Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Задание и методические указания по выполнению самостоятельной работы по электрооборудованию

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 623158.01.99
Самостоятельная работа по электрическому оборудованию предна-значена для лучшего усвоения курса. Работа включает в себя расчет есте-ственных характеристик и пусковых программ двигателей постоянного и переменного тока и составление элементов схем и разверток типовых схем управления механизмами. Работа должна быть выполнена в виде расчетно-пояснительной записки.
Муравьев, В.М. Задание и методические указания по выполнению самостоятельной работы по электрооборудованию [Электронный ресурс] / В.М. Муравьев. - Москва : Альтаир-МГАВТ, 2010. - 32 с. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/522783 (дата обращения: 29.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
МИНИСТЕРСТВО  ТРАНСПОРТА  РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ
__________________________________________________________

МОСКОВСКАЯ   ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ  

ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

Муравьѐв В. М.

Методические указания и контрольные задания на самостоятельную рабо
ту по курсу электротехники и электроники 

Издательство «Альтаир»

Москва

2010

МИНИСТЕРСТВО  ТРАНСПОРТА  РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ
__________________________________________________________

МОСКОВСКАЯ   ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ  

ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

Муравьѐв В. М.

Задание и методические указания по выполнению самостоятельной 

работы  по электрооборудованию.

Издательство «Альтаир»

Москва

2010

Муравьев Вадим Михайлович

Задание и методические указания по выполнению самостоятельной 

работы  по электрооборудованию.

Компьютерная верстка: Михайлик Е.В.

Подписано в печать ____ . ________. 2010 г.

Формат 60x90/16. Объем ________п. л.
Заказ N_______  Тираж ________ экз.

Альтаир-МГАВТ

Московской государственной академии водного транспорта

117105 г. Москва, Новоданиловская набережная, д. 2

УДК   621.  3

В.М. Муравьев. Задание и методические указания по выполне
нию самостоятельной работы  по электрооборудованию. – М.: Альта
ир МГАВТ, 2010 – 32с., 

Самостоятельная работа по электрическому оборудованию предна
значена для лучшего усвоения курса. Работа включает в себя расчет есте
ственных характеристик и пусковых программ двигателей постоянного и 

переменного тока и составление элементов схем и разверток типовых схем 

управления механизмами.

Работа должна быть выполнена в виде расчетно-пояснительной за
писки.

Рецензент:  кандидат технических наук, профессор  Власов Дмитрий 

Георгиевич

Рассмотрена и рекомендована к изданию на заседании кафедры 

электрооборудования 17.06.2009 г. протокол №6.

Рекомендовано к изданию Учебно-методическим советом МГАВТ.

Ответственность за оформление и содержание передаваемых в пе
чать материалов несут авторы и кафедры академии, выпускающие 

учебно-методические материалы

© МГАВТ, 2010
© Муравьев В.М, 2010 

Содержание

1. Общие положения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4

2. Задание по оформлению самостоятельной работы . . . . . . . . . . . .
4

3. Методические указания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4

3.1 Расчет и построение естественных, скоростной и механической харак
теристик двигателя постоянного тока  с параллельным возбуждением
. .
4

3.2 Расчет и построение естественной механической характеристики асинхрон
ного двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6

3.3 Расчет и построение пусковых диаграмм для двигателей с прямолинейны
михарактеристиками
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8

4. Электрические схемы управления
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Таблица №1. Краново-металургические двигатели постоянного тока
. . . . 17

Таблица №2 Крановые5 асинхронные двигатели с фазным ротором
. . . . 18

Таблица №3 Варианты для спусковых диаграмм
. . . . . . . . . . . . 19

Таблица №4 Варианты для разработки элементарных схем
. . . . . . . . 20

Таблица №5 условные графические обозначения на электрических схемах . . 22
Таблица №6 Буквенные коды электрических элементов и устройств
. . . . 27

Таблица №7 Буквенные коды функционального назначения . . . . . . . . 30

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Самостоятельная работа по электрическому оборудованию предназначена 

для лучшего усвоения курса. Работа включает в себя расчет естественных характеристик и пусковых диаграмм двигателей постоянного и переменного тока.

Работа должна быть выполнена в виде расчетно-пояснительной записки.

2 ЗАДАНИЕ ПО ОФОРМЛЕНИЮ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
1. Каждая самостоятельная работа выполняется на отдельной тетради на 

обложке которой должны быть написаны: фамилия, имя и отчество студента, 
номер учебного шифра.

2.На каждой странице должны быть оставлены поля шириной не менее 3 

см для замечаний.

3.Текст, формулы и числовые значения должны быть написаны чѐтко и ак
куратно, без всяких помарок.

4.Схемы и графики должны быть выполнены с использованием чертѐжных до
кументов.

5.Электрические схемы должны быть вычерчены с соблюдением ГОСТ.
6.Графики и характеристики должны быть вычерчены на миллиметровой 

бумаге. На координатных осях должны быть построены шкалы. Отметки на них 
должны быть равномерными.

7.Характеристики необходимо строить в одном масштабе.
8.Буквенные обозначения физических величин в тексте и в формулах, на 

схемах и графиках должны быть согласованны. Их необходимо расшифровывать один раз в каждой задаче.

3 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

3.1  Расчет и построение естественных, скоростной и механической 

характеристик двигателя постоянного тока с параллельным возбуждени
ем

Естественные скоростная и механическая характеристики двигателя посто
янного тока с параллельным возбуждением при пренебрежении реакцией якоря 
являются прямолинейные и описываются уравнениями:

I
СФ
R

СФ
U
n



Я

М
Я





2
Ф
С
К

R

СФ

U
n

где
n – скорость вращения двигателя, об/мин;

U – напряжение сети, В;

Rя – сопротивление цепи якоря двигателя, Ом; 

С, К – конструктивные коэффициенты двигателя; 

Ф – магнитный поток двигателя, Вб. 

