Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електротехніка і електроніка», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань icon

Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електротехніка і електроніка», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань




НазваМетодичні вказівки до вивчення дисципліни «Електротехніка і електроніка», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань
Сторінка8/11
Дата17.02.2014
Розмір1.98 Mb.
ТипМетодичні вказівки
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
1. /3 курс/_нформатика та обчислювальна техн_ка.doc
2. /3 курс/_стор_я украхнськох культури.doc
3. /3 курс/Дисперсн_ матер_али та композити.doc
4. /3 курс/Електротехн_ка _ електрон_ка МЛ,МВ,ТЕ.doc
5. /3 курс/Кристалограф_я, кристалох_м_я та м_нералог_я.docx
6. /3 курс/Неметалевi вогнетривкi матерiали.docx
7. /3 курс/Основи наукових досл_джень.doc
8. /3 курс/Основи науково-техн_чнох творчост_.doc
9. /3 курс/Прикладна механ_ка.doc
10. /3 курс/Теор_я тепло-масо переносу та теплотехн_ка.doc
11. /3 курс/Теория металлургических процессов для металловедов.doc
12. /3 курс/Технолог_х виробництва металопродукц_х.docx
13. /3 курс/УЧЕЬНИК__СТ_УКР_КУЛЬТ 4части.doc
14. /3 курс/Ф_зика твердого т_ла.docx
15. /3 курс/Ф_лософ_я.doc
16. /3 курс/х_м_я твердого т_ла.doc
Робоча програма методичні вказівки І індивідуальні завдання до вивчення Дисципліни «Інформатика та обчислювальна техніка» для студентів за галуззю знань
Навчальний посібник Дніпропетровськ
Методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Дисперсні матеріали та композити» для студентів напряму 050403 інженерне матеріалознавство
Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електротехніка і електроніка», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань
Міністерство освіти і науки України Національна металургійна академія України Кафедра матеріалознавства ім. Ю. М. Тарана-Жовніра
Міністерство освіти і науки України Національна металургійна академія України Кафедра матеріалознавства ім. Ю. М. Тарана-Жовніра
Робоча програма, методичні вказівки та контрольні роботи до вивчення дисципліни «Основи наукових досліджень» для студентів напряму 050403 інженерне матеріалознавство
Робоча програма, методичні вказівки та контрольні роботи до вивчення дисципліни «Основи науково-технічної творчості» для студентів напряму 050403 інженерне матеріалознавство
Методичні вказівки до самостійного вивчення кожного з розділів і література для підготовки, варіанти індивідуальних (контрольних) завдань для виконання студентами у процесі вивчення дисципліни, також методичні вказівки до виконання
Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Теорія тепло-масо переносу та теплотехніка» для студентів напряму
Методичні вказівки до їх виконання та рішення типових задач
Програма навчальної дисципліни Технології виробництва металопродукції Напрям: 050403 Інженерне матерiалознавство (мв 901-11)
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Національна металургійна академія України
Міністерство освіти і науки України Національна металургійна академія України Кафедра матеріалознавства ім. Ю. М. Тарана-Жовніра
Методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Філософія» для студентів усіх спеціальностей
Методичні вказівки до їх виконання. Призначена для студентів напряму 050403 інженерне матеріалознавство заочної форми навчання

7. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ ЗАВДАННЯ НА ТЕМУ 5 «ЕЛЕКТРИЧНІ МАШИНИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ»


7.1. Розрахунок і побудова механічних характеристик двигунів постійного струму (ДПС)


Для виконання завдання необхідно по конспекту лекцій або підручникам вивчити розділ машини постійного струму, після чого студент повинен:

1) знати основні конструктивні елементи машин постійного струму: статор, обмотка статора, якір, обмотка якоря; терміни: щеточно-коллекторний вузол, геометрична і фізична нейтралі, реакція якоря, комутація; противоерс; класифікацію машин постійного струму за способом збудження; зовнішні характеристики генератора постійного струму всіх способів збудження; механічні характеристики двигунів постійного струму всіх способів збудження; способи пуску двигунів постійного струму; способи регулювання частоти обертання двигунів постійного струму;

2) розуміти призначення основних конструктивних елементів машин постійного струму; принцип дії генератора і двигуна постійного струму; рівняння електричного стану генератора і двигуна постійного струму; призначення пускових і регулювальних опорів; енергетичні діаграми генератора і двигуна постійного струму;

3) уміти включати в мережу, регулювати швидкість і реверсувати двигун постійного струму; відрізняти на вигляд машину постійного струму від інших типів електричних машин; орієнтуватися в паспортних даних машини і визначати номінальний момент; вибирати двигун стосовно заданих технічних умов.

