Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електричні машини», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань icon

Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електричні машини», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань




Скачати 424.29 Kb.
НазваМетодичні вказівки до вивчення дисципліни «Електричні машини», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань
Сторінка1/3
Дата25.10.2012
Розмір424.29 Kb.
ТипМетодичні вказівки
  1   2   3

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ


НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ


РОБОЧА ПРОГРАМА,

методичні вказівки та індивідуальні завдання

до вивчення дисципліни «Електричні машини»

для студентів напряму 6.050702 - електромеханіка


Затверджено

на засіданні Вченої ради

академії

Протокол № ­­­15 від 27.12.2010


Дніпропетровськ НМетАУ 2011


УДК 621.313 (073)

Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Електричні машини» для студентів напряму 6.050702 – електромеханіка /Укл. В.Ю. Куваєв. – Дніпропетровськ: НМетАУ, 2001. – 47 с.


Наведені робоча програма, методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електричні машини», література, пояснення до виконання індивідуальних завдань.

Призначена для студентів напряму 6.050702 – електромеханіка заочної форми навчання.


Друкується за авторською редакцією.


Укладач В.Ю. Куваєв, ст. викл.


Відповідальний за випуск А.В. Ніколенко, канд. техн. наук, доц.


Рецензент Ципленков Д.В., канд. техн. наук, доц. (НГУ)


Відповідальний за комп’ютерний набір В.Ю. Куваєв


Підписано до друку 25.10.2011. Формат 60х84 1/16. Папір друк. Друк плоский.

Облік.-вид. арк. 2,76. Умов. друк. арк. 2,72. Тираж 100 пр. Замовлення №
^

Національна металургійна академія України


49600, м. Дніпропетровськ-5, пр. Гагаріна, 4

_______________________________

Редакційно-видавничий відділ НМетАУ



ЗМІСТ


1. Робоча програма дисципліни «Електричні машини»............................................

4

2. Характеристика дисципліни.....................................................................................

4

3. Загальні методичні вказівки до вивчення дисципліни…………………………..

6

Тема 1. Електричні машини постійного струму……………………………

6

Тема 2. Трансформатори……………………………………………………..

8

Тема 3. Загальні питання теорії електричних машин змінного струму……..

9

Тема 4. Асинхронні машини...............................................................................

9

Тема 5. Синхронні машини.................................................................................

11

4. Теми лабораторних робіт………………………………………………………….

12

5. Теми практичних занять…………………………………………………………...

12

6. Методичні вказівки до виконання контрольної роботи........................................

12

6.1. Вимоги до виконання контрольної роботи……………………………….

12

6.2. Завдання на контрольну роботу…………………………………………..

13

6.3. Проста хвильова обмотка якоря машини постійного струму…………

15

6.4. Проста петльова обмотка якоря машини постійного струму…………

17

6.5. Проста петльова обмотка трифазної машини…………………………….

19

7. Приклади виконання завдань……………………………………………………..

21

7.1. Загальні положення та рекомендації……………………………………

21

7.2. Приклад розрахунку простої хвильової лівохідної обмотки
якоря машини постійного струму…………………………………………


23

7.3. Приклад розрахунку простої петльової правохідної обмотки

якоря машини постійного струму................................................................


32

7.4. Приклад розрахунку простої петльової двошарової обмотки

статора трифазної машини...........................................................................


39

ЛІТЕРАТУРА…………………………………………………………………………

47



^ 1. Робоча програма дисципліни «Електричні машини»


Розподіл годин за навчальним планом




Всього

Розподіл по семестрах

VII

VIII

Всього годин за навчальним планом

360







у тому числі:


Аудиторні заняття



52



24



28

З них:


- лекції



24



8



16

- лабораторні заняття

16

8

8

- практичні заняття

12

8

4

Самостійна робота

308







У тому числі:


- підготовка до аудиторних занять










- підготовка до контрольних робіт

1 к.р.

1 к.р.




- виконання курсових проектів

1 КП




1 КП

Підсумковий контроль




Екзамен

КП, залік



^ 2. Характеристика дисципліни


Навчальна дисципліна "Електричні машини" входить до циклу професійно-орієнтованих дисциплін та є однією з найважливіших складових у системі підготовки студентів за напрямом "Електромеханіка".

