Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Запорізька державна інженерна академія
Т. М. Литвиненко
ОСНОВИ ТЕОРІЇ ЕЛЕКТРИЧНИХ МАШИН
Методичні вказівки
до лабораторних робіт
для студентів ЗДІА
за напрямом підготовки 6.050802 «Електронні пристрої та системи»
денної та заочної форм навчання
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Запорізька державна інженерна академія
ОСНОВИ ТЕОРІЇ ЕЛЕКТРИЧНИХ МАШИН
Методичні вказівки
до лабораторних робіт
для студентів ЗДІА
за напрямом підготовки 6.050802 «Електронні пристрої та системи»
денної та заочної форм навчання
Рекомендовано до видання
на засіданні кафедри ЕС,
протокол №15 від 12.03.2012 р.
Запоріжжя
ЗДІА
2012
Т. М. Литвиненко, асистент
Відповідальний за випуск: зав. кафедри ЕС,
доцент Д.Г. Алексієвський
Литвиненко Т. М.
Основи теорії електричних машин: методичні вказівки до лабораторних робіт
для студентів ЗДІА за напрямом підготовки 6.050802 «Електронні пристрої та
системи» денної та заочної форм навчання / Литвиненко Т. М.; Запоріз. держ.
інж. акад. – Запоріжжя: ЗДІА, 2012. – 35 с.
Методичні вказівки призначені для студентів за напрямом підготовки “ Електронні пристрої та системи ”, що виконують лабораторні роботи по курсу “ Основи теорії електричних машин ”. Вказівки містять короткі теоретичні відомості, методики зняття характеристик і параметрів електричних машин, а також рекомендації по обробці результатів експериментів і контрольні питання для самопідготовки студентів.
ЗМІСТ
Вступ 4
Вказівки по техніці безпеки 5
Вимоги до звіту 7
Лабораторна робота № 1
Дослідження характеристик трансформатора 8
Лабораторна робота № 2
Дослідження характеристик машини постійного
струму в генераторному режимі 16
Лабораторна робота № 3
Дослідження характеристик машини постійного струму
в режимі двигуна 23
Лабораторна робота № 4
Дослідження характеристик трифазного асинхронного
двигуна з короткозамкненим ротором 29
Література 35
ВСТУП
Електричні машини виробляють електричну енергію, здійснюють високо економічне перетворення її в механічну, виконують всілякі функції по перетворенню і підсиленню різних сигналів. Перевагою їх є високий ККД, що досягає в потужних машинах 95-99%. Вони характеризуються високою надійністю і довговічністю, простотою обслуговування.
Теоретичним фундаментом для розвитку електромашинобудування послужили відкриття М. Фарадеєм закону електромагнітної індукції і роботи Д. Максвелла і Е. Ленца. На підставі теоретичних досліджень цих вчених вже в середині ХIХ ст. з'явилися перші зразки електричних машин і трансформаторів. Великі заслуги в розробці перших зразків електричних машин і трансформаторів належать видатним російським вченим і винахідникам, серед яких особливо можна виділити Б.С. Якобі, П.Я. Яблочкова та М.О. Добливо-Добровольского.
Важко переоцінити значення діяльності М.О. Добліво-Добровольського. Він побудував перший в світі трифазний асинхронний двигун і трифазний трансформатор.
В кінці ХIХ і початку ХХ ст. були відомі практично всі види електричних машин і в основному створена їх теорія. ХХ і ХХI ст. характеризуються бурхливим розвитком електромашинобудування, причому безперервно зростають як кількість електричних машин, що випускаються, так їх розміри і потужність; безперервно удосконалюється конструкція електричних машин, підвищується їх надійність і знижується маса, що доводиться на одиницю потужності.
ВКАЗІВКИ ПО ТЕХНІЦІ БЕЗПЕКИ
Загальні положення
В лабораторії електричних машин робочою напругою є напруга 380/220 вольт, що представляє небезпеку при роботі в цій лабораторії. Студенти перед початком роботи в лабораторії повинні:
1. Вивчити схему електроживлення лабораторії; знати, який апарат необхідно відключити в разі аварійного режиму.
2. Вивчити наявні засоби захисту від ураження електричним струмом, уміти ними користуватися і знати їх місце розташування.
3. Уміти звільнити від електричного струму людину, що попала під напругу.
4. Знати як надати першу медичну допомогу постраждалому.
5. Вивчити «Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт».
