Задание и Методические рекомендации по выполнению контрольных работ

Целью выполнения данного вида учебной работы является привитие будущему специалисту навыков самостоятельного изучения тем учебного материала дисциплины с использованием большого спектра источников учебной информации, включая научную.

    При выполнении контрольной работы студент дополнительно получает навыки поиска учебного материала, сбора и анализа данных по разрабатываемой теме и формирует умение правильного построения и изложения текста, а также умение делать выводы.

Цель контрольных работ:

- закрепление и углубление теоретических знаний изученного учебного материала,

- приобретение практических навыков применения общих методов проектирования и исследования электрических машин, которые изучаются студентами в теоретическом курсе.

Для развития навыков работы с нормативными документами при выполнении контрольной работы рекомендуется использовать государственные стандарты.

Курс дисциплины «Электрические машины» предполагает изучение теоретических основ машин в области транспортной техники, технологий и организации перевозок в который входит: теоретический лекционный курс, лабораторные работы, самостоятельная работа студента, самостоятельная работа студента под руководством преподавателя.

Данные методические указания являются руководством для выполнения контрольной работы по данной дисциплине для студентов заочной формы обучения. Контрольная работа выполняться на сброшюрованных стандартных листах формата А4. Текст выполняется на писчей бумаге белого цвета. Формат – А4, (297 х 210 мм). Объем – 7-10 страниц.Текст контрольной работы следует писать разборчиво, без сокращения слов, на одной стороне листа пастой или чернилами синего или фиолетового цвета. Наименование темы, разделов, заглавий выполняется с заглавной буквы и размещается посередине страницы. Каждый раздел контрольной работы начинается с новой страницы. Формулы располагаются в центре страницы отдельной строкой. При выполнении контрольной работы на компьютере текст выполняется шрифтом TimesNewRoman, размер символа - 14, черного цвета, межстрочный интервал – 1,0. Отступ в начале абзаца стандартный (1,27 см). Все поля – 20 мм.

Контрольная работа должна быть сдана на рецензирование за 10 дней до начала сессии. После проверки ведущий преподаватель возвращает контрольную работу студенту для ознакомления с рецензией и устранения отмеченных недоработок.Окончательный прием контрольной работы проводится в форме опроса на занятии во время сессии, дату которой определяет преподаватель.

 

Контрольная работа №1

РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ И ПАРАМЕТРОВ ОБМОТКИ ЯКОРЯ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

В задаче требуется:

1. Произвести проверочный расчет магнитной цепи машины постоян­ного тока при холостом ходе, определить коэффициент насыщения магнит­ной цепи и, по результатам расчета, вычертить в масштабе эскиз магнитной цепи для одной пары полюсов и построить обмотку якоря

При выполнении работы принять, что сердечник якоря и сердечник по­люсов набраны из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, коэф­фициент заполнения сталью k_СТ =0,98, марка стали для якоря - 1211, марка

стали для полюсов - 3411.

Станина машины постоянного тока, являющаяся также ярмом, по кото­рому замыкается магнитный поток, выполняется из литой стали марки Ст3. Пазы якоря открытые с параллельными стенками.

Высоту спинки якоря, толщину станины (ярма), ширину сердечника главного полюса и ширину зубца у основания необходимо рассчитать исхо­дя из того, что в номинальном режиме значения магнитной индукции [Т] на этих участках магнитной цепи должны находиться в следующих пределах:

В_а = 1,3-1,5; B_я =1,0-1,2; В_т = 1,4-1,6; B_z3= 1,9-2,1.

 

Методические указания квыполнению контрольной работы № 1

1. Эскиз магнитной системы машины постоянного тока для одной па­ры полюсов (рис. 1) следует начертить на миллиметровой бумаге в масштабе 1:1 или 1:2, указав размеры и границы участков магнитной цепи. Необходи­мые размеры будут определены после расчета магнитной цепи.

Расчет магнитной цепи заключается в определении МДС обмотки воз­буждения приходящейся на один полюс F_B =I_Bw_Bи необходимой для созда­ния заданного магнитного потока (/_в - ток возбуждения, w_B- число витков

на полюсе). Расчет МДС производится на основе закона полного тока, кото­рый может быть записан в виде:

(1)

где H- вектор напряженности магнитного поля;

dl- вектор элемента длины контура;

- алгебраическая сумма токов, охватываемых контуром.

При расчете магнитной цепи контур интегрирования выбирают совпадающим со средней магнитной линией. Магнитопровод разбивают на участ­ки, напряженность магнитного поля на каждом из которых можно принять постоянной, а угол между векторами Hи dlпринять равным нулю.

Рис. 1. Магнитная цепь машины постоянного тока

Таблица 1

Исходные данные к задаче 1

 

Примечание: Для вариантов, у которых предпоследняя цифра шифра четная обмотка якоря петлевая, машина работает в режиме двигателя, а для вариантов с нечетной предпоследней цифрой обмотка волновая, машина работает в режиме генератора.

В результате интеграл в уравнении (1) можно заменить суммой, а в правой части уравнения будет МДС обмотки возбуждения приходящаяся на один полюс:

 

Здесь H - напряженность магнитного поля на k-м участке магнитной цепи; L- длина k-го участка магнитной цепи.