Вивчення електричних машин постійного струму треба починати з їх принципу роботи і пристрою. Враховуючи, що машина постійного струму обернена, тобто може працювати як в режимі генератора, так і в режимі двигуна, вивчення таких питань, як колектор, реакція якоря, електромагнітний момент, збудження і ряд інших, необхідно розглядати для обох режимів. Дуже поважно правильно розуміти зв'язок між напругою на затискачах машини U, її ЕРС Е і падінням напруги RяIя у обмотці якоря для генераторного і двигунного режимів:

для генератора E=U+ RяIя

для двигуна U=E+ RяIя

Вивчаючи роботу машин постійного струму в режимі двигуна, треба звернути особливу увагу на пуск, регулювання частоти обертання і момент двигуна, а в режимі генератора - на самозбудження. Характеристики генераторів і двигунів дають наочне уявлення про експлуатаційні властивості електричних машин.

У завданні розглядається ДПТ паралельного збудження, схема якого показана на Рис.1.

Рис. 5.1. Схема вмикання двигуна паралельного збудження

У якірному колі двигуна послідовно з обмоткою якоря Я1-Я2 включений реостат з опором R, а в колі паралельної обмотки збудження Ш1- Ш2 відповідний регулювальний реостат Rp.

Основні рівняння, що дозволяють аналізувати роботу ДПС в різних режимах, мають вигляд:

U= E+ RяцIя; E=CmФΩ; M=CmФIя (7.1)

Тут: U - напруга мережі, В; E - ЕРС якірної обмотки, В; Cm - конструктивна постійна машини; Ф - магнітний потік машини, Вб; Iя - струм якоря, А; М - електромагнітний момент машини, Нм ; Rяц -опір якірного кола, рівний сумі опорів обмотки якоря Rя і реостата R, тобто Rяц = Rя + R, Rв - опір кола збудження, рівний сумі опорів обмотки збудження Rш і реостата Rр, тобто

Rв = Rш + Rр (7.2)

При розрахунку необхідно пам'ятати, що напруга мережі U прикладена як до якірного кола, так і до кола збудження, а струми двигуна I, збудження Iв і якоря Iя пов'язані між собою за 1 законом Кирхгофа, тобто I = Iв + Iя.

З (5.1) можна вивести вираження механічної характеристики ДПТ Ω (M):

Ω = (U/CmФ) -(Rяц·M)/(CmФ)2= Ω0 - (Rяц·M)/(CmФ)2 (7.3)

де Ω0 = (U/CmФ) кутова частота обертання ДПТ в режимі холостого ходу, коли М = 0, рад/c.

Неважко відмітити, що при постійній номінальній напрузі мережі U, виведеному реостаті R і номінальному магнітному потоці Ф вираження (7.2) є рівнянням прямої лінії, для побудови якої необхідно визначити координати двох її точок. Наприклад, в режимі холостого ходу М=0; Ω0 = (U/CmФ) при номінальному режимі Ω = Ωном и Мном = Рном/ Ωном (рис. 5.2).

Ця залежність Ω(M) при U=Uном; R=0; Ф=Фном називається природною механічною характеристикою ДПТ. Природні механічні характеристики називають "жорсткими", оскільки при збільшенні моменту опору Мс на валу двигуна від нуля до Мс = Mном, швидкість двигуна зменшується всього на (3 - 7)% від Ω0

З введенням в коло якоря додаткового опору R змінюється кутовий коефіцієнт у вираженні (5.2) і механічна характеристика (штучна) проходе крутіше. Кутова частота у номінальному режимі значно відрізняється від режиму холостого ходу і характеристики називають "м’якими". Але в цьому випадку стають прийнятними значення пускового струму Iяп і координати шуканих точок прямої можуть бути визначені за допомогою отримуваних з (5.1) і (5.2) виразів:

Ω0 = (Uн/CmФ); Mн=CmФIян; Mп=CmФIяп=CmФ(Uн/(Rя+R)) (7.3)

Рис. 5.2. Механічні характеристики двигуна постійного струму


При розрахунках зазвичай оперують не системною одиницею кутової частоти обертання n, вираженою в (об/хв).

