Методическое пособие по выполнению практических работ по МДК 01.01 » Электрические машины и аппараты»
ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ МАШИНАМ
1. Расчет и построение схемы соединения обмотки
машины постоянного тока
2. Определение параметров генераторов постоянного тока
3.Определение параметров двигателей постоянного тока
4. Расчет потерь и построения графика КПД двигателя постоянного тока
5. Определение параметров трансформатора
6. Построение графиков КПД и изменения вторичного напряжения трансформатора
Практическая работа №1
Расчет и построение схемы соединения обмотки
машины постоянного тока
Методика выполнения задания
1.Шаг обмотки по коллектору (обмотка левоходная): ук=у=(К-1)/р=(17 –1)/2=8 делений.
3. Развернутая схема обмотки (рис) На листе размечаем 17 пазов, в каждом из которых изображаем активную сторону верхнего слоя (сплошная линия) и активную сторону нижнего слоя (пунктирная линия) и 17 коллекторных делений.
4. Первый обход по якорю и коллектору начинаем с коллекторного деления 1 и укладываем секции 1 и 9, активные стороны которых располагаются в пазах 1,5,9 и 13. Конец секции 9 присоединяем к коллекторному делению 17, расположенному рядом (слева) с делением 1. Затем делаем второй обход и укладываем секции 17 и 8, которую присоединяем к коллекторному делению 16, т.е. смещаемся еще на одно коллекторное деление влево. Затем делаем третий обход и т.д., пока обмотка не замкнется, при этом последнюю по обходу секцию 10 присоединяем к секции 1 и коллекторному делению 1.
Затем размечаем четыре полюса с чередующейся полярностью и располагаем на коллекторе щетки, размещая их по геометрической нейтрали.
Задавшись направлением вращения якоря, определяем направление ЭДС в секциях обмотки, считая, что полюсы «расположены» над обмоткой.
Развернутая схема простой волновой обмотки якоря: 2р=4; Z=17
Практическая работа №2
Определение параметров генераторов постоянного тока
Задача 1. По заданным значениям генератора постоянного тока с параллельным возбуждением определить параметры, отмеченные в табл.2.1 прочерками.
Задача 2. По заданным значениям генератора постоянного тока с параллельным возбуждением определить параметры, отмеченные в табл.2.2 прочерками.
Задача 3. По заданным значениям генератора постоянного тока с независимым возбуждением определить параметры, отмеченные в табл.2.3 прочерками.
Методика решения задач
Пример 1. Генератор с параллельным возбуждением рассчитан на напряжение U н =220В и имеет сопротивление обмотки якоря R я =0,1 Ом, сопротивление обмотки возбуждения R в =110 Ом. Генератор нагружен на сопротивление R н =1,1 Ом, КПД η н = 0,85. Определить токи в обмотке возбуждения, в обмотке якоря, в нагрузке; эдс. генератора; полезную мощность; мощность двигателя для вращения генератора; электрические потери в обмотках якоря и возбуждения; суммарные потери в генераторе.
1.Токи в обмотке возбуждения, нагрузке и якоре:
;
;
А.
3. Полезная мощность:
= 220 200 = 44 000 Вт = 44 кВт
4. Мощность двигателя, необходимая для вращения генератора:
= 44/0,85 = 52 кВт.
5. Электрические потери в обмотках якоря и возбуждения:
6. Суммарные потери мощности в генераторе:
Пример 2. Генератор с независимым возбуждением работает в номинальном режиме при напряжении на зажимах U н =220В. Сопротивление обмотки якоря R я =0,2Ом; обмотки возбуждения R в =55 Ом. Напряжение для питания цепи возбуждения U в =110 В. Генератор имеет шесть полюсов (2р=6). На якоре находятся N =240 проводников, образующих шесть параллельных ветвей (2а=6). Магнитный поток полюса Ф=0,05Вб. Номинальная частота вращения якоря n н =1200 об/мин. Определить ЭДС генератора; силу тока, отдаваемого потребителю; силу тока в обмотке возбуждения; мощность, отдаваемую генератором; сопротивление нагрузки.
2. Сила тока, отдаваемая потребителю:
А.
3. Сила тока в обмотке возбуждения:
= 2 А.
4. Отдаваемая генератором мощность:
= 220 100 = 22 000 Вт = 22 кВт.
Сопротивление нагрузки (потребителя):
= 2,2 Ом.
Практическая работа №3
Определение параметров двигателей постоянного тока
Задача 1. По заданным значениям двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением определить параметры, отмеченные в табл. 3.1 прочерками.
Задача 2. По заданным значениям двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением определить параметры, отмеченные в табл.3.2 прочерками.
Задача 3. По заданным значениям двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением определить параметры, отмеченные в табл.3.3 прочерками.
Задача 4. По заданным значениям двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением определить параметры, отмеченные в табл.3.4 прочерками.
