Методические указания к выполнению задачи №4 Пример типового расчёта параметров трансформатора.
Однофазный понижающий трансформатор S ном = 500В ∙А служит для питания ламп местного освещения станков. Номинальные напряжения обмоток Uном1=380В и Uном2=24В. Магнитный поток в магнитопроводе Ф m=0,005 Вб. Частота тока в сети 50 Гц. Потерями пренебречь. Определить номинальные токи в обмотках Iном1 и Iном2; коэффициент трансформации k; число витков обмоток W1 и W 2 .
Дано: Решение:
S=500В∙А;
1.Номинальные токи в обмотках
;
U=380В;
I
ном2
.
U=24В. 2.При холостом ходе Е1≈Uном1;Е2≈Uном2.Число витков находим из
f=50Гц
формулы Е =4,44∙W
∙f∙Фm:
;
Рассчитать
:I ном1 ;Iном2;
k ;W1;W2.
3.Коэффициент трансформации контрольная работа №1
Задача 1 (варианты 01—60).
Физические величины, характеризующие электрическое поле (заряд, напряженность, потенциал, напряжение).
Проводники и диэлектрики в электрическом поле.
Конденсаторы. Соединения конденсаторов.
Работа и мощность электрического тока.
Электрический ток. Электрическая цепь. Элементы электрической цепи (источник, потребитель, соединительные провода).
Электрическое сопротивление. Порядок расчета простых электрических цепей.
Закон Ома для участка цепи.
ЭДС. Закон Ома для полной цепи.
Режимы работы электрической цепи.
Соединения приемников электрической энергии.
Первый закон Кирхгофа. Порядок составления уравнений по I закону Кирхгофа.
Второй закон Кирхгофа. Порядок составления уравнений по II закону Кирхгофа.
Магнитное поле и его основные параметры [В]; [Н]; [
];
[
];
[М]; [Ф].Ферромагнитные вещества.
Вихревые токи. Потери электрической энергии на вихревые токи.
Явление и ЭДС электромагнитной индукции.
Параметры электрических цепей переменного тока (R,L,C).
Уравнения и графики синусоидальных величин (период, частота, угловая частота, фаза, начальная фаза, сдвиг фаз).
Физические процессы в цепях переменного тока с R,L,C при последовательном соединении R,L,C.
Векторные диаграммы. Расчетные соотношения. Резонанс напряжений.
Цепь с активным сопротивлением.
Цепь с емкостью.
Цепь с индуктивностью.
Физические процессы в цепях переменного тока при параллельном соединении R,L,C.
Коэффициент мощности, способы и экономическая целесообразность его повышения.
Трехфазная цепь.
Линейные и фазные напряжения и токи, соотношения между ними.
Соединения трехфазной системы «треугольником».
Соединение трехфазной системы «звездой».
Порядок расчета активной (Р), реактивной (Q), полной (С) мощностей.
Трансформаторы. Назначение, принципы действия и устройство однофазного трансформатора.
Параметры однофазного трансформатора (коэффициент трансформации, коэффициент мощности, коэффициент полезного действия)6 физический смысл, расчет по формулам.
Специальные типы трансформаторов (измерительные, сварочные, импульсные, автотрансформаторные и др.)
Физические основы электроники. Движение электрических зарядов в электрическом и магнитном полях.
Ионные приборы с самостоятельным и несамостоятельным разрядом: неоновые лампы, стабилитроны, газотроны, тиратроны. Принцип их работы и область применения.
Основные типы фотоэлементов (фотодиоды, фоторезисторы, фотоэлементы с запирающим слоем). Принцип их работы и область применения.
Электронная, термоэлектронная, фотоэлектронная эмиссия.
Понятие об электронной и дырочной проводимости, электронно – дырочном переходе.
Полупроводниковые диоды. Их вольтамперные характеристики, выпрямительные свойства.
Полупроводниковые транзисторы. Основные типы транзисторов, их характеристики и область применения.
Тиристоры, их вольтамперные характеристики, применение в бесконтактных коммутационных цепях.
Назначение и область применения выпрямительных устройств, сглаживающих фильтров и стабилизаторов напряжения и тока.
Назначение, классификация, принцип действия, область применения полупроводниковых усилителей.
Классификация измерительных приборов и систем, их обозначения.
Контроллеры, контакторы и магнитные пускатели: их устройство, принцип действия, назначение, область применение.