Зв’язок n и Ω можно выразити так:

n = (60/2π) Ω =9.55 Ω

Величину добавочного опору, вводимого в коло якоря, визначають з виразу (5.3):

R = (Uн/(Iяп)) - Rя (7.4)

Для номінального режиму роботи двигуна можно записати

Uн = Eн+ RяIян=CmФΩн+ RяIян

Звідси визначаються

CmФ = (Uн - RяIян)/ Ωн (7.5)

ККД двигуна дорівнює відношенню потужності на валу і спожитій потужності

η = (Pн/P1н)·100% (7.6)

Номінальна потужність на валу двигуна Рн відрізняється від спожитої потужності P на величину втрат в двигуні

Pн = P1н - (5.7)

До основних втрат в двигуні можна відвести втрати в обмотці якоря , втрати в колі збудження , магнітні і механічні втрати :

=P0-- (7.8)

где Р0 - спожита потужність на холостом ходу двигуном;

- спожита потужність на холостом ходу якірним колом.


Приклад розрахунку. Двигун паралельного збудження, приєднаний до мережі з напругою Uн=220 В, споживає при номінальному навантаженні струм Iн = 20,5 А, а при холостому ході - Iо =2,35 А. Опір обмотки якоря Rя = 0,75 Ом, а в колі збудження Rв=258 Ом. Номінальна частота обертання nн = 1025 об/хв. Визначити номінальну потужність двигуна (на валу), номінальний ККД, номінальний момент, пусковий струм при пуску двигуна без пускового реостата, опір пускового реостата для умови Iп=2,5Iн, та пусковий момент при пуску двигуна з реостатом. При рішенні прийняти, що магнітні і механічні втрати не залежать від навантаження. Побудувати механічні характеристики ДПС.


Розв’язання

Номінальна потужність на валу двигуна (5.7):

Pн = P1н -,

де - втрати в двигуні;

P1н – потужність, яку споживає двигун.

P = UнIн= 220·20,5 = 4510 Вт = 4,51 кВт.


Для визначення втрат в колі якоря і колі збудження треба знати струм в колі якоря Iян і струм збудження :

Iв=Uн/Rв=220/258=0,85 А

Iян = Iн - Iв= 20,5-0,85 = 19,65 А.

Втрати в обмотці якоря і в колі збудження:

= 0,75 · 19,652 = 290 Вт

=258 · 0,852 = 186 Вт

Магнітні і механічні втрати (5.8)

=P0--

де Р0 = Uн·I0 = 220 · 2,35 = 517 Вт ;

Ро - споживана потужність при холостому ході двигуна:

= Rя(I0 - Iв)2= 0,75.(2,35 - 0.85)2 = 1,7 Вт ;

= 517 - 1,7 - 186 = 329,3 Вт ;

= 290 +186 + 329,8 =805,3 Вт

Рн = 4510 - 805,3 = 3704,7 Вт =3,71 кВт .

Номінальний ККД (5.6):

η = (Pн/P) ·100%=(3,71/4,51) ·100%=82,2%

Номінальний момент:

Мн=9550(Pн/nн)= 9550*3.71/1025 =34,6Н.м.

Пусковий струм двигуна при пуску без реостата

Iп=( Uн/Rя)=220/0,75=293А. (7.9)

Опір пускового реостата визначається з рівняння (5.4)

Iп=2,5 Iян*(Uн/(Rя+R))

звідки

R = (Uн/(2,5Iн)) - Rя =220/(2,5·19,65)-0,75= 3,73 Ом.

Визначаємо пусковий момент двигуна при пуску з реостатом. Відомо, що момент двигуна, визначається рівнянням .

M=CmФIя

Для режиму номінального навантаження вираження набирає вигляд

Mн=CmФIян,

а для пускового режиму

Mп=CmФIяп

Вважаючи магнітний потік в двигуні постійним, візьмемо відношення моменту

Mн/Mп= Iян/Iяп

звідки

Mп = Mн· ( Iяп/Iян)=34,6*(2,5*19,65/19,65)= 86,5 Н·м.

Для побудови механічних характеристик (рис. 5.3) визначаємо частоту обертання двигуна в режимі холостого ходу (5.3)

n0 = (Uн/CmФ)=220/0.2=1100 об/хв

де CmФ = (Uн - RяIян)/ nн =(220-0.75*19.65)/1025 = 0.2

Координати природної характеристики:

n0=1100 об/мин; M=0;

nн =1025 об/мин ; Mн =34,6 Н·м.

Координати штучної характеристики :

n0=1100 об/мин; M=0;

nп =0 об/мин ; Mн =86,5 Н·м.

Рис. 7.3. Механічні характеристики до прикладу


Варіанти завдання розрахунку ДПC


Варіанти 0-25. Двигун паралельного збудження, номінальна напруга якого Uн, при номінальному навантаженні споживає струм Iн, а при холостому ході - Iо. Номінальна частота обертання nн, опір обмотки якоря Rя, опір кола збудження Rв. Магнітні і механічні втрати прийняти постійним при всіх режимах роботи двигуна (табл. 7.1). Визначити: номінальну потужність двигуна Рн, номінальний момент Мн, номінальний ККД.

