- •Часть 1. Тема «Законы постоянного тока» 10
- •Часть 2. Электромагнетизм 24
- •Часть 3. Переменный ток (краткая теория) 41
- •Часть 4. Трехфазный ток 74
- •Часть 5. Трансформаторы 96
- •Часть 6. Электрические машины 126
- •Часть 7. Практическая работа: Расчет стоимости электроэнергии 172
- •Указания к выполнению и оформлению контрольных работ
- •Выбор вариантов задач контрольной работы
- •Содержание учебной дисциплины
- •Раздел 1 Электрическое поле. Электрические цепи постоянного тока
- •Раздел 2. Электромагнетизм и электромагнитная индукция
- •Раздел 3. Электрические измерения и электротехнические приборы
- •Раздел 4. Электрические цепи переменного однофазного тока
- •Раздел 5. Трехфазные электрические цепи
- •Раздел 6. Трансформаторы
- •Раздел 7. Электрические машины переменного и постоянного тока
- •Раздел 8. Основы электроники. Полупроводниковые приборы
- •1.1 Закон Ома для участка и полной цепи
- •1.2. Последовательное и параллельное соединение проводников
- •Последовательное соединение
- •Общее напряжение u на проводниках равно сумме напряжений u1, u2 ,u3 равно:
- •Параллельное соединение
- •1.3. Расширение пределов измерения амперметра и вольтметра
- •1.4. Примеры решения задач
- •1.4.1. Пример 1
- •1.4.2. Пример 2
- •1.4.3. Пример 3
- •1.5. Задания к контрольной работе Задачи вариантов 1 – 10, 11 – 20
- •Задачи вариантов 21- 30, 31 – 40
- •Задачи вариантов 41 – 50
- •Часть 2. Электромагнетизм
- •2.1. Основные формулы и уравнения
- •Взаимодействие проводников с током. Электромагнит.
- •Напряженность магнитного поля. Магнитное напряжение.
- •Закон полного тока.
- •Индуктивность
- •Энергия магнитного поля
- •Взаимная индукция
- •2.2. Вопросы по теме «Магнитные свойства вещества»
- •1 Вариант
- •2 Вариант
- •3 Вариант
- •2.3. Характеристики намагничивания стали
- •2.4. Расчет магнитной цепи
- •Теоретическая часть
- •2.5. Задача на расчет магнитной цепи Задача 1. Прямая задача расчета мц
- •Порядок расчета.
- •Задача 2. (обратная задача расчета мц)
- •2.6. Задания вариантам практической работе «Расчет магнитных цепей»
- •Часть 3. Переменный ток (краткая теория)
- •3.1. Получение синусоидальной эдс
- •3.2. Характеристики синусоидальных величин
- •3.3. Цепь переменного тока с активным сопротивлением
- •3.4. Цепь с катушкой индуктивности
- •3.5. Цепь с конденсатором
- •3.6. Основные формулы и уравнения
- •3.7. Задачи с решениями по теме
- •3.8. Методические указания к решению задач
- •Общее решение типовых задач
- •3.9. Примеры задачи при последовательном соединении Особенности расчета цепи при другой комбинации элементов схемы
- •3.10. Порядок построения диаграммы
- •3.11. Расчет параллельных цепей переменного тока
- •3.12. Пример задачи параллельного соединения
- •Решение.
- •Построение векторной диаграммы
- •3.13. Практическая работа
- •3.14. Задания по теме «Синусоидальный переменный ток» Задачи вариантов 1 -10
- •Задачи вариантов 11-20
- •3Адачи вариантам 21 – 30
- •Задачи вариантам 31- 40
- •Задачи вариантов 41 – 50
- •Часть 4. Трехфазный ток
- •4.1. Трехфазный ток (краткая теория)
- •4.1.1. Трехфазные системы
- •4.1.2. Схемы соединения трехфазных систем
- •Соединение обмоток генератора звездой
- •2. Соотношение между линейными и фазными напряжениями при соединении обмоток генератора звездой
- •3. Соединение обмоток генератора треугольником
- •4. Соединение приемников энергии звездой
- •4.2. Методические указания по теме «Трехфазные электрические цепи»
- •4.3. Пример решения задачи по схеме «звезда»
- •4.4. Пример решения задачи по схеме «треугольник»
- •Решение.
