Контрольная работа. МДК 01.01. Электрические машины и аппараты

МДК 01.01. Электрические машины и аппараты

Симферополь 2016.

По МДК 01.01. Электрические машины и аппараты

Контрольная работа состоит из двух частей:

1) теоретическая часть - пять вопросов в каждом варианте по разделам

МДК 01.01: машины постоянного тока, трансформаторы, машины переменного тока и электрические аппараты;

2) практическая часть - решение трёх задач в каждом варианте.

Вариант задания соответствует номеру студента по учебному журналу и указан в приложении к данной работе.

Работа выполняется на листах формата А4 в печатном или рукописном виде.

Ответы на вопросы необходимо давать конкретные. При решении задач перед расчетом каждой величины приводятся расчетные формулы и текст, поясняющий расчет. В полученных результатах обязательно указывать размерности величин.

Литература:

1.Кацман М.М. Электрические машины - М.: Академия, 2008.

2.Кацман М.М. Сборник задач по электрическим машинам - М.: Издательский центр «Академия», 2009.

3.Кацман М.М. Лабораторные работы по электрическим машинам и электроприводу - М.: Академия, 2010.

4.О.В.Девочкин и др.Электрические аппараты- М.: Академия, 2011.

Задания

Вариант 1

1. Принцип действия двигателя постоянного тока. противо-ЭДС двигателя.

2. Какие потери в трансформаторе не зависят от нагрузки и какие изменяются при изменении нагрузки? Из каких опытов можно определить потери в стали и потери в меди трансформатора?

3. Как устроен асинхронный двигатель?

4.Способы возбуждения синхронных машин

5. Какие датчики могут использоваться в термореле, поясните их принцип работы.

Задачи:1-1; 5-8; 6-1.

Вариант 2

1. Генератор постоянного тока со смешанным возбуждением. Его свойства и применение.

2. Почему нельзя включать на параллельную работу трансформаторы с разными группами соединения?

3. В чем сходство асинхронного двигателя с трансформатором и в чем их существенное различие?

4 Условия включения синхронных генераторов на параллельную работу.

5. Поясните принцип работы фотореле.

Задачи: 1-2; 5-7; 6-2.

Вариант 3

1. Что называется реакцией якоря в машинах постоянного тока? Вредные последствия реакции якоря

2. Опыт короткого замыкания трансформатора. Практическое значение опыта. Что называется напряжением К.З..?

3. Объясните, почему включение реостата в цепь ротора асинхронного двигателя с фазным ротором снижает пусковой ток и увеличивает пусковой момент двигателя

4. Устройство синхронных машин

5. Как снижают вредное влияние дуги в контакторах?

Задачи: 1-3; 5-6; 6-3

Вариант 4

1. Принцип действия двигателя постоянного тока. противо-ЭДС двигателя.

2. Условия включения трансформаторов на параллельную работу. Распределение нагрузки при параллельной работе трансформаторов.

3. Механическая характеристика асинхронного двигателя. Критическое скольжение. Перегрузочная способность.

4. Принцип действия синхронного двигателя.

5. Устройство контакторов, их изностойкость.

Задачи: 1-4; 5-5; 6-4.

Вариант 5

1. Двигатель с параллельным возбуждением. Его характеристики.

2. Опыт холостого хода трансформатора. Практическое значение опыта.

3. Объясните принцип работы асинхронного двигателя.

4. Синхронный компенсатор. Принцип действия и устройство.

5. Основные узлы и параметры контактора.

Задачи: 1-5; 5-4; 6-5.

Вариант 6

1. Сущность коммутационного процесса в машинах постоянного тока.

2. Почему в опыте x.x. трансформатора пренебрегают потерями мощности в обмотках, а в опыте К.З. – потерями мощности в сердечнике

3. Начертите зависимость вращающего момента двигателя от его скольжения и объясните, почему возможна устойчивая работа двигателя только при изменении скольжения от S=0 до S=Sн.

4. Принцип действия синхронного генератора

5. Поясните, почему в контакторах переменного тока возникает вибрация и как она устраняется?

Задачи: 1-6; 5-3; 6-6.

Вариант 7

1. Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением. Его характеристики и применение.

2. Что такое «группа соединений» трансформатора?

3. Почему асинхронные двигатели рекомендуется загружать до их номинальной мощности?

4. Внешние и регулировочные характеристики синхронного генератора при активной, активно-индуктивной и активно-емкостной нагрузках

5. Поясните принцип работы магнитного пускателя.

Задачи: 1-7; 5-2; 7-9.

Вариант 8

1. Для чего применяются добавочные полюса в машинах постоянного тока? Как они выполняются?

2. Напишите и объясните формулу для определения к.п.д. трансформатора. При каком условии к.п.д. достигает максимума?

3. Принцип действия однофазного асинхронного двигателя.

4. Что такое синхронизация генераторов?

5. Что такое электромеханические реле и их применение?

Задачи: 1-8; 4-10; 7-1.

Вариант 9

1. Условия самовозбуждения генераторов постоянного тока.

2. Что называется коэффициентом трансформации трансформатора и как он зависит от схемы соединений обмоток трансформатора?

3. Как влияет изменение напряжения на величину электромагнитного момента двигателя?

4 Как производится пуск синхронного двигателя?

5. Поясните принцип теплового реле с термобиметаллическим элементом.

Задачи: 1-9; 4-9; 7-2.