Метою вивчення дисципліни є формування у студентів теоретичних знань з конструкції, принципу дії, області застосування електричних машин та трансформаторів, а також придбання практичних навичок, пов’язаних з підключенням, експлуатацією та визначенням параметрів електричних машин.


У результаті вивчення дисципліни студент повинен:

знати:

  • термінологію та символіку, які застосовуються в електромеханіці;

  • основні елементи конструкції електричних машин та трансформаторів, варіанти їх конструктивного виконання;

  • область використання електричних машин різних типів та конструктивного виконання;

розуміти:

  • принцип дії електричних машин та трансформаторів;

  • фізичну сутність процесів електромеханічного перетворення енергії в електричних машинах;

  • фактори, які впливають на робочі властивості електричних машин;

уміти:

  • аналізувати паспорт електричної машини;

  • здійснювати підключення, пуск та регулювання вихідних параметрів електричних машин;

  • проводити досліди для визначення параметрів електричних машин;

  • виконувати розрахунки елементів конструкції при проектуванні та ремонті електричних машин.


Критерії успішності – отримання позитивної оцінки при захисті контрольної роботи, лабораторних робіт, курсового проекту та складання іспиту у тестовій формі.

Засоби діагностики успішності навчання – комплект тестових екзаменаційних білетів, комплекти питань, індивідуальних завдань та перелік питань з лабораторних робіт.

Зв’язок з іншими дисциплінами

Викладання дисципліни "Електричні машини" ґрунтується на знанні студентами наступних дисциплін:

  • лінійна алгебра та аналітична геометрія;

  • математичний аналіз;

  • диференціальні рівняння;

  • фізика;

  • обчислювальна техніка та програмування;

  • теоретична механіка;

  • інженерна графіка;

  • електроматеріалознавство;

  • основи метрології і електричних вимірювань;

  • теоретичні основи електротехніки.

Набуті знання і вміння використовуються при вивченні наступних дисциплін:

  • теорія електропривода;

  • елементи автоматизованого електропривода;

  • електропостачання металургійних підприємств;

  • електротехнологічні установки;

  • електроустаткування металургійних заводів;

  • системи керування електроприводами;

  • силові перетворювачі автоматизованих електроприводів.



^ 3. Загальні методичні вказівки до вивчення дисципліни


Тема 1. Електричні машини постійного струму

Вступ. Роль і значення електричних машин у сучасній техніці та енергетиці. Класифікація електричних машин. Номінальні параметри електричних машин. Закони електромеханіки.

^ Принцип дії та конструкція машин постійного струму. Області застосування машин постійного струму. Принцип дії в генераторному та двигунному режимах. Конструкція. Якірні обмотки. Основні електромагнітні співвідношення. Способи збудження.

^ Реакція якоря в машинах постійного струму. Причини виникнення. Вплив на магнітний потік та робочі властивості машини. Шляхи зниження впливу реакції якоря.

^ Комутація в машинах постійного струму. Причини іскріння на колекторі. Класи комутації. Процес комутації. Шляхи покращення комутації.

Генератори постійного струму. Загальні відомості. Умови самозбудження. Основні характеристики генераторів при різних способах збудження.

^ Двигуни постійного струму. Електромеханічна та механічна характеристики при різних способах збудження. Робочі характеристики. Пуск, пусковий струм та шляхи його обмеження. Способи регулювання частоти обертання. Реверсування. Втрати і ККД машин постійного струму.


^ Методичні вказівки.

При вивченні цієї теми слід користуватися матеріалами, викладеними в [1, С.411-539], [2, С.242-322], [3, С.8-14, 399-475], [4, С.27-240], [Д.1, С.322-427], [Д2, С.20-35].


^ Питання для самоперевірки

Поясніть конструкцію машини постійного струму.

Поясніть принцип роботи машини постійного струму як генератора і двигуна.

Поясніть конструкцію і призначення колектора.

Від яких величин залежить ЕРС обмотки якоря?

Від яких величин залежить обертаючий момент двигуна постійного струму?

Запишіть рівняння електричного стану для генератора і двигуна.

Поясніть сутність явища реакції якоря. Як вона впливає на роботу машини?

Які існують способи покращення комутації?

Зобразіть зовнішню і регулювальну характеристики для генераторів з незалежним і паралельним збудженням.

Які існують способи регулювання частоти обертання двигунів постійного струму? Вкажіть переваги і недоліки цих способів.