- •Порядок построения векторной диаграммы
- •4.5. Задания контрольной работе Задачи вариантов 1 -10
- •Задачи вариантов 11 – 20
- •Задачи вариантов 21 – 30
- •Задачи вариантов 31 – 40
- •Задачи вариантов 41 – 50
- •Часть 5. Трансформаторы
- •5.1. Устройство, назначение, принцип работы, применение
- •5.1. 1. Назначение и применение
- •5.1.2. Устройство трансформатора
- •5.1. 3. Нагрев и охлаждение трансформаторов
- •5.1.4. Формула трансформаторной эдс
- •5.1.5. Принцип действия. Коэффициент трансформации
- •5.1.6. Холостой ход однофазного трансформатора
- •5.1.7. Работа нагруженного трансформатора и диаграмма магнитодвижущих сил
- •5.1.8. Изменение напряжения трансформатора при нагрузке
- •5.1.9. Мощность потерь в обмотках нагруженного трансформатора
- •5.1.10. Трехфазные трансформаторы
- •5.1.11. Регулирование напряжения трансформаторов
- •5.1.12. Автотрансформаторы
- •5.1.13. Измерительные трансформаторы
- •5.1.14. Сварочные трансформаторы
- •5.2. Расчет трансформатора
- •5.2.1. Номинальные значения
- •5.2.2. Пример по схеме «звезда» (однофазный трансформатор)
- •5.2. 3. Пример задачи трехфазного трансформатора
- •5.3. Задания контрольной работе Задачи вариантов 1 – 10 (однофазный понижающий трансформатор)
- •Задачи вариантам 11-20
- •Технические данные трансформатора
- •Часть 6. Электрические машины
- •6.1. Электрические машины переменного тока (теория)
- •6.1.1. Назначение и их классификация.
- •6.1.2. Вращающееся магнитное поле
- •2. Подключить к катушкам несовпадающие по фазе токи.
- •6.1.3. Устройство трехфазных асинхронных двигателей
- •6.1.4. Принцип действия асинхронного двигателя
- •6.1.5. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей
- •6.1.6. Однофазные асинхронные двигатели
- •1. Однофазный двигатель не имеет пускового момента. Он будет вращаться в ту сторону, в которую раскручен внешней силой.
- •6.1.7. Принцип действия асинхронного и синхронного двигателей
- •6.2. Электрические машины постоянного тока
- •6.2.1. Устройство машин постоянного тока
- •6.2.2. Принцип действия машины постоянного тока
- •6.2.3. Электродвижущая сила якоря и электромагнитный момент
- •6.2.4. Генераторы постоянного тока
- •6.2.5. Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением
- •6.2.6. Общие сведения о двигателях с последовательным и смешанным возбуждением
- •6.2.7. Коллекторные двигатели переменного тока
- •6.2.7. Синхронные двигатели. Конструкция, принцип действия
- •6.3. Методические указания и задачи
- •6.3.1. Расчет генератора постоянного тока
- •Решение
- •6.3.2. Расчет двигателя постоянного тока
- •Решение
- •6.3. 3. Расчет двигателей переменного тока
- •Пример расчета двигателя
- •Решение
- •6.3.4. Расчет трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
- •6.4. Задания контрольных работ Задачи вариантов 1 - 10
- •Задачи вариантов 11 - 20
- •Задачи вариантам 21 - 30
- •Часть 7. Практическая работа: Расчет стоимости электроэнергии
- •Часть 8. Электробезопасность
- •8.1. Защитное заземление и зануление на строительных площадках
- •Возможные прикосновения
- •2. Режим нейтрали трансформатора
- •3. Трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтралью
- •4. Защитное заземление и зануление
- •5. Защитное зануление
- •Первое требование
- •Второе требование
- •8.2. Общие требования к заземляющим устройствам
- •Естественные и искусственные заземлители
- •8.3. Заземление и зануление передвижных установок и переносных электроинструментов
- •8.4. Правила эксплуатации защитного заземления и зануления
- •Часть 9. Практическая работа. Тема. Выбор типа электродвигателя
- •2. Режимы работы
- •3.Выбор двигателей для различных режимов работы
- •3.1.Продолжительный режим работы
- •3.2.Повторно-кратковременный режим работы
- •3.3. Кратковременный режим работы
- •1.4. Определить моменты двигателя
- •2.3. Определяется расчетная продолжительность включения:
- •Задания контрольной работы
- •Технические данные асинхронных двигателей основного исполнения
- •Часть 10. Экзаменационные вопросы по электротехнике
- •10.1. Критерии оценивания
- •10.2. Экзаменационные вопросы
- •Литература
Часть 9. Практическая работа. Тема. Выбор типа электродвигателя
Цель. Изучение режимов работы и методики выбора электродвигателя при различных режимах работы механизма.
