В.Г. Черномашенцев, В.А. Пацкевич

Кафедра электротехники

В.Г. Черномашенцев, В.А. Пацкевич

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Пособие для выполнения курсовой и контрольных работ

студентами безотрывной формы обучения

 

Гомель 2005
Министерство образования Республики Беларусь

 

Учреждение образования

«Белорусский государственный университет транспорта»

 

Кафедра электротехники

 

В.Г.Черномашенцев, В.А.Пацкевич

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

 

Пособие для выполнения курсовой и контрольных работ

студентами безотрывной формы обучения

 

 

Под редакцией В.Г. Черномашенцева

 

 

Одобрено методической комиссией ФБО

 

 

Гомель 2005

УДК 621.3+621.38(076.5)

ББК

Ч-49

 

 

Р е ц е н з е н т – канд. техн. наук, доцент В.С. Могила (УО «БелГУТ»).

 

Черномашенцев, В.Г.

 

Ч-49 Электрические машины: пособие для выполнения курсовой и контрольных работ студентами безотрывной формы обучения / В.Г. Черномашенцев, В.А. Пацкевич; под ред В.Г.Черномашенцева. – Гомель: УО «БелГУТ», 2005. – 72 с.

ISBN

 

Содержит теоретическую часть, необходимую для выполнения отмеченных работ, практическую, включающую в себя задания, и методические указания к их выполнению, состоит из трёх разделов: трансформаторы, асинхронные двигатели и машины постоянного тока.

Предназначено для студентов специальностей «Тяговый подвижной состав (тепловозы)» и «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте».

 

УДК 621.3+621.38(076)

ББК

© Черномашенцев В.Г., Пацкевич В.А., 2005.

ISBN © УО «БелГУТ», 2005.

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Пособие предназначено для выполнения курсовой и контрольных работ по дисциплине «Электрические машины и преобразователи» студентами IV курса заочной формы обучения. При этом студенты специальности «Тяговой подвижной состав (тепловозы)» выполняют курсовую работу, состоящую из трех задач, а студенты специальности «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте» – две контрольные работы, каждая из которых включает в себя по две задачи. Решение указанных задач способствует более глубокому усвоению теории, позволяет сконцентрировать внимание обучающихся на ее узловых положениях.

Так как у студентов заочной формы обучения на самостоятельную работу времени значительно меньше, чем у студентов, занимающихся с отрывом от производства, то им трудно пользоваться существующими учебными пособиями и методическими указаниями, предназначенными прежде всего для студентов дневной формы обучения. Это учтено в данном пособии, где каждая глава содержит в себе: теоретическую часть, необходимую для решения задач и помогающую студенту восстановить в памяти теоретические положения курса; практическую, в которой приведены задачи для решения и методические указания к их решению.

Пособие включает в себя три раздела: трансформаторы, асинхронные двигатели и машины постоянного тока. Курсовая работа, выполненная на основании данного пособия, должна состоять из расчетной записки с графиками и эскизами, которые следует выполнять карандашом на миллиметровой бумаге. Расчетные точки, через которые проводятся линии графика, должны быть видны на кривых. Для координатных осей необходимо выбирать равномерные масштабы, кратные 1; 2; 2,5; 5; 10 и т.д., во всем диапазоне изменения величины, при этом по оси абсцисс откладывается только один масштаб какой-нибудь величины, например Р ₂, а по направлению оси ординат можно построить несколько масштабных осей по числу рассматриваемых зависимостей, например I ₁ = f ₁(P ₂); cosj₁ = f ₂(P ₂); n = f ₃(P ₂) и т.д. Все вертикальные шкалы должны быть оцифрованы равномерно на одной высоте и должны начинаться с нуля.

При выполнении курсовой или контрольных работ необходимо применять стандартные условные обозначения электрических величин, единиц их измерения и условные графические обозначения элементов электрических цепей по ГОСТам.

Расчетная записка курсовой работы пишется на одной стороне листа формата А4 с обязательным оставлением полей для замечаний рецензента. В записке приводятся необходимые расчеты, таблицы, пояснения, перечень использованной литературы. Листы, рисунки и таблицы пояснительной записки должны быть пронумерованы. Применять сокращения не следует, кроме общепринятых. В тексте должны быть приведены номера таблиц, рисунков тех источников, которые использованы в расчете.