^ Тема 2. Трансформатори

Принцип дії та конструкція трансформатора. Призначення трансформатора. Принцип дії трансформатора. Конструкція трансформаторів. Охолодження трансформаторів.

^ Фізичні процеси в трансформаторі. Магнітні потоки розсіювання та індуктивні опори обмоток. Система основних рівнянь трансформатора. Зведе-ний (рос. – приведенный) трансформатор. Векторні діаграми трансформатора.

^ Заступні схеми трансформатора. Обґрунтування, отримання, різновиди заступних схем та їх застосування. Дослідне визначення параметрів заступної схеми.

Характеристики трансформатора. Зовнішня характеристика. Втрати потужності та ККД трансформатора.

^ Трифазні та спеціальні трансформатори. Магнітні системи трифазних трансформаторів. Схеми та групи з`єднання обмоток. Паралельна робота трансформаторів. Вимірювальні трансформатори. Автотрансформатори. Регулювання напруги в трансформаторах.


^ Методичні вказівки

При вивченні цієї теми слід користуватися матеріалами, викладеними в [1, С.51-176], [2, С.7-91], [3, С.15-117], [4, С.241-356], [Д.1, С.13-96].


Питання для самоперевірки

З яких частин складається трансформатор? Які їх функції?

Що називається коефіцієнтом трансформації?

Чому трансформатори не працюють від мережі постійного струму?

Запишіть рівняння магніторушійних сил у трансформаторі.

На що витрачається активна потужність, що споживається трансформатором при дослідах холостого ходу та короткого замикання?

Які групи з’єднання передбачені стандартом для трифазних трансформаторів?

Яких умов необхідно дотримуватися при ввімкненні трансформатора на паралельну роботу?

Які переваги і недоліки автотрансформатора?

Які похибки виникають при використанні трансформаторів напруг і струму для виміру напруг і струму?

^ Тема 3. Загальні питання теорії електричних машин змінного струму

Обертові магнітні поля. Принцип утворення обертового магнітного поля. Частота обертання поля. Обертові поля при різному числі полюсів. Синхронний ряд.

^ Обмотки машин змінного струму. Основні поняття та визначення. Зірка пазових ЕРС. ЕРС провідника, витка та котушки. Основні види трифазних обмоток. Вищі гармоніки ЕРС в обмотках та шляхи їхнього зниження. МРС обмоток змінного струму.


^ Методичні вказівки

При вивченні цієї теми слід користуватися матеріалами, викладеними в [1, С.27-50], [3, С.118-159], [4, С.357-476], [Д.1, С.97-136], [Д.2, С.71-166].


Питання для самоперевірки

Як і при яких умовах утворюється обертове магнітне поле нерухомою обмоткою?

Як залежить частота обертання магнітного поля трифазної обмотки від частоти струму і числа полюсів в обмотці статора?

Внаслідок чого в кривій ЕРС обмотки виникають вищі гармонійні складові?

Яки існують шляхи зниження впливу вищих гармонік на форму ЕРС обмотки?

Що виражає коефіцієнт укорочення? Коефіцієнт розподілу? Коефіцієнт скосу? Обмотковий коефіцієнт?


^ Тема 4. Асинхронні машини

Принцип дії та конструкція асинхронних машин. Області застосування. Переваги асинхронних двигунів. Принцип дії. Конструкція.

^ Робочий процес асинхронної машини. Режими роботи при нерухомому та обертовому роторі. Основні рівняння. Зведена асинхронна машина. Заступна схема та векторна діаграма. Енергетичні співвідношення.

^ Механічна характеристика асинхронної машини. Електромагнітний момент асинхронної машини. Рівняння механічної характеристики. Статична стійкість асинхронного двигуна.

^ Пуск і регулювання частоти обертання асинхронного двигуна. Характеристика пускової операції. Пусковий струм та пусковий момент. Способи пуску. Двигуни з покращеними пусковими властивостями. Способи регулювання частоти обертання.


^ Методичні вказівки

При вивченні цієї теми слід користуватися матеріалами, викладеними в [1, С.177-255], [2, С.92-182], [3, С.160-230], [Д.1, С.249-314], [Д2, С.306-340].


Питання для самоперевірки

Поясніть принцип дії трифазного асинхронного двигуна.