В связи с прямолинейностью эти характеристики могут быть построены по

двум точкам, соответствующим номинальному и пограничному режимам работы. Номинальному режиму работы отвечают точки с координатами: 

n = nн при I = Iн для скоростной характеристики;

n = nн при М = Мн для механической характеристики.
Вторые точки характеристик могут быть определены для пограничного 

или пускового режима.

Пограничному режиму соответствует I = 0 (М = 0). Пограничная скорость 

вращения двигателя – n0 как для скоростной, так и для механической характеристик будет:

СФ
U
n 0 

Имея ввиду, что

СФ

R
I
U
n
я
Я


получим:

Я
Я

н
0
R
I
U

U
n
n



Пусковому режиму в свою очередь отвечает n = 0. Здесь на основании 

приведенных выше n = f (I) и n= f (M) можно написать:

я

П
R
U
I


П

я

П
I
КФ
R

Ф
К
U
M






(Значение КФ для последнего выражения можно определить из формулы 

номинального момента Мн=КФIн). 

Из-за сделанного пренебрежения реакцией якоря расчетные характеристи
ки могут не совпадать с действительными криволинейными, потому что

СФ

R
I
U
n
я
Я 


Н

я
Я

Н
СФ

R
I
U
n



откуда

СФ
СФ

R
I
U

R
I
U
n
n
н

я
я

я
я

н






или

СФ
СФ

U
R
I
1
R
I
U

U
n
n
н
я
я

я
я

н




 





т.е.

СФ
СФ

U
R
I
1
n
n
н
я

0














И, следовательно, у машин со скомпенсированной в номинальном режиме 

реакцией якоря при I<Iн из-за уменьшения реакции якоря и увеличения результирующего магнитного потока действительная скорость вращения двигателя 
будет ниже расчетной, а при I>Iн из-за усиленной реакции якоря и уменьшенного результирующего магнитного потока действительная скорость вращения 
окажется выше расчетной.

В соответствии с изложенным расчетная и действительная характеристики 

совпадут при n = nн (I = Iн , М = Мн) и при n = 0 (I = Iп , М = Мп).

Для примера на рис. 1 показан вид этих характеристик.

рис. 1

3.2  Расчет и построение естественной механической характеристики асин
хронного двигателя

Естественная механическая характеристика может быть рассчитана по  

формуле Клосса.

aSk
2
S
S

S
S

aSk)
1
(
2М
М

k

k

max








где М, Ммах – текущий и максимальный моменты электродвигателя, Н∙м
S, SК – текущее и критическое скольжения двигателя

/
2

1

r

r
a 
– постоянная двигателя

Необходимые при этом значения Ммах и SK вычисляются по следующим 

формулам:

)
r
r(
2

U
m
М

2
2
1
1
0

2

мах
x









2
2
1

/

2

мах
r

S
r

x





где m – число фаз двигателя (для трехфазного двигателя m = 3)
U – фазное напряжение двигателя, В

0

– угловая скорость вращения магнитного поля двигателя, сек-1. 

r1 – активное сопротивление фазы статора двигателя, Ом 
r/

2 – активное, приведенное к статору сопротивление фазы ротора двигате
ля, Ом 

х –
индуктивное сопротивление фазы машин (статора x1 и приведенное 

ротора x/

2 (x=x1+x|

2), Ом).

В свою очередь:

p

f
2

p
60

60
f
2

60

n
2
0

0













где f – частота питающего тока в Гц (для промышленного тока f = 50 Гц); 

р – число пар полюсов машины. 

(Если р не задано, то оно может быть определено как целое число полу
ченное при делении 60f на ближайшее большее, по сравнению с номинальной 
скоростью вращения двигателя, число).

2

2
1
2

2

2
1
2

r
r

x
х







n

n

где r2; х2 – активное и индуктивное сопротивление фазы ротора до приве
дения; 

к – коэффициент трансформации двигателя.

2K
E

U
0,95
n



где Е2K – фазная электродвижущая сила неподвижного ротора, В.

U – фазное напряжение двигателя, В.
После производства вспомогательных вычислений можно задаться рядом 

значений Si и определить по формуле Клосса соответствующие им значения 
момента Мi. По полученным данным в осях n (S) и М строиться естественная 
механическая характеристика асинхронного двигателя.

Для примера на рис. 2 показан вид этой характеристики.

рис.2

3.3  Расчет и построение пусковых диаграмм для двигателей    

с    прямолинейными характеристиками

Основной задачей расчета является определение числа и величин ступеней 

пускового реостата. На практике находят применение графический и аналитический способы расчета пусковых сопротивлений.

а) Графический способ расчета

Рассмотрим этот способ на примере двигателя постоянного тока с парал
лельным возбуждением(рис.3), результаты расчѐта с достаточным основанием 
могут использоваться для асинхронных двигателей с фазным ротором, характеристики которых в рабочем диапазоне изменений нагрузки, также прямолинейны.

Пусть заданы: Iз - ток в якоре двигателя, отвечающий моменту, требуемо
му механизмом при установившейся скорости; IП и IПЕР пусковой ток и ток переключения пусковых сопротивлений двигателя. Величина IП ограничивается 
условием нагрева и комутации двигателя. В первое мгновение пуска ток двигателя имеет максимальное заданное значение IП. Первая пусковая характеристика (рис. 4), таким образом, пройдет через точки n0 и а. По этой характеристики 
отвечающей полностью введенному реостату начнется разгон.