Устройство и принцип действия электромагнитного реле, геркона, теплового реле, реле времени, фотореле.
Понятие о простейших логических схемах (И, ИЛИ, НЕ).
Виды электростанций. Сравнительные техник – экономические характеристики тепловых, гидро - и атомных электростанций.
Электрические сети. Кабельные и воздушные линии электропередачи.
Типы потребителей. Схемы электроснабжения промышленных предприятий и жилых зданий. КРУ.
Электроинструмент; его основные виды (дрели, пилы, рубанки, шлифовальный инструмент и т.д.)
Интегральные схемы микроэлектроники.
Внешний и внутренний фотоэффект.
Транзисторы (биполярные, полевые).
Принцип действия однофазного асинхронного движения.
Мулитивибраторы.
Принцип действия двигателя постоянного тока.
Защитное заземление и контроль изоляции в электроприводах.
Электрическое освещение. Лампы накаливания и люминесцентные лампы; их устройство, принцип действия и схемы включения.
Понятие об импульсных схемах (триггер, мультивибратор).
Задача 2 (варианты 01—60). Цепь постоянного тока со смешанным соединением состоит из четырех резисторов. В зависимости от варианта заданы: схема цепи (по номеру рисунка), сопротивления резисторов R1, R2, R3, R4,. Определить эквивалентное сопротивление цепи Rэкв.
Данные для своего варианта взять из таблицы 4.
Таблица 4. Данные для задачи 2 (варианты 01-60)
Номер варианта
|
Номер рисунка
|
R1, Ом
|
R2, Ом
|
R3, Ом
|
R4, Ом
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
01
|
29
|
3
|
4
|
2
|
3 |
02
|
30
|
15
|
10
|
4
|
15
|
03
|
31
|
12
|
2
|
4
|
4
|
04
|
32
|
6
|
30
|
6
|
20
|
05
|
33
|
20
|
40
|
30
|
5
|
06
|
34
|
10
|
15
|
35
|
15
|
07
|
35
|
30
|
20
|
4
|
2
|
08
|
36
|
50
|
40
|
60
|
12
|
09
|
37
|
10
|
11
|
90
|
10
|
10
|
38
|
4
|
2
|
20
|
5
|
11
|
39
|
16
|
40
|
10
|
8
|
Номер варианта
|
Номер рисунка
|
R1, Ом
|
R2, Ом
|
R3, Ом
|
R4, Ом
|
12
|
40
|
4
|
6
|
2
|
24
|
13
|
41
|
5
|
6
|
12
|
6
|
14
|
42
|
2
|
1
|
15
|
10
|
15
|
43
|
12
|
4
|
2
|
4
|
16
|
44
|
30
|
6
|
60
|
30
|
17
|
45
|
3
|
15
|
20
|
40
|
18
|
46 |
30
|
20
|
3
|
5
|
19
|
47 |
7
|
3
|
72
|
90
|
20
|
48 |
11
|
90
|
10
|
5
|
21
|
29 |
15
|
20
|
40
|
3
|
22
|
30 |
10
|
90
|
6
|
60
|
23
|
31 |
20
|
10
|
2
|
5
|
24
|
32 |
7
|
60
|
15
|
4
|
25
|
33 |
25
|
15
|
10
|
12
|
26
|
34 |
2
|
3
|
1
|
3
|
27
|
35 |
12
|
4
|
4
|
2
|
28
|
36 |
40
|
20
|
25
|
5
|
29
|
37 |
3
|
10
|
30
|
20
|
30 |
38 |
10
|
2
|
40
|
10
|
31
|
39
|
8
|
3
|
24
|
8
|
32
|
40
|
3
|
20
|
40
|
15
|
33
|
41
|
2
|
5
|
72
|
90
|
34
|
42
|
6
|
2
|
40
|
10
|
35
|
43
|
10
|
15
|
2
|
1
|
36
|
44
|
60
|
30
|
30
|
20
|
37
|
45
|
6
|
5
|
15
|
5
|
38
|
46
|
24
|
8
|
3
|
2
|
39
|
47
|
1
|
3
|
20
|
5
|
40
|
48
|
2
|
72
|
90
|
3
|
41
|
29
|
15
|
7
|
3
|
4
|
42
|
30
|
20
|
5
|
6
|
15
|
43
|
31
|
10
|
4
|
8
|
15
|
44
|
32
|
6
|
15
|
10
|
12
|
45
|
33