Категорично забороняється:
1) торкатися до устаткування лабораторії, що не має відношення до виконуваної студентом лабораторної роботи;
2) самовільно робити включення апаратури на головному щиті лабораторії і на робочому місці;
3) включати зібрану для лабораторної роботи схему без дозволу викладача;
4) торкатися до частин, що обертаються, до затискачів і частин, що перебувають під напругою;
5) збирати схему дротами, що мають пошкоджену ізоляцію;
6) робити які-небудь зміни в схемі при включених комутаційних апаратах;
7) усувати несправності самостійно;
8) спиратися ліктем на корпуси стендів і вимірювальних приладів.
Техніка безпеки при збірці схеми
1. Електричну схему дозволяється збирати лише при відключеному джерелі живлення. Комутаційні апарати (автомати), встановлені на робочому місці і на розподільному щитку, мають бути відключені.
2. Робоче місце не повинно загороджуватись сторонніми предметами, а проходи стільцями.
3. При збірці схеми необхідно уникати пересічення дротів, їх натягнутого стану. Забороняється пересікати дротами проходи між робочими місцями.
4. При перевірці схеми слід звертати особливу увагу:
а) на справність ізоляції сполучних дротів;
б) на надійність контактів в місцях приєднання дротів до затискачів машин, приладів, апаратів;
в) на положення рукояток реостатів і інших апаратів.
Включення схеми під напругу
1. Включення схеми під напругу допускається лише з дозволу керівника.
2. Перед підключенням кабелю до рознімача слід переконатися, що вхідний автомат вимкнений, і індикатори на щитку не горять.
3. Перед включенням схеми під напругу студент, лаборант або викладач, який включає апарат, зобов'язаний голосно оповістити членів бригади «Увага - включаю», після чого категорично забороняється торкатися до затискачів схеми.
4. Включення схеми під напругу сигналізується загорянням сигнальної лампочки або показаннями вимірювального приладу на робочому місці.
Техніка безпеки при виконанні робіт
1. В разі припинення виконання роботи або перерви в роботі, схему обов'язково відключити від мережі.
2. Зміну в робочій схемі дозволяється робити з відома керівника лише після відключення її від мережі і повній зупинці частин машин, що обертаються.
3. Після будь-якої зміни в робочій схемі включення її під напругу може бути зроблено лише з дозволу керівника і лише після сповіщення про це всіх студентів, що працюють на даному робочому місці.
4. Необхідно стежити за тим, щоб швидкість обертання, струм, напруга, потужність і інші величини, що характеризують установку, не перевищували допустимих меж.
5. При знятті осцилограм струмів і напруги слід бути особливо уважним, оскільки корпус осцилографа має потенціал досліджуваного ланцюга, і, отже, між корпусами приладів може бути небезпечна напруга.
6. Визначення наявності напруги дозволяється робити лише індикатором, вольтметром.
7. Під час виконання роботи забороняється торкатися до оголених струмопровідних частин установки, корпусів машин і апаратів.
8. У всіх випадках виявлення несправного стану устаткування, вимірювальних приладів або дротів необхідно негайно відключити комутаційний апарат (автомат) джерел живлення і повідомити про це керівникові.
Відключення схеми від мережі і її розбирання
1. Відключення схеми від мережі робиться в наступному порядку – спочатку відключається тумблер або вимикач на стенді, потім автомат після цього від'єднуються кабелі живлення.
2. Після закінчення роботи схема має бути розібрана. До розбирання схеми студенти приступають лише отримавши на цей дозвіл керівника.
3. Перед розбиранням схеми студент зобов'язаний відключити комутаційний апарат (автомат) на робочому місці.
ВИМОГИ ДО ЗВІТУ
Звіт повинен містити:
1. Заголовок з номером і найменуванням лабораторної роботи.
2. Мету роботи.
3.Схему вимірів, яка має бути виконана акуратно і з дотриманням ДСТУ, що діють.
4. Перелік вимірювальних приладів з вказівкою системи приладу і класу точності.
5. Осцилограми кривих струмів і напруги, з вказівкою масштабу.
6. Таблиці експериментальних даних.
7. Графіки експериментальних залежностей, побудовані в масштабах, що забезпечують наочність отриманих результатів.
8. Короткі виводи, які повинні містити оцінку результатів виконаної роботи, з точки зору їх відповідності теоретичним передумовам, пояснення характеру отриманих залежностей, осцилограм і тому подібне.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1
ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНСФОРМАТОРА
Мета роботи – експериментальне дослідження характеристик трансформатора і визначення параметрів його схеми заміщення.