Пример. Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением рассчитан на номинальную мощность Рн=32кВт и номинальное напряжение U н=220В. Частота вращения якоря n =3000 об/мин. Двигатель потребляет из сети ток I н=169А. Сопротивление обмотки возбуждения R в=60 Ом; сопротивление обмотки якоря R я=0,045 Ом. Определить потребляемую из сети мощность; КПД двигателя; полезный вращающий момент; ток якоря; противо-ЭДС в обмотке якоря; суммарные потери в двигателе.
Р
ешение:
1. Потребляемая из сети мощность:
=220 169 = 37200 Вт = 37,2 кВт.
3. Полезный вращающий момент (на валу):
= 102 Н•м
= 220/60 = 3,66А.
6. Противо-ЭДС в обмотке якоря:
165,34•0,045 = 212,57 В.
7. Суммарные потери в двигателе:
= 37,2 — 32 = 5,2 кВт.
Пример. Четырехполюсный двигатель с параллельным возбуждением подсоединен к сети с U н=110 В и вращается с частотой n =1000об/мин. Двигатель потребляет из сети ток I =157 А. На якоре находится обмотка с сопротивлением R н=0,0427 Ом и числом проводников N=360, образующих четыре параллельных ветви (а=2). Сопротивление обмотки возбуждения R в=21,8 Ом. Потери холостого хода Рх=Рст+Рмех=1600 Вт. Определить токи в обмотках возбуждения и якоря; магнитный поток полюса; электромагнитный момент; электрические потери в обмотках якоря и возбуждения и суммарные потери в двигателе; полезную мощность двигателя; КПД двигателя; полезный момент (на валу). Добавочные потери в двигателе принять равными 1 % от потребляемой мощности.
1. Токи в обмотках возбуждения и якоря:
= 110/21,8 = 5,05 А;
2. Магнитный поток полюса:
= 0,0173 Вб.
Здесь 
= 110—151,95 • 0,0427 = 103,5 В.
3. Электромагнитный момент:
0.0173 360 151,95= 152 Н•м.
Электрические потери в обмотках якоря и возбуждения:
Рэя + Рэв =
0,0427+5,05 •110=.1448 Вт;
в щеточном контакте на пару щеток разной полярности(
= 0,6 В)
= 2•0,6•151,95=182 Вт.
Общие электрические потери мощности:
Рэ = Рэя + Рв + Рщ = 1448+182=1630 Вт.
Добавочные потери мощности:
= 0,01•110•157 = 173 Вт.
5. Суммарные потери мощности:
= 1600 + 1630 + 173 = 3403 Вт.
6. Полезная мощность двигателя:
=110•157—3403=13,897 кВт.
= 13 897/(110 157) = 0,805, или 80,5%.
8. Полезный момент (на валу):
= 133 Н•м.
Практическая работа №4
Расчет потерь и построения графика КПД
двигателя постоянного тока
Требуется рассчитать данные и построить графики зависимости КПД η, частоты вращения п, момента на валу М2 от мощности на валу двигателя Р2.
Методические указания практических работ МДК1.1. «Электрические машины»
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
«КРАЕВОЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
СБОРНИК ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
специальности 13.02.11 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)»
СБОРНИК практических занятий по междисциплинарному курсу МДК1.1 «Электрические машины» для обучающихся специальности 13.02.11 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)». Чернушка: ГБПОУ «Краевой политехнический колледж», 2017. – 85с.
Составитель: Агзамова З.М., преподаватель профессионального цикла ГБПОУ «Краевой политехнический колледж»
617830, г. Чернушка, ул. Юбилейная, 10
ГАПОУ «Краевой политехнический колледж», 2017
Практическое занятие №1
Трансформаторы. Решение задач.
Практическое занятие №2
Не реверсивный пуск 3-х фазного АД с к.з. ротором.