Магнитную цепь машины постоянного тока разбивают на 5 участков: воздушный зазор - участок ab(см. рис. 1); зубцовый слой якоря - af; сердеч­ник главного полюса - bc; спинка якоря - feи ярмо - cd.Так как магнитная цепь симметрична относительно оси, проходящей между двумя полюсами, то берется половина контура. Закон полного тока для данной магнитной цепи может быть записан в виде:

где - магнитные напряжения соответственно в воздушномзазоре, зубцовом слое, сердечниках полюсов, спинке якоре, ярме и равные произведению напряженности магнитного поля на участке магнитной цепи на длину этого участка.

Расчет магнитной цепи начинают с выбора номинально значения маг­нитной индукции в воздушном зазоре В_δ по графику рис. 2.

 

Затем определяют значения магнитного потока на участках магнитной

цепи:

где - площадь воздушного зазора под полюсом в м² ;

Ϭ - коэффициент магнитного рассеяния.

Расчетную ширину В_δ и длину l_δ воздушного зазора определяют по формулам:

где l_δ= 0.5*l_a+l_m

где

Все размеры при расчете должны быть выражены в метрах. Значения магнитной индукции на стальных участках магнитной цепи принимают та­кими, как указано в задании.

При расчете магнитного напряжения в зубцах якоря необходимо учи­тывать, что, так как пазы якоря выполняют с параллельными стенками, то зубцы имеют разную ширину в верхней части и у основания и, соответствен­но разные значения магнитной индукции. Поэтому рассчитывают магнитную индукцию и напряженность магнитного поля в трех сечениях зубца. Для это­го вначале определяют магнитный поток в зубце:

Затем задают значением магнитной индукции в нижней части зубца B_zз в пределах 1,9 - 2,1 Тл и находят ширину этой части зубца:

bz₃ = Ф_z/(Вz₃l_z). Находят ширину паза  где t₃=π(D_a-2h_z)z,

ширину зубца и индукцию в верхнем сечении Индукция в средней части зубца будет Bz₂=(В_z1+ B_z3)/2.

Напряженность магнитного поля в воздушном зазоре равна:

Определяют расчетную длину магнитной линии на каждом из участков:

 

Где k_δ=(10δ+t₁)/(10δ+_bz1)– коэффициент воздушного зазора.

 

+0.5

 

+0.5

2. Принципы образования, электрические схемы и расчет шагов якор- ных обмоток машин постоянного тока рассматриваются в [3, с. 208 – 215].

 Расчет параметров обмотки якоря рекомендуется начать с выбора числа элементарных пазов в реальном пазу и определения числа коллекторных пластин

 

Число коллекторных пластик выбирается из условия обеспечения нор- мальных потенциальных условий на коллекторе, чтобы среднее значение межламельного напряжения u_kср при холостом ходе не превышало 18 – 22 В

 

С другой стороны, максимальное число коллекторных пластин K_max определяется диаметром коллектора и минимально допустимым значением коллекторного деления

Определив K= N_C, можно найти число витков в секции, исходя из формулы для ЭДС якоря

Схема обмотки якоря изображается на миллиметровой бумаге формата А4 или большего формата. На схеме обозначаются полюса машины и поляр- ность щеток.

Контрольная работа №2

ТРЕХФАЗНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

 

В задаче требуется:

 1. Начертить схему соединения обмоток трансформатора согласно за- данию.

2. Начертить схему замещения трансформатора и определить параметры ее элементов.

3. Рассчитать и построить зависимость КПД трансформатора от отно- сительной нагрузки.

4. Определить изменение вторичного напряжения трансформатора при нагрузке и построить внешнюю характеристику, т.е. зависимость вторичного напряжения от нагрузки . Исходные данные для задачи 2 приведены в табл. 2. Методические указания к решению задачи 2

Вопросы теории трансформаторов, необходимые для выполнения зада- чи 2, изложены в гл. 2 [2]. В табл. 3 приведены основные формулы, необхо- димые для расчета параметров схемы замещения.

Коэффициент полезного действия трансформатора рассчитывается по приближенной формуле

 

где *– вторичный ток в долях от номинального значения.

Расчет производится для I 2 =0,25 ; 0,5; 0,75; 1,0. По результатам этих

расчетов строится зависимость η(I ₂).

Изменением (потерей) напряжения трансформатора, при какой-либо

нагрузке I 2, называется арифметическая разность вторичного фазного на-

пряжения при холостом ходе U20и фазного напряжения U 2при заданной

нагрузке при номинальном первичном напряжении U1ном

 

 

Изменение напряжения обычно выражается в долях от номинального

вторичного фазного напряжения

С достаточной точностью изменение напряжения может быть опреде-

лено по упрощенной схеме замещения, из которой можно получить

 

∆ =  r cos φ₂ sin φ₂) ,                   (14)

 

а вторичное напряжение в относительных единицах рассчитывается по фор-

муле

*

Зависимость рассчитывается для  =0,25 2 I ; 0,5; 0,75; 1,0.

 

 

---

Дата добавления: 2018-05-01; просмотров: 207; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!