Побудувати механічні характеристики ДПС


Вихідні дані до розрахунку завдання на тему 5 (варіанти 0-25)


Таблиця 7.1

Варіант

Дані для розрахунку

Uн, В

Iн, А

Io,A

Rя, Ом

Rв, Ом

nн, об/хв

0

220

15

1,6

1,2

180

1025

1

220

53

5,3

0,212

33

1225

2

115

100

9,5

0,11

50

1000

3

110

267

5

0,04

27,5

1100

4

220

16,3

1,78

1,16

75

1025

5

110

7,8

0,7

0,8

210

1240

6

220

19,8

2,0

1,5

150

960

7

110

35

3,2

0,6

60

1400

8

220

32

2,8

0,94

120

1600

9

220

34

3,0

0,45

110

1100

10

110

9,5

0,9

1,9

200

850

11

110

20

1,8

0,7

80

940

12

220

15

1,5

0,82

200

1350

13

110

8,2

0,8

1,4

220

1450

14

220

20,5

2,35

0,74

258

1025

15

220

40

4,2

0,52

190

1420

16

110

10,5

1,2

1,2

160

960

17

110

18,6

2,0

0,9

120

825

18

220

16

1,8

0,6

270

1600

19

220

32

3,5

0,62

200

1350

20

110

28

3,2

0,55

80

875

21

110

25

2,6

0,58

90

1110

22

220

60

6,8

0,4

130

935

23

220

50

5,7

0,4

150

1340

24

220

102

9,5

0,12

110

750

25

220

151

15

0,07

75

1000


1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Схожі:

Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електротехніка і електроніка», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань iconМетодичні вказівки до вивчення дисципліни "Електро-матеріалознавство", література, пояснення до виконання індивідуальних завдань
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни “Електроматеріалознавство” для студентів напряму...
Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електротехніка і електроніка», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань iconМетодичні вказівки до вивчення дисципліни «Електричні машини», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Електричні машини» для студентів напряму 050702...
Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електротехніка і електроніка», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань icon1. Лінійні електричні кола постійного струму
Наведена робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни „Теоретичні основи електротехніки”,...
Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електротехніка і електроніка», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань iconМетодичні вказівки до вивчення дисципліни «Електричні апарати», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання на контрольну роботу до вивчення дисципліни «Електричні апарати» для...
Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електротехніка і електроніка», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань iconМетодичні вказівки до вивчення дисципліни «Спеціальні та мікромашини», перелік рекомендованої літератури, пояснення до виконання індивідуальних завдань
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Спеціальні та мікромашини» для студентів напряму...
Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електротехніка і електроніка», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення кожного з розділів і література для підготовки, варіанти індивідуальних (контрольних) завдань для виконання студентами у процесі вивчення дисципліни, також методичні вказівки до виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання з дисципліни «Пiд'йомно-транспортнi машини» для студентів напряму 050503...
Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електротехніка і електроніка», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення кожного з розділів і література для підготовки, варіанти індивідуальних (контрольних) завдань для виконання студентами у процесі вивчення дисципліни, також методичні вказівки до виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання з дисципліни «Основи конструювання» для студентів напрямів 010104 професійна...
Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електротехніка і електроніка», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення кожного з розділів і література для підготовки, варіанти індивідуальних (контрольних) завдань для виконання студентами у процесі вивчення дисципліни, також методичні вказівки до виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання з дисципліни «Прикладна механіка» для студентів напрямів 010104 професійна...
Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електротехніка і електроніка», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань iconМетодичні вказівки до вивчення кожного з розділів І література, що рекомендується. Містяться варіанти індивідуальних завдань, що виконують студенти в процесі вивчення дисципліни, необхідний нормативно-довідковий матеріал
Робоча програма, методичні вказівки І індивідуальні завдання до вивчення дисципліни ”Технологія обробки типових деталей та складання...
Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електротехніка і електроніка», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань iconМетодичні вказівки до вивчення матеріалу тем дисципліни, варіанти індивідуальних завдань з прикладами розв’язання задач, контрольні запитання та література
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Теорія електропривода» для студентів напряму...
Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електротехніка і електроніка», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань iconМетодичні вказівки до виконання індивідуальних завдань
Робоча програма, методичні вказівки І індивідуальні завдання до вивчення дисципліни “Математичний аналіз” для студентів економічних...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи