность К=1,7

Кратность пускового момента М_п/М_эм=1/2

Кратность пускового тока I_п/I_н =7

Критическое скольжение S_кр=0,15

Определить:

1.Число полюсов 2р.

2. Номинальное скольжение S_н.

3. Частоту тока работа f₂.

4. Суммарные потери в двигателе ΣР.

5. Номинальный ток I_н.

6. Пусквой ток I_п.

7. Электромагнитую мощность Р_эм.

8. Электрические потери в ротаре ∆Р_э2.

9. Полезный момент двигателя на валу М₂.

10. Момент холостого хода М₀.

11. Электромагнитный момент М_эм.

12. Пусковой момент М_п.

13. Максимальный момент М_max.

14. Постройте механическую характеристику двигателя по четырем точкам соответствующим скольжениям S=0, S=S_н, S=S_кр, S=1.

15. Определите пусковой ток при снижении напряжения 10%.

16. Определите, возможен ли запуск двигателя при снижении напряжении напряжения на 30%.

Решение:

1. Число полюсов: 2р=8, где

Если n_н=730 об/мин, то n₁=750 об/мин.

2. Номинальное скольжение:

3. Частота тока ротора: Гц

4. Суммарные потери в двигателе:

кВт,

где Р₂=Р_н - при номинальной нагрузке;

кВт

 5.Номинальный ток: А

6. Пусковой ток: А

7. Электромагнитная мощность:

кВт,

где кВт - полная механическая мощность;

кВт - потери холостого хода.

8. Электрические потери в роторе:

кВт

9. Полезный момент двигателя на валу:

Н·м

10. Момент холостого хода:

 Н·м

11. Электромагнитный момент:

 Н·м

или  Н·м

или  Н·м

12. Пусковой момент:

 Н·м

13. Максимальный момент:

 Н·м

14.Механическая характеристика двигателя

Характеристика построена в соответствии с таблицей 8.

Таблица 8

15. Пусковой ток при снижении напряжения на 10%:

А

16. Определить возможность запуска при снижении напряжения на 10%.

Пусковой момент двигателя при снижении напряжения на 10%:

 Н·м

Так как М_п=520,83 Н·м < М_ст=М_эм=536 Н·м, то запуск двигателя невозможен.

17. Определить перегрузочную способность двигателя при снижении напряжения на 30%:

 Н·м – максимальный момент при снижении напряжения.

, т.е. двигатель не может нести номинальную нагрузку.

ЗАДАЧА 5.

Для трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором известно:

в фазе вращающегося ротора наводится ЭДС Е_2s=5B при скольжении S_н=0,02;

активное сопротивление обмотки ротора R₂=0,2 Ом;

индуктивное сопротивление неподвижного ротора Х₂=1,5 Ом;

коэффициент трансформации по току К₁=2;

число полюсов 2р=6.

Определить:

1. ЭДС неподвижного ротора Е₂.

2. Ток ротора при нагрузке машины I₂.

3. Ток статора при нагрузке I₁.

4. Пусковой ток двигателя I_п.

5. Определить добавочное сопротивление R_д, вводимое в цепь ротора для снижения скорости вращения до 0,8n_н, если М_ст=const.

Решение:

1. ЭДС неподвижного ротора: В

2. Ток ротора при нагрузке машины: А,

где Ом

3. Ток статора при нагрузке: А

4. Пусковой ток двигателя: А,

где А

5. Добавочное сопротивление, вводимое в цепь ротора для снижения скорости вращения до 0,8n_н:

При номинальной скорости вращения

При сниженной скорости вращения

Так как задано М_эм=М_ст=conct, то ;

Ом,

где

об/мин

    Решение рассмотренных типовых задач может быть использовано при подготовке к экзамену.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2

Вопросы