Рисунки и таблицы в курсовой работе размещаются после ссылки на них в тексте или на следующей странице, если они выполняются на отдельных листах.

Результаты расчетов округляются до трех значащих цифр. Ошибки, отмеченные рецензентом, должны быть исправлены аккуратно. Для исправлений можно использовать обратную (чистую) сторону предыдущего листа. При большом количестве исправлений на одной странице ее нужно переписать и вклеить рядом со страницей, содержащей замечания рецензента.

Контрольные работы студентов 3ЭТ-IV можно выполнять в тетради, однако все вышеперечисленные требования остаются теми же.

Для успешного выполнения курсовой и контрольных работ необходимо изучить по [1] или любому учебнику по электрическим машинам соответствующий теоретический раздел. Без знания теории нельзя рассчитывать на решение даже сравнительно простых задач.

Номера вариантов задач выбираются по таблицам согласно двум последним цифрам учебного шифра студента или выдаются преподавателем, ведущим данный вид занятия.

При разработке пособия использован материал [2-6].

Для решения задач можно рекомендовать следующие общие указания:

1. Внимательно прочитать условие задачи и при необходимости дать его наглядную схемную интерпретацию, используя условные графические обозначения элементов электрических схем и электрических машин в соответствии с ГОСТами.

2. Записать числовые данные условия задачи и их единицы измерения. Указать также те величины, числовые значения которых непосредственно не задаются, но о них можно судить по условию задачи. Например, если в условии сказано, что активным сопротивлением обмотки можно пренебречь, следует записать R = 0, если в задаче насыщение не учитывается, указывается = и т. п. Устанавливаются искомые величины и единицы их измерения.

3. Подобрать нужную формулу. Если искомая величина определяется из нескольких выражений, то необходимо сличить заданные величины с величинами, входящими в различные формулы и выбрать нужное выражение. При необходимости выполнить преобразования для определения искомой величины.

4. Если решение задачи требует графических построений, то следует предварительно наметить последовательность графических операций.

5. Провести числовой расчет и анализ полученного результата. Получив числовой ответ, следует по возможности оценить его соответствие реальному физическому смыслу исходной величины.

6. В заключение целесообразно проанализировать расчетную формулу, последовательность графических построений, алгоритм расчета и выяснить, как изменяются искомые величины при изменении величин, функцией которых они являются.

ТРАНСФОРМАТОРЫ

Задания на выполнение курсовой и контрольной работ

По разделу «Трансформаторы»

 

1.2.1 Задача 1 курсовой работы для студентов ЗТ-IV

Трехфазный двухобмоточный трансформатор характеризуется следующими величинами: мощность S _н; высшее линейное напряжение U _вн; низшее линейное напряжение U _нн; мощность потерь холостого хода Р ₀; мощность потерь короткого замыкания Р _кн; напряжение короткого замыкания u _к; ток холостого хода i ₀; коэффициент полезного действия h, определенный при коэффициенте нагрузки b = 1 и cosj₂ = 0,8; параметры упрощенной схемы замещения r _к и х _­к; параметры намагничивающей ветви r ₀ и х _0.

Числовые значения заданных величин, схема соединения обмоток и номера пунктов задания, подлежащих выполнению, указаны в таблице 1.1–1.5. Номер варианта выдается студенту преподавателем.

Задание: сформулировать условие задачи для своего варианта и выполнить следующее:

1. Начертить схему трансформатора.

2. Определить номинальные токи в обмотках трансформатора.

3. Определить коэффициенты трансформации фазных и линейных напряжений.

4. Определить мощность потерь холостого хода Р ₀.

5. Определить мощность потерь короткого замыкания Р _кн.

6. Определить параметры упрощенной схемы замещения трансформатора, активное и реактивное сопротивления фазы первичной и вторичной обмоток, полагая, что r ₁ = r ₂¢ = r _к/2 и х ₁ = х ₂¢ = х _к/2.

7. Начертить упрощенную схему замещения трансформатора.

8. Начертить Т-образную схему замещения трансформатора и определить ее параметры.

9. Построить векторную диаграмму для упрощенной схемы замещения при значении коэффициента нагрузки b = 0,75 и cosj₂ = 0,8 (j₂ > 0).

10. Определить процентное изменение вторичного напряжения при значениях коэффициента нагрузки b:0,25; 0,50; 0,75; 1,0 и cosj₂ = 0,8 (j₂ > 0 и j₂ < 0).

