Электрические и электронные аппараты. Методические указания к курсовой работе для студентов по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и элек

242

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электропривода

Электрические и электронные аппараты Методические указания к курсовой работе

для студентов по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» профиль подготовки «Электропривод и автоматика» очной и очно-заочной форм обучения

Составитель: Т.В. Синюкова

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электропривода

Электрические и электронные аппараты Методические указания к курсовой работе

для студентов по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» профиль подготовки «Электропривод и автоматика» очной и очно-заочной форм обучения

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

2

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электропривода

Электрические и электронные аппараты Методические указания к курсовой работе

для студентов по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» профиль подготовки «Электропривод и автоматика» очной и очно-заочной форм обучения

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

3

УДК 621.316 (07) С 388

Рецензент: проф., д-р техн. наук В.Н. Мещеряков

Синюкова, Т.В.

С 388 Электрические и электронные аппараты: методические указания к курсовой работе для студентов по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» профиля подготовки

«Электропривод и автоматика» очной и очно-заочной форм обучения

[Текст] / сост. Т.В. Синюкова. – Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2013. – 49 с.

В методических указаниях изложена методика по расчету и выбору электрических аппаратов для электроприводов и системы электроснабжения,

подтвержденная расчетными численными значениями.

Ил. 3. Библиогр.: 7 назв.

УДК 621.316 (07)

© ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет», 2013

4

Под электрическими аппаратами понимают электромеханические устройства управления потоком энергии различного вида (электрической,

механической, тепловой и других) и информации.

Однако наибольшее распространение получили электрические аппараты управления потоками электрической энергии для изменения режимов работы,

регулирования параметров, контроля и защиты электротехнических систем и их составных частей. Как правило, функции таких электрических аппаратов осуществляются посредством коммутации электрических цепей с различной частотой, начиная от относительно редких, нерегулируемых значений до периодических высокочастотных.

В электротехнических комплексах и системах применяют различные электрические и электронные аппараты, отличающиеся между собой устройством, принципом работы, конкретным назначением и областью применения, номинальными параметрами, техническими характеристиками, а

также графическими и буквенными обозначениями.

Современные высокие требования к качеству технологического процесса и производительности различных механизмов могут быть обеспечены только на основании применения автоматизированных электроприводов. Успех работы которых зависит в значительной мере от индивидуальных свойств отдельных аппаратов и устройств, а также от их совместной работы.

Для понимания современных электротехнических систем автоматизированного электропривода, умения их анализировать и рассчитывать необходимо знать, кроме устройства и принципа работы аппаратов, и их функциональные свойства относительно входных и выходных параметров. Методика выполнения курсовой работы, изложенная в методических указаниях, позволит студентам закрепить теоретические знания,

полученные по дисциплине «Электрические и электронные аппараты».

5

Задание к курсовой работе

К участку схемы электроснабжения подключены следующие приемники электрической энергии:

1. Два асинхронных низковольтных электродвигателя, предназначенные дня приведения в движение двух реверсивных исполнительных органов (ИО) с

линейным перемещением и автоматизацией их работы в функции пути и вре-

мени.

2.Один асинхронный низковольтный электродвигатель, предназначенный для привода поршневого компрессора.

3.Нагревательная установка.

4.Осветительная установка.

Вкурсовой работе необходимо решить следующие задачи:

1.Начертить принципиальную схему реверсивного электропривода и схему электропривода поршневого компрессора. Описать принцип их работы.

2.Начертить схему электроснабжения приемников электроэнергии.

3.Выбрать типы электроприемников и определить потребляемые ими то-

ки.

4.Выбрать сечение и марки питающих кабелей (проводов).

5.Выбрать типы шкафов и пунктов для приема и распределения электри-

ческой энергии, а также выбрать типы коммутационных, защиты и других ап-

паратов.

1. Общие требования к выполнению и защите курсовой работы

Курсовая работа по дисциплине «Электрические и электронные аппараты» выполняется студентами очной и очно-заочной форм обучения по направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника» профиля подготовки «Электропривод и автоматика».

