Задание и методические указания по выполнению самостоятельной работы по электрооборудованию
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Схемотехника. Общие вопросы
Автор:
Муравьев Вадим Михайлович
Год издания: 2010
Кол-во страниц: 32
Дополнительно
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.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 13.03.02: Электроэнергетика и электротехника
- ВО - Магистратура
- 13.04.02: Электроэнергетика и электротехника
- Аспирантура
- 13.06.01: Электро- и теплоэнергетика
ГРНТИ:
Скопировать запись
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.