11. Определить максимальное значение КПД трансформатора при cosj₂ = 0,8.

12. Определить КПД трансформатора при значениях коэффициента нагрузкиb: 0,25; 0,50; 0,75; 1,0 и cosj₂ = 0,8.

13. Определить напряжение U ₂ на зажимах вторичной обмотки при значениях коэффициента нагрузки b:0,25; 0,50; 0,75; 1,0 и cosj₂ = 0.8 (j₂ > 0). Построить график зависимости U ₂ = f (b).

14. Определить характер нагрузки (j₂ =?), при котором напряжение U ₂ на зажимах вторичной обмотки не зависит от коэффициента нагрузки b.

Исходные данные к задаче 1 курсовой работы для студентов ЗТ-IV

Таблица 1.1

Пункты задания, подлежащие выполнению: 1,2,3,6,7,8,9,10( > 0),12,14
Схема соединения обмоток – Y/
Вариант	Тип трансформатора	S н, кВА	U, кВ	Р о, кВт	Р кн, кВт	u k, %	i 0, %
ВН	НН
	TМ-25/6 ТМ-40/6 ТМ-40/10 ТМ-63/6		6,3 6,3 6,3	0,4 0,23 0,4 0,4	0,105 0,240 0,160 0,360	0,600 0,880 0,940 1,350	4,5 4,5 4,6 4,7	3,2 4,5 3,0 4,5
	ТМ-100/6 ТМ-100/35 ТМ-160/35 ТМ-250/10 ТМ-250/35 ТСМ-320/10		6,3	0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,525	0,330 0,430 0,610 1,050 0,960 1,250	2,100 2,100 2,800 3,900 3,900 4,650	4,6 6,6 6,6 4,6 6,6 4,5	2,6 4,16 2,4 3,0 2,3 2,5

Таблица 1.2

Пункты задания, подлежащие выполнению: 1,2,3,6,7,8,9,10(j2 > 0),12,14
Схема соединения обмоток – Y/
Вариант	Тип трансформатора	S н, кВА	U, кВ	Р 0, кВт	Р кн, кВт	u k, %	i 0, %
ВН	НН
	ТМ-1000/10 ТМ-1600/10 ТМ-1000/35 ТМ-1600/35 ТМ-2500/10 ТМ-2500/35 ТМ-1000/10 ТМ-1600/10 ТМ-1000/35 ТМ-1600/35			0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,23 0,23 0,23 0,23	2,45 3,30 2,75 3,65 4,60 5,10 2,45 3,30 2,75 3,65	12,2 18,0 12,2 18,0 25,0 25,0 12,8 18,9 12,8 18,9	5,5 5,5 6,5 6,5 5,5 6,5 5,5 5,5 6,5 6,5	1,4 1,3 1,5 1,4 1,0 1,1 1,4 1,3 1,5 1,4

 

Таблица 1.3

Пункты задания, подлежащие выполнению: 1,2,3,5,6,7,10,12,13,14
Вариант	Тип трансформатора	S н, кВА	U, кВ	Р о, кВт	r k, Ом	x k, Ом	Схема соединения
ВН	НН
	ТМ-25/6 ТМ-40/10 ТМ-100/35 ТМ-160/10 ТМ-250/10 ТМ-250/35 ТМ-25/10 ТМ-160/35 ТМ-100/6 ТМ-63/6		6,3 6,3 6,3	0,4 0,4 0,23 0,23 0,23 0,23 0,4 0,4 0,4 0,4	0,105 0,160 0,465 0,565 0,820 1,000 0,135 0,610 0,330 0,360	38,14 59,23 253,4 10,84 6,20 75,9 95,12 133,9 8,30 13,47	60,41 98,57 755,6 25,92 16,90 301,2 152,8 487,7 16,25 26,36	Y/ Y/Y Y/ Y/ Y/ Y/ Y/Y Y/Y Y/Y Y/Y

 