6

Целью курсовой работы является закрепление и систематизация знаний по дисциплине «Электрические и электронные аппараты» для самостоятельно-

го решения комплексной задачи по выбору аппаратов для электроприводов и системы электроснабжения.

Задачей настоящих методических указаний является помощь студентам в выполнении курсовой работы.

Расчетная (пояснительная) записка к работе должна быть краткой и со-

держать все нужные записи, расчеты, схемы, таблицы, разработки и выводы.

При оформлении пояснительной записки студент должен рассматривать работу как выполнение инженерного задания. Поэтому все пояснения и описания должны быть четкими, предельно ясными, со ссылкой на рисунки,

соответствующие формуле и использованной литературе. Пояснительная записка и графическая часть должны быть выполнены в соответствии с требованиями ГОСТ и правилами ЕСКД.

В начале расчетно-пояснительной записки находится титульный лист,

выполненный по СТО-13-2011. За титульным листом следует задание и лист с содержанием записки, состоящий из перечня всех разделов с указанием соответствующих страниц. В конце записки приводится библиографический список.

Студентам выдается индивидуальное задание (номер варианта) на выпол-

нение курсовой работы. Курсовая работа выполняется студентом самостоя-

тельно с использованием консультаций преподавателя. На консультации сту-

дент получает дополнительные методические указания и ответы на возникшие вопросы, а также преподаватель проверяет выполнение графика работ по заданию.

Проверенная и подписанная преподавателем курсовая работа защищается студентом.

Прежде чем приступить к выполнению работы, студент должен ознако-

миться с техническим заданием на курсовую работу и уточнить неясные места.

7

Затем студент чертит схемы электроприводов и схему электроснабжения,

выбирает типы электроприемников, определяет расчетные токи, выбирает марки и сечения питающих кабелей и проводов.

Теперь у студента на основании методики, изложенной в данных методических указаниях, появляется возможность выбрать типы и определить параметры коммутационных, защиты и других аппаратов. В заключительной части работы должна проводиться инженерная оценка полученных решений.

При оценке курсовой работы особое внимание уделяется обоснованию принятых решений, а также оформлению работы.

Ниже приведена методика выполнения курсовой работы с использовани-

ем исходных технических данных одного из вариантов курсовой работы.

Исходные данные:

1. Номинальная мощность и синхронная скорость электродвигателя пер-

вого ИО (механизма):

РН1 = 1,5 кВт; n01 = 3000 об/мин.

2. Номинальная мощность и синхронная скорость электродвигателя второго ИО (механизма):

РН2 = 15 кВт; n02 = 3000 об/мин.

3. Номинальная мощность и синхронная скорость электродвигателя ком-

прессора:

РНЗ = 160 кВт; n03, = 3000 об/мин.

4. Номинальная мощность нагревательной установки: Рнну = 7 кВт.

5. Номинальная мощность освети тельной установки: Рн.осв = 9 кВт.

8

2. Основные формулы и соотношения для выполнения курсовой

работы

Номинальный рабочий ток потребителя (электроприемника)

электрической энергии:

- номинальный рабочий ток, А; Р - активная мощность, потребляемая электроприемником, Вт; Uл.ном - номинальное линейное напряжение сети, В; cos - номинальный косинус угла сдвига фаз.

Потребляемая (номинальная) электродвигателем активная мощность:

где Р - суммарная потребляемая активная мощность всех низковольтных потребителей электрической энергии, Вт; cos ср - средневзвешенный косинус угла сдвига фаз.

9

Условия определения допустимого рабочего тока силового кабеля (линии отходящей от силового шкафа):

где Iк.доп.раб - допустимый рабочий ток силового кабеля; Iнвп - номинальный ток плавкой вставки предохранителей силового шкафа.

Условие определения номинального тока рубильника силового шкафа:

Условие для выбора марки и сечения силового кабеля (проводов) для питания электроприемника:

где Iдоп.к.п - допустимый ток силового кабеля (проводов); Iном.эп — номинальный ток электроприемника.

Условие определения номинального тока полупроводникового расцепителя автоматического селективного выключателя (автомата) силового распределительного пункта:

где К = 0,85 - тепловой поправочный коэффициент.

Пусковой ток самого мощного электродвигателя:

10