Студент должен: иметь представление о режимах работы двигателей; знать классы нагрева двигателей; уметь рассчитывать эквивалентные параметры нагрузочной диаграммы, выбирать согласно результатам расчетов двигатель для различных режимов работы механизмов; приобрести навыки построения диаграмм, расчетов и выбора двигателей, работы с таблицами, каталогами.
Теоретическая часть.
Нагрев электродвигателя.
Наименее стойким материалом, входящим в конструкцию электродвигателя, является изоляция его обмотки. Каждый вид изоляции допускает определённую температуру t, например:
класс А - хлопчатобумажная изоляции, пропитанная изолирующими составами t =105°C
класс Е - органические синтетические пленки t = 120°С
класс F - стекловолокно, слюда, асбест с органическими пропитывающими составами t = 155°
класс Н - те же, что и F, но в сочетании с кремнийорганическими составами t = 180°С
Электродвигатель при работе с номинальной мощностью на валу нагревается до температуры t, допускае-мой для примененной в нем изоляции. Перегрев τ двигателя – разность между температурой t электродвигателя и стандартной температурой окружающей среды t0, т. е. t = t – t0. В расчетах t0 = 40°С.
2. Режимы работы
В зависимости от характера нагревания электродвигателя, работающего под нагрузкой, различают три основных режима работы: продолжительный (длительный), кратковременный и повторно-кратковременный. Нагрузка на валу электродвигателя изменяется во времени.
Нагрузочной диаграммой называется зависимость развиваемого двигателем момента и мощности от времени: M(t), P(t)
а) продолжительным называют режим такой длительности, при которой нагрев обмотки электродвигателя достигает установившегося значения τУСТ. В этом режиме двигатель работает либо с постоянной нагрузкой, либо с изменяющейся во времени нагрузкой.
Нагрузочная диаграмма двигателя при продолжительном режиме работы: постоянная нагрузка переменная нагрузка
С постоянной нагрузкой в продолжительном режиме работают электродвигатели зубофрезерных, зубошлифовальных, тяжелых токарных, карусельных станков. Станки общего назначения (универсальные) рассматриваются тоже как станки с продолжительным режимом работы, т.к. при работе на этих станках может потребоваться и такой режим. С переменной нагрузкой в продолжительном режиме работают двигатели кулачковых автоматов, автоматических линий и станков с фрикционными муфтами в цепи главного движения, двигатели вентиляторов и насосов.
б)в повторно-кратковременном режиме двигатель за время работы не успевает нагреться до установившейся температуры, а за время паузы между включениями не успевает остыть до температуры окружающей среды. Нагрузочная диаграмма двигателя при повторно-кратковременном режиме:
В этом режиме работают приводы металлорежущих станков, обрабатывающих однотипные заготовки, электроприводы подъемных кранов, лебедок, лифтов, конвейеров.
в)при кратковременном режиме работы двигатель не успевает в период нагрузки нагреться до установившейся температуры, а пауза так длительна, что температура снижается до температуры окружающей среды. Нагрузочная диаграмма двигателя при кратковременном режиме:
t1 - время работы под нагрузкой,
t01 - время паузы,
tц - время цикла (периода) работы
В этом режиме работают двигатели шлюзов, вспомогательные приводы электротермических установок, приводы перемещений суппортов, бабок, поперечин станков.