Таблица 1.4

Пункты задания, подлежащие выполнению: 1,2,3,4,6,7,8,9,11,13,14
Схема соединения обмоток – Y/
Вариант	Тип трансформатора	S н, кВА	U, кВ	Р кн, кВт	u k, %	i 0, %	, %
ВН	НН
	ТМ-250/35 ТМ-250/10 ТМ-160/10 ТМ-1600/10 ТМ-100/35 ТМ-63/6 ТМ-160/35 ТМ-1000/35 ТМ-40/6 ТМ-25/6		6,3 6,3 6,3	0,23 0,23 0,23 0,23 0,4 0,4 0,4 0,23 0,23 0,4	3,885 3,885 2,783 18,9 1,970 1,350 2,800 12,8 0,880 0,600	6,5 4,5 4,5 5,5 6,5 4,7 6,6 6,5 4,5 4,5	2,3 2,3 2,4 1,3 2,6 4,5 2,4 1,5 4,5 3,2	98,1 98,2 98,1 98,8 97,7 97,3 98,0 98,5 97,2 97,5

КПД определен при коэффициенте нагрузки и cos j₂ = 0,8

Таблица 1.5

Пункты задания, подлежащие выполнению: 1,2,3,4,5,6,7,8,9,13,15,18,22
Вариант	S н, кВА	U, кВ	r k, Ом	x k, Oм	r o, Oм	x o, Oм	Схема соединения
ВН	НН
		6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3	0,525 0,525 0,525 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,525 0,4	12,64 23,95 9,5 59,4 334,2 13,47 8,3 133,9 20,98 37,38	27,84 49,51 19,65 91,57 436,78 26,36 16,35 487,7 38,28 62,41			Y/Y Y/ Y/Y Y/ Y/ Y/Y Y/Y Y/ Y/Y Y/

1.2.2 Задача 1 контрольной работы № 1 для студентов ЗЭТ-IV

Однофазный трансформатор малой мощности характеризуется следующими номинальными величинами: мощность S _н, первичное напряжение U _1H, вторичное напряжение U _2H, процентное значение тока холостого хода i ₀ %, мощность потерь в сердечнике трансформатора P ₀, процентное значение напряжения короткого замыкания u _k%, мощность потерь короткого замыкания P _кн .

Определить:

1. Коэффициент трансформации трансформатора k, номинальные токи первичной I _1Н и вторичной I _2Н обмоток.

2. Параметры T-образной схемы замещения, КПД при коэффициенте нагрузки и коэффициенте мощностиcosj₂ = 0,8.

3. Процентное изменение вторичного напряжения D u% и вторичное напряжение U ₂ при и cosj₂ = 0,8.

4. Характер нагрузки, при котором вторичное напряжение не зависит от коэффициента b.

5. Коэффициенты мощности для режимов холостого хода и короткого замыкания – cosj₀, cosj_к.

6. Начертить схему замещения трансформатора, построить зависимость U ₂ = f (b) при cosj₂ = 0,8.

Числовые значения исходных величин берутся студентом из таблицы 1.6 по варианту, выданному преподавателем.

 

Таблица 1.6 – Исходные данные к задаче 1 контрольной работы № 1 для студентов ЗЭТ-IV

Вариант	Тип трансформатора	S н, ВА	U 1Н, В	U 2Н, В	i о, %	P о, Вт	u к, %	Р кн, Вт
	ОМ-О,З/6 ОМ-0,66/6 ОМ-1,2/6 ОМ-0,66/10 ОМ-1,2/10 ОМ-1,2/6 ОМ-1,2/6 ОМ-1,2/10 ОМ-1,2/10
	ОМ-1,2/10 ОМ-0,63/6 ОМ-0,63/10 ОМ-1,25/6 ОМ-1,25/10 ОМ-0,3/6 ОМ-0,63/10 ОМ-1,25/6 ОМ-1,25/10 ПОБС-2АУЗ ПОБС-3АУЗ ПОБС-5АУЗ ПРТ-АУЗ ПТ-25АУЗ ПТИУЗ СОБСЗА СТ-3 СТ-2 СТ-3 СКТ-1 СТ-2			17,6 247,5 11,2 82,6	4,4 4,4	4,5 1,5	6,8 6,8 6,8 6,8	1,5

АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

 

Задания на выполнение курсовой и контрольной работ

МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Двигатели постоянного тока

Как уже отмечалось ранее по способу включения обмотки возбуждения все двигатели постоянного тока делятся на следующие типы (рисунок 3.2):

а) двигатели параллельного возбуждения;

б) двигатели последовательного возбуждения;

в) двигатели смешанного возбуждения.