Назвіть основні елементи конструкції двигуна з короткозамкненим і з фазним ротором.

Що називається ковзанням в асинхронній машині? Як визначається ковзання?

У яких межах знаходиться номінальне ковзання двигунів загального призначення?

Напишіть рівняння напруг фази обмоток статора й обертового ротора (за законом Кірхгофа).

Які види втрат мають місце в асинхронному двигуні?

Покажіть на механічній характеристиці асинхронної машини ^ M=f(s) зони, що відповідають різним режимам її роботи.

Характеристика асинхронного двигуна в координатах n=f(M). Поясніть характерні точки кривої n=f(M) і її частини, що відповідають стійкій і хитливій роботі двигуна.

Як розрахувати механічну характеристику асинхронного двигуна, використовуючи каталожні дані?

Переваги та недоліки прямого пуску асинхронних двигунів.

Які існують способи пуску асинхронних двигунів при зниженій напрузі? Вкажіть переваги і недоліки цих способів.

Як впливає значення опору кола ротора на пускові властивості асинхронного двигуна?

Як здійснюється пуск асинхронних двигунів з фазним ротором?

Які існують способи регулювання частоти обертання асинхронних двигунів? Вкажіть переваги і недоліки цих способів.

^ Тема 5. Синхронні машини

Призначення та конструкція синхронних машин. Основні визначення і поняття. Конструкція синхронних машин, різновиди та області їх застосування. Збудження синхронних машин.

^ Автономний синхронний генератор. Принцип дії. Основні співвідношення. Реакція якоря. Векторні діаграми та характеристики. Електромагнітна потужність та момент. Втрати і ККД синхронних машин.

^ Робота синхронної машини паралельно з мережею. Синхронізація генератора з мережею. Регулювання активної та реактивної потужності.

Синхронний двигун. Принцип дії. U-образні характеристики. Робочі характеристики. Пуск і реверсування. Переваги та недоліки синхронних двигунів. Синхронний компенсатор.


^ Методичні вказівки

При вивченні цієї теми слід користуватися матеріалами, викладеними в [1, С.265-349], [2, С.183-241], [3, С.309-365], [Д.1, С.249-314], [Д2, С.487-501].


Питання для самоперевірки

Зобразіть схематично будову синхронної машини.

Поясніть принцип дії синхронного генератора.

Як діє реакція якоря при активному, індуктивному і ємнісному навантаженнях синхронного генератора?

Що називають зовнішньою і регулювальною характеристиками синхронного генератора? Поясніть їхній вигляд.

Що таке номінальна зміна напруги при скиданні навантаження і чому при ємнісному навантаженні її величина від'ємна ?

Які види втрат мають місце в синхронній машині?

Як змінити режим роботи синхронної машини?

Перелічіть умови і порядок ввімкнення синхронного генератора на паралельну роботу з мережею трифазного струму.

Поясніть принцип роботи синхронного двигуна.

Які існують способи пуску синхронних двигунів?

Як регулюється коефіцієнт потужності синхронного двигуна?

Які переваги та недоліки синхронних двигунів у порівнянні з асинхронними?

^ 4. Теми лабораторних робіт


Вступна лабораторна робота.

Вивчення конструкції машин постійного струму.

Випробування двигуна постійного струму з паралельним збудженням.

Дослідження конструкції трансформаторів.

Випробування трансформатора за методом холостого ходу та короткого замкнення.

Вивчення конструкції асинхронного двигуна.

Дослідження асинхронного двигуна за методом безпосереднього навантаження.

Дослідження синхронного генератора.


^ 5. Теми практичних занять


Розрахунок та побудування схем якірних обмоток машин постійного струму.

Розрахунок механічних характеристик двигуна постійного струму при пуску та регулюванні.

Розрахунок зовнішньої характеристики трансформатора.

Розрахунок та побудування схем трифазних обмоток машин змінного струму струму.

Розрахунок механічних характеристик асинхронного двигуна при пуску та регулюванні.

  1   2   3

Схожі:

Методичні вказівки до вивчення дисципліни «Електричні машини», 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 «Електричні машини», 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 «Електричні машини», 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 «Електричні машини», 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 «Електричні машини», 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 «Електричні машини», 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 «Електричні машини», 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 «Електричні машини», 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 «Електричні машини», 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 «Електричні машини», 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