Практическое занятие №3
Не реверсивный пуск 3-х фазного АД с к.з. ротором
Практическое занятие №4
Не реверсивный пуск 3-х фазного АД с к.з. ротором с двух мест
Практическое занятие №5
Не реверсивный пуск 3-х фазного АД с к.з. ротором с предварительным
Практическое занятие №6
Не реверсивный пуск 3-х фазного АД с к.з. ротором без теплового реле
Практическое занятие №7
Схема управления двигателем с двух мест
Практическое занятие №8
Схема управления двигателем с трёх мест
Практическое занятие №9
Реверс однофазного электродвигателя
Практическое занятие №10
Реверсивный пуск 3-х фазного АД с к.з. ротором
Практическое занятие №11
Реверсивный пуск 3-х фазного АД с к.з. ротором
Практическое занятие №12
Реверсивный пуск 3-х фазного АД с к.з. ротором
Практическое занятие №13
Реверсивный пуск 3-х фазного АД с к.з. ротором
Практическое занятие №14
Поиск неисправности в схеме подключения АД с к.з. ротором
Практическое занятие №15
Практическое занятие №16
Практическое занятие №17
Практическое занятие №18
Практическое занятие №19
Информационное обеспечение обучения
Данный сборник предназначен для студентов специальности 13.02.11 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)». Выполнение практических работ предусмотрено рабочей программой междисциплинарного курса МДК1.1 «Электрические машины». В результате выполнения данных работ у студента должны сформироваться и развиться:
определять электроэнергетические параметры электрических машин и аппаратов,
электротехнических устройств и систем;
читать электрические схемы подключения электрооборудования;
эффективно использовать материалы и оборудование;
оценивать эффективность работы электрического и электромеханического оборудования;
выполнять подключение электрических двигателей;
технические параметры, характеристики и особенности различных видов электрических машин;
классификацию основного электрического и электромеханического оборудования
выбор электродвигателей и схем управления;
устройство систем электроснабжения, выбор элементов схемы электроснабжения и
физические принципы работы, конструкцию, технические характеристики, области применения, правила эксплуатации электрического и электромеханического оборудования;
условия эксплуатации электрооборудования;
практических работах даются краткие теоретические сведения, которые помогут при выполнении работы. При выполнении работ используются дополнительные материалы с описанием производственных технологических процессов.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №1 Тема: Трансформаторы. Решение задач
Цель: выполнить расчёты нагрузки трансформаторов, определить коэффициент трансформации автотрансформатора, определить число витков обмотки трансформатора
Задача №1. Три трехфазных трансформатора с одинаковыми группами соединения включены // на общую нагрузку 5000 кВА. Трансформаторы имеют следующие данные S ном1 = 1000 к ВА, U к1 = 6,5 %, S ном2 = 1800 кВА, U к2 = 6,65 %, S ном3 = 2200 кВА, U к3 = 6,3 %. Определить нагрузку каждого трансформатора.
Задача №2. Три трехфазных трансформатора с одинаковыми группами соединений включены параллельно на общую нагрузку 6000 кВА. Трансформаторы имеют следующие данные Sном1 = 1150 кВА, Uк1 = 7,0%; Sном2 = 2000 кВА, Uк2 = 7,1%; Sном3 = 2850 кВА, Uк3 = 6,9%. Определить нагрузку каждого трансформатора.
Задача №3. Три трехфазных трансформатора с одинаковыми группами соединений включены параллельно на общую нагрузку 4800кВА. Трансформаторы имеют следующие данные Sном1 = 990кВА, Uк1 = 6,2%; Sном2 = 1600 кВА, Uк2 = 6,4%; Sном3 = 2210 кВА, Uк3 = 6,0%. Определить нагрузку каждого трансформатора.
Задача №4. Три трехфазных трансформатора с одинаковыми группами соединений включены параллельно на общую нагрузку 5000кВА. Трансформаторы имеют следующие данные Sном1 = 1400кВА, Uк1 = 6,6%; Sном2 = 1500 кВА, Uк2 = 6,5%; Sном3 = 2100 кВА, Uк3 = 6,2%. Определить нагрузку каждого трансформатора.
Задача №5. Однофазный повышающий автотрансформатор имеет в режиме холостого хода на выходе U = 220 В, на входе U = 380 В. Определить коэффициент трансформации автотрансформатора k и коэффициент трансформации k21 при трансформаторной схеме включения.
Задача №6. Однофазный трансформатор с отношением витков w2/w1 = 32/44 включенной по прямой автотрансформаторной схеме. Пренебрегая током х.х. и падением напряжений в обмотках, определить напряжение и токи автотрансформатора, номинальная мощность каждого Sном = 100 кВА, напряжение на выходе U = 220 В.
Задача №7. Число витков первичной обмотки однофазного трансформатора W1 = 330. Трансформатор включен по схеме понижающего автотрансформатора с отношением напряжений на входе и выходе U/ U = 380/220 В; ток в нагрузке I = 5 А. Пренебрегая током х.х. и падением напряжения в обмотках, определить число витков w2, ток первичной обмотки I1 и ток на выходе I.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №2
Тема: Не реверсивный пуск 3-х фазного АД с к.з. ротором.
Цель: Выполнить нереверсивный пуск асинхронный двигатель с короткозамкнутым
Оборудование, инструменты и материалы:
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
Магнитный пускатель типа ПМЕ-211, с катушкой на 380В
Тепловое реле РТ 16 (25) А
Кнопочный пост ПКЕ 222
Автоматический трёхфазный выключатель ВА47-29 С16
Инструмент (отвертка, плоскогубцы, кусачки, монтажный нож)
Провод марки ПВ1 1х1,5- 2,5мм 2
Трехфазные вилки с питающим шнуром
I. Актуализация знаний:
Перечислить основные элементы конструкции
Назначение электрических аппаратов в данной цепи (ПМ, РТ, кнопка)
II. Инструктаж по технике безопасности
Ш. Инструкция к выполнению лабораторной работы:
Собрать силовую часть:
Подвести трехфазное напряжение на ПМ
С ПМ подать питание на двигатель, через TP
Собрать цепь управления:
С фазы А ПМ подходит на нормально замкнутый контакт кнопки «Стоп»
С кнопки «Стоп» на нормально разомкнутой контакт кнопки «Пуск»
С кнопки «Пуск» на БК ПМ и катушку
С катушки ПМ на контакты управления РТ
С РТ на контакт С магнитного пускателя
Визуальная проверка собранной электрической цепи