|
40
|
50
|
72
|
10
|
46
|
34
|
10
|
20
|
30
|
15
|
47
|
35
|
72
|
90
|
2
|
8
|
48
|
36
|
10
|
5
|
2
|
8
|
49
|
37
|
2
|
3
|
30
|
6
|
50
|
38
|
5
|
10
|
72
|
90
|
Номер варианта
|
Номер рисунка
|
R1, Ом
|
R2, Ом
|
R3, Ом
|
R4, Ом
|
51
|
39
|
13
|
15
|
10
|
3
|
52
|
40
|
8
|
15
|
5
|
30
|
53
|
41
|
2
|
11
|
90
|
10
|
54
|
42
|
10
|
2
|
8
|
24
|
55
|
43
|
10
|
15
|
4
|
2
|
56
|
44
|
60
|
15
|
72
|
90
|
57
|
45
|
2
|
10
|
15
|
25
|
58
|
46
|
40
|
10
|
2
|
5
|
59
|
47
|
2
|
3
|
72
|
90
|
60
|
48
|
5
|
15
|
60
|
3
|
Рис. 29 Рис. 30
Рис. 31 Рис. 32
Рис. 33 Рис. 34
Рис. 35 Рис. 36
Рис. 37 Рис.38
Рис. 39 Рис.40
Рис. 41 Рис.42
Рис. 43 Рис.44
Рис.45 Рис.46
Рис. 47 Рис. 48
Задача 3 (варианты 01-60). Рабочая машина (агрегат, установка, рабочий механизм) приводится в движение с помощью neредаточного устройства трёхфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Двигатель питается от сети с линейным напряжением Uном = 380 В при частоте f1 = 50 Гц.
По заданным в таблице 30: потребляемой мощности на валу рабочей машины и виду передаточного устройства, определить расчётную мощность электродвигателя. По таблице 28 выбрать электродвигатель, расшифровать его условное обозначение.
Указания: 1. Расчётная мощность электродвигателя, кВт
Ррасч = Рм/ηn, где Рм – потребляемая мощность на валу рабочей машины, кВт;
ηn – КПД передачи.
2. КПД передачи взять из таблицы 31 в соответствии с заданным в таблице 30 номером передачи.
3. По значению расчётной мощности выбрать из таблицы 28 ближайший по мощности (но не менее расчётной) электродвигатель.
Таблица 30. Данные для задачи 3 (варианты 01-60).
Потребляемая мощность и вид передаточного устройства
Номер варианта |
Номер передачи |
Рм, кВт |
Номер варианта |
Номер передачи |
Рм, кВт |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
01 |
1 |
0,5 |
31 |
9 |
1,1 |
02 |
3 |
2,5 |
32 |
8 |
0,7 |
03 |
8 |
1,3 |
33 |
7 |
1,2 |
04 |
4 |
8,5 |
34 |
6 |
1,3 |
05 |
9 |
6,0 |
35 |
5 |
1,5 |
06 |
5 |
10,0 |
36 |
4 |
2,0 |
07 |
2 |
1,1 |
37 |
3 |
2,5 |
08 |
10 |
4,0 |
38 |
2 |
4,0 |
09 |
6 |
12,0 |
39 |
1 |
4,5 |
10 |
7 |
0,8 |
40 |
6 |
3,0 |
11 |
6 |
35,0 |
41 |
7 |
5,0 |
12 |
6 |
13,0 |
42 |
3 |
7,0 |
13 |
5 |
15,0 |
43 |
9 |
6,0 |
14 |
2 |
2,0 |
44 |
5 |
10,0 |
15 |
9 |
2,3 |
45 |
4 |
11,0 |
16 |
3 |
3,6 |
46 |
3 |
12,0 |
17 |
10 |
1,5 |
47 |
2 |
13,0 |
18 |
7 |
1,0 |
48 |
10 |
14,0 |
19 |
1 |
0,3 |
49 |
8 |
18,0 |
20 |
4 |
3,0 |
50 |
9 |
2,0 |
21 |
10 |
8,0 |
51 |
7 |
2,3 |
22 |
2 |
1,7 |
52 |
6 |
3,0 |
23 |
1 |
0,8 |
53 |
5 |
3,5 |
24 |
4 |
10,0 |
54 |
4 |
4,5 |
25 |
8 |
55,0 |
55 |
3 |
20,0 |
26 |
3 |
7,0 |
56 |
2 |
25,0 |
27 |
5 |
16,0 |
57 |
10 |
30,0 |
28 |
9 |
7,5 |
58 |
5 |
16,0 |
29 |
6 |
13,0 |
59 |
3 |
7,0 |
30 |
7 |
2,8 |
60 |
4 |
12,0 |
Таблица 31. Данные для задачи 3 (варианты 01-60).