Из основного уравнения напряжения для двигательного режима имеем

(3-11)

При пуске двигателя n = 0 и I_{a пуск} = (3-12)

С целью ограничения пускового тока последовательно с якорем включается пусковой реостат, величина сопротивления которого должна обеспечивать

(3-13)

Из последнего уравнения получаем

(3-14)

В процессе пуска двигателя по мере увеличения оборотов величина R _пуск должна уменьшаться и после пуска она должна быть равна нулю.

Задания на выполнение курсовой и контрольной работ по разделу «Машины постоянного тока»

3.2.1 Задача 3 курсовой работы для студентов ЗТ-IV

Необходимо:

1. Вычертить эскиз магнитной цепи для одной пары полюсов и произвести поверочный расчет магнитной цепи при холостом ходе, построить кривую намагничивания Ф = f (F _в), определить коэффициент насыщения магнитной цепи.

2. Рассчитать и вычертить схему - развертку обмотки якоря и схему ее параллельных ветвей, для чего следует:

а) определить параметры обмотки – число секций S, число витков в секции w _c, шаги y ₁,y₂,y.

б) составить таблицу обмотки;

в) вычертить схему-развертку обмотки, нанести на нее контуры главных и дополнительных полюсов, задаться направлением вращения якоря и определить полярность щеток и дополнительных полюсов;

г) вычертить схему параллельных ветвей обмотки якоря, указав номера секций.

При выполнении работы принять, что сердечники якоря, главных и дополнительных полюсов набраны из листов электротехнической стали марок 1211 и 1212 толщиной 0,5 мм (к _с = 0,93); материал станины – литая сталь. Пазы якоря открытые, с параллельными стенками.

Числовые значения исходных величин берутся согласно двум последним цифрам учебного шифра студента по таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Исходные данные к задаче 3 курсовой работы для студентов ЗТ-IV

Наименование величины	Номера вариантов
По предпос-ледней цифре шифра	По последней цифре шифра
Число пар полюсов, р Расчетный коэффициент полюсной дуги	0-9   0,2,4,7,9 1,3,5,6,8	0,64 0,68	0,68 0,72	0,67 0,65	0,71 0,70	0,72 0,69	0,69 0,65	0,66 0,68	0,70 0,72	0,68 0,70	0,65 0,67
Диаметр якоря Dа , мм   Активная длина якоря l a, мм	0,2,4,6,8 1,3,5,7,9   0,1 2,3 4,5 6,7 8,9
Отношение t 1/ b z3   Воздушный зазор ,мм Высота паза h z,мм   Высота главного полюса h m, мм Коэффициент магнит- ного рассеяния Тип обмотки     Число пазов якоря Z     Напряжение питания U,В   Частота вращения n, об/мин   Режим работы машины	0,3,5,7,8 1,2,4,6,9   0-9   0-9   0-9   0-9   0,2,4,6,8 1,3,5,7,9   0,1,5,8 2,3,7 4,6,9   0,1,2,3,4 5,6,7,8,9   0,2,4,6,8 1,35,7,9   0,1,2,3,4 5,6,7,8,9	3,0 3,2   2,5       1,17   петл волн         двиг. ген.	2,5 2,6   4,7       1,25   петл волн         двиг. ген.	2,9 3,0   3,0       1,1   петл волн         двиг. ген.	2,7 2,8   3,5       1,21   петл волн         двиг. ген.	3,2 3,3   2,2       1,23   петл волн         двиг. ген.	2,7 2,9   3,3       1,22   петл волн         двиг. ген.	2,8 3,0   3,0       1,09   петл волн         двиг. ген.	2,5 2,6   4,5       1,27   петл волн         двиг. ген.	3,0 3,1   2,7       1,24   петл волн         двиг. ген.	2,5 2,6   4,2       1,15   петл волн         двиг. ген.

 

Примечания

1. Сердечник якоря выполнен без радиальных вентиляционных каналов, поэтому длина пакетов якоря l _c равна активной длине якоря l _a.

Осевая длина полюсного наконечника l_m на 5 мм меньше длины якоря l _a.

Расчетная длина якоря при этом l _δ= .

2. Высоту спинки якоря h _a, толщину станины (ярма) h _я и ширину сердечника главного полюса b _m необходимо выбрать так, чтобы при номинальном значении потока в воздушном зазоре Ф_δн значения магнитной индукции лежали в пределах:

в сердечнике якоря В _ан = 1,2-1,5 Тл;

в ярме В _ян=1,1-1,2 Тл;

в сердечнике главных полюсов В _mн=1,2-1,6 Тл.