КПД передачи
Номер передачи |
Вид передачи |
КПД |
1 |
Плоскоременная |
0,95–0,96 |
2 |
Клиноременная |
0,96 |
3 |
Зубчато-ременная |
0,97–0,98 |
4 |
Цепная |
0,96–0,97 |
|
Зубчатая |
|
5 |
Цилиндрическая |
0,90–0,93 |
6 |
Коническая |
0,88–0,92 |
|
Зубчато-червячная |
|
7 |
Самотормозящая |
0,40–0,45 |
8 |
С однозаходным червяком |
0,72–0,77 |
9 |
С двухзаходным червяком |
0,80–0,84 |
10 |
С трехзаходным червяком |
0,85–0,89 |
Задача 4 (варианты 01-30).
Для питания пониженным напряжением цепей управления установлен однофазный двух - обмоточный трансформатор мощностью S ном. Номинальное напряжение обмоток U ном 1 и U ном 2; номинальные токи в обмотках I ном 1 и I ном 2 . Коэффициент трансформации k . Число витков обмоток W 1 и W 2 . Магнитный поток в магнитопроводе Ф m . Частота тока в сети 50 Гц.
Используя данные трансформатора, указанные в таблице, определить неизвестные величины.
вариант |
S ном , В∙А |
Uном1,В |
Uном2,В |
Iном1,А |
Iном2,А |
W1 |
W2 |
k |
Фm ,Вб |
01 |
|
380 |
|
1,43 |
|
|
|
15,8 |
0,005 |
02 |
|
220 |
24 |
|
33,8 |
198 |
|
|
|
03 |
1600 |
|
12 |
|
|
770 |
|
31,6 |
|
04 |
|
127 |
|
4,27 |
25 |
|
108 |
|
|
05 |
3200 |
380 |
36 |
|
|
|
|
|
0,025 |
06 |
|
220 |
24 |
3,64 |
|
|
|
|
0,005 |
07 |
500 |
|
|
1 |
|
750 |
54 |
|
|
08 |
|
220 |
|
|
20,8 |
400 |
22 |
|
|
09 |
250 |
500 |
|
|
|
|
|
20,8 |
0,0015 |
10 |
|
|
12 |
3,2 |
|
3000 |
|
41,6 |
|
11 |
400 |
|
12 |
|
|
|
|
18,3 |
0,02 |
12 |
|
|
36 |
1 |
|
|
|
13,9 |
0,003 |
13 |
|
380 |
|
4,2 |
|
|
24,4 |
|
0,002 |
14 |
600 |
220 |
|
|
|
4970 |
|
6,12 |
|
15 |
|
|
24 |
|
25 |
573 |
|
|
0,001 |
16 |
|
500 |
|
|
13,9 |
|
|
13,9 |
0,003 |
17 |
100 |
|
24 |
|
|
|
30 |
15,8 |
|
18 |
|
|
24 |
0,5 |
10,4 |
|
|
|
0,0018 |
19 |
|
380 |
|
|
133 |
|
60 |
31,7 |
|
20 |
800 |
|
|
3,64 |
|
|
22 |
9,18 |
|
21 |
|
380 |
|
2,86 |
|
|
|
31,6 |
0,002 |
22 |
|
110 |
12 |
|
16,7 |
396 |
|
|
|
23 |
1600 |
380 |
36 |
|
|
|
|
|
0,005 |
24 |
|
|
12 |
1,6 |
|
1500 |
|
20,8 |
|
25 |
|
220 |
|
|
10,4 |
|
|
20,8 |
0,002 |
26 |
320 |
|
|
1 |
|
800 |
46 |
|
|
27 |
200 |
|
24 |
|
|
|
|
9,18 |
0,025 |
28 |
|
380 |
24 |
|
105 |
|
|
20,8 |
0,025 |
29 |
200 |
|
2 |
|
|
|
65 |
6,12 |
|
30 |
400 |
|
|
1,82 |
|
|
11 |
9,18 |
|