Осевая длина ярма равна l _я= l _a+0.4 D _а.

3.2.2 Задача 1 контрольной работы № 2 для студентов ЗЭТ-IV

 

Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения характеризуется следующими номинальными величинами: мощность на валу Р _н, напряжение на зажимах двигателя U _Н, частота вращения n _Н, потери мощности в цепях якоря Р_{а н}, коэффициент полезного действия _н, процентное значение тока возбуждения i _ВН%.

Определить:

1. При номинальном режиме работы момент на валу двигателя М _н, ток якоря I_{а н}, ток обмотки возбуждения I _вн и ток, потребляемый из сети I _н.

2. Сопротивление цепи возбуждения R _в и цепи якоря R_a, сопротивление пускового реостата R _пуск, чтобы пусковой ток был в 2,5 раза больше номинального.

3. Рассчитать и построить графики зависимостей n = f (I_a), n = f (M), = f (I_a).

4. Определить пределы изменения частоты вращения двигателя при регулировании добавочного сопротивления в цепи якоря от 0 до 4 R_a и токе I_a = I_{а н}.

Числовые значения исходных величин берутся студентом из таблицы 3.2 по варианту, выданному преподавателем

Таблица 3.2 – Исходные данные к задаче 1 контрольной работы №2 для студентов ЗЭТ-IV

 

Номер варианта	Тип двигателя	U н, В	Р н, кВт	n н, об/мин		i вн, %	Р ан, Вт
	П11		0,7		73,5
	П11		0,3
	П11		0,13
	П12
	П12		0,45
	П12		0,2		65,5
	П21		1,5
	П21		0,7
	П21		0,3		80,5
	П22		2,2
	П22				76,5
	П22		0,45
	П31		3,2
	П31		1,5		78,5
	П31		0,7
	2ПН90МУ
	2ПН90МУ		0,37
	2ПН90МУ		0,25
	2ПН90МУ		0,17
	2ПН100МУ
	2ПН100МУ		0,75
	2ПН100МУ		0,5
	2ПН90LУ		1,3
	2ПН90LУ		0,55
	2ПН90LУ		0,34
	2ПН90LУ		0,2
	Д12		2,5
	Д21		4,5		82,5
	Д21		5,5
	Д22

3.2.3 Задача 2 контрольной работы №2 для студентов ЗЭТ – IV

Двигатель постоянного тока последовательного возбуждения при номинальном режиме работы имеет: напряжение на зажимах двигателя U _н, мощность на валу P _н, частоту вращения n _н, потери мощности в обмотке якоря Р _ан и в обмотке возбуждения Р_вн, прочие потери мощности Р _М.

Определить:

1. Мощность, потребляемую из сети Р _1н, ток двигателя I _н, момент на валу М _H.

2. Сопротивление якорной обмотки R _a и обмотки возбуждения R _в.

3. Построить зависимости частоты вращения якоря и момента от тока якоря, т.е. n = f (I _a) и М = f (I _a). Используя указанные зависимости, рассчитать и построить механическую характеристику двигателя n = f (М).

Примечание. При выполнении пункта 3 воспользоваться зависимостью ф _% = f (i _в%), приведенной в таблице

ф %
i В%

 

Числовые значения исходных величин берутся студентом из таблицы 3.3 по варианту, выданному преподавателем.

 

Таблица 3.3 – Исходные данные к задаче 2 контрольной работы №2 для студентов ЗЭТ-IV

 

Номер варианта	Тип двигателя	Р н, Вт	U н, В	n, об/мин	Ра н, Вт	Р вн, Вт	Р М, Вт
24,	МСП-0,25 МСП-0,25 МСП-0,25 МСП-0,25 МСП-0,15 МСП-0,15 МСП-0,15 МСП-0,1 МСП-0,1 МСП-0,1 Д12 Д21 Д22 Д21 Д21 Д31 Д22 Д31 Д32 Д41 Д31 Д32 Д41 Д32 Д806 Д41 Д806 Д808 Д808 Д806

 

Вопросы рабочей программы для ЗТ-IV и ЗЭТ-IV

Введение

 

Значение электрических машин, трансформаторов и вентильных преобразователей в электроэнергетике, устройствах автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте, на тепловозах с электрической передачей мощности.

Общие сведения об электрических машинах. Классификация электрических машин.

 

Трансформаторы

Принцип действия и устройство трансформаторов. Основные элементы конструкции и их назначение. Классификация и условные обозначения.

Холостой ход трансформатора. Теория рабочего процесса. Уравнения электрического состояния первичной и вторичной обмотки. Приведение параметров вторичной обмотки трансформатора к числу витков первичной. Схема замещения. Опыты холостого хода и короткого замыкания. Изменение вторичного напряжения трансформатора при нагрузке. Внешние характеристики. Потери и КПД трансформатора. Трехфазные трансформаторы. Группа соединения. Параллельная работа трансформаторов.

Измерительные трансформаторы.

Дополнение для студентов ЗЭТ-IV

Импульсные трансформаторы и пик-трансформаторы (назначение, принцип действия, устройство).

Асинхронные машины

Принцип образования вращающегося магнитного поля. Направление и частота вращения.

Устройство, теория рабочего процесса асинхронной машины к рабочему процессу трансформатора. Векторная диаграмма, схемы замещения, энергетическая диаграмма. Потери и КПД. Электромагнитный момент, механическая характеристика. Рабочие характеристики асинхронного двигателя. Пуск и регулирование частоты вращения асинхронных двигателей. Тормозные режимы. Однофазный асинхронный двигатель.

 

Дополнение для студентов ЗТ-IV

Тяговые и вспомогательные асинхронные машины тепловозов. Частотное управление тяговыми асинхронными двигателями.

 

Дополнение для студентов ЗЭТ-IV

Асинхронный двигатель стрелочного привода Фазорегулятор и индукционный регулятор напряжения (принцип действия, области применения).

Назначение, принцип действия и устройство сельсинов.

 

Машины постоянного тока

Принцип действия и устройство машин постоянного тока, области применения.

Якорные обмотки, их особенности.

Реакция якоря. ЭДС и электромагнитный момент. Коммутация в машинах постоянного тока.

Классификация генераторов постоянного тока по способу возбуждения, электрические схемы соответствующих генераторов.

Сущность процесса самовозбуждения и его условия.

Внешние и регулировочные характеристики генераторов постоянного тока с различными способами возбуждения.

Двигатели постоянного тока различных топов возбуждения. Скоростные и механические характеристики двигателей.

Пуск в ход и регулирование частоты вращения двигателей.

Универсальный коллекторный двигатель.

 

Дополнение для студентов ЗТ-IV

Магнитная цепь машины постоянного тока. Расчет магнитной цепи. Магнитная характеристика машины.

Расчетные соотношения для якорных обмоток. Схемы якорной обмотки – развернутая и параллельных ветвей.

Способы улучшения коммутации. Дополнительные полюса, их назначение и устройство, настройка дополнительных полюсов.

Тормозные режимы двигателей постоянного тока.

 

Синхронные машины

 

Устройство и принцип действия синхронной машины. Реакция якоря явнополюсного генератора при различном характере нагрузки. Уравнение электрического состояния цепи якоря ненасыщенного явнополюсного синхронного генератора. Характеристики генератора.

Электромагнитный момент синхронной машины, угловая характеристика.

Синхронный двигатель: особенности характеристик, способы пуска.

 

Дополнение для студентов ЗТ-IV

Тяговые и вспомогательные тепловозные синхронные генераторы.

Понятие о параллельной работе синхронных машин. Регулирование коэффициента мощности синхронных машин.

Регулирование активной и реактивной мощностей синхронного генератора при параллельной его работе с сетью.

 

Дополнение для студентов ЗЭТ-IV

Синхронный реактивный двигатель: принцип действия, особенности устройства, области применения.

Синхронный гистерезисный двигатель, шаговый двигатель: принцип действия, устройство, области применения.

 

Вентильные преобразователи

 

Классификация и назначение вентильных преобразователей. Неуправляемые выпрямители. Управляемые выпрямители. Автономные инверторы.

 

Дополнение для студентов ЗТ-IV

Особенности работы тепловозных синхронных генераторов на выпрямительную нагрузку.

Использование преобразовательных установок на современных и перспективных тепловозах.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

 

Таблица П.1 Кривая намагничивания листовой электротехнической стали марок 1211, 1212