Вариант 10

1. Пуск в ход двигателя постоянного тока.

2. Почему недопустимо размыкание вторичной обмотки работающего трансформатора тока?

3. Что такое тормозной режим работы асинхронного двигателя и как изменяется скольжение в этом режиме работы?

4. Каковы конструктивные особенности явнополюсных и неявнополюсных машин? Какие машины исполняются явнополюсными, какие – неявнополюсными?

5. Что такое «уставка» реле, как она регулируется?

Задачи: 2-1; 4-8; 7-3.

Вариант 11

1. Регулирование скорости вращения двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением.

2. Устройство трехфазного силового трансформатора.

3. Как влияет изменение напряжения на величину электромагнитного момента двигателя? Почему включение крупного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором может привести к остановке остальных работающих двигателей, питающихся от одной и той же сети?

4. Внешняя и регулировочная характеристики синхронного генератора.

5. Почему сила тяги электромагнита зависит от величины воздушного зазора? Как она меняется при изменении этого зазора?

Задачи: 2-2; 4-7; 7-4.

Вариант 12

1. Как определяется ЭДС обмотки якоря?

2. Как производится регулирование напряжения трансформаторов?

3. Начертите рабочие характеристики асинхронного двигателя и объясните их характер.

4. Почему перевозбужденный синхронный двигатель улучшает коэффициент мощности установки?

5. Каковы преимущества и недостатки электромагнитов переменного тока по сравнению с электромагнитами постоянного тока?

Задачи: 2-3; 4-6; 7-5.

Вариант 13

1. Виды потерь в машинах постоянного тока. Коэффициент полезного действия машин постоянного тока.

2. Что такое внешняя характеристика трансформатора? Вид внешних характеристик трансформатора в зависимости от коэффициента мощности.

3. Как влияет изменение активного сопротивления цепи ротора на механическую характеристику двигателей? Что такое критическое скольжение?

4. Почему в синхронном двигателе ротор вращается со скоростью магнитного поля? Можно ли регулировать скорость вращения такого двигателя?

5. Каким образом осуществляется гашение электрической дуги в рубильниках и выключателях?

Задачи: 2-4; 4-5; 7-6.

Вариант14

1. Устройство машины постоянного тока.

2. Каковы условия для включения трансформаторов на параллельную работу. Почему нельзя включать на параллельную работу трансформаторы с разными группами соединения?

3. Как производится реверсирование и торможение асинхронных двигателей?

4. Дать сравнительную характеристику синхронных и асинхронных двигателей.

5. Что такое автоматический выключатель в электрических цепях и их применение?

Задачи:2-5; 4-4; 7-7.

Вариант 15

1. Как можно регулировать скорость вращения двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением?

2. Как устроен автотрансформатор, назначение и применение?

3. Каким образом увеличивается пусковой момент в двигателях с двойной беличьей клеткой?

4. Асинхронный пуск синхронного двигателя

5. Конструкция низковольтных и высоковольтных выключателей

Задачи: 3-2; 4-3; 7-8.

Вариант 16

1. Генератор постоянного тока независимого возбуждения. Характеристики генератора. Область применения.

2. Как устроен трансформатор напряжения. В каком режиме он работает?

3. Регулирование скорости вращения в асинхронных двигателях.

4. Что такое «выпадение» синхронного двигателя из синхронизма и при каких условиях оно происходит?

5. Назначение и принцип действия плавких предохранителей.

Задачи: 3-4; 4-2; 7-10.

Задача 1. Используя приведенные в табл. 1 значения параметров трехфазных масляных трансформаторов серии ТМ (в обозначении марки в числителе указана номинальная мощность трансформатора в кВА, в знаменателе – высшее напряжение в кВ), определить для каждого варианта значения параметров, величины которых не указаны в этой таблице. Обмотки соединены по схемам Y/Y. Частота тока в сети f = 50 Гц.

Таблица 1

Параметр	Тип трансформатора
Варианты
ТМ- 1000/35	ТМ- 630/6	ТМ- 100/6	ТМ- 160/6	ТМ- 250/6	ТМ- 630/35	ТМГ- 4000/35	ТМГ- 1000/6	ТМ- 400/6
Основной магнитный поток Фmax, Вб	―	―	―	―	―	―	―	―	―
Число витков ω1			―	―			―	―	―
Число витков ω2	―	―		―	―	―		―	―
Сечение стержня магнитопровода Q ст, м², при В max=1,5 Тл	―	―	―	―	―	―	―	―	―
Напряжение U 1ном, кВ
Напряжение U 2ном, кВ	―	0,4	0,5	0,5	0,4	―	3,15	0,4	0,4
Коэффициент трансформации к	5,1	―	―	―	―	5,55	―	―	―

Задача 2. Однофазный двухобмоточный трансформатор номинальной мощностью S ном и номинальным током во вторичной цепи I 2ном при номинальном вторичном напряжении U 2ном имеет коэффициент трансформации к, при числе витков в обмотках ω1 и ω2. Максимальное значение магнитной индукции в стержне В max, а площадь поперечного сечения этого стержня Q ст; ЭДС одного витка E втк, частота переменного тока в сети f = 50 Гц. Значения перечисленных параметров приведены в табл. 2. Требуется определить значения параметров для каждого варианта, не указанные в этой таблице.

Таблица 2

Параметр	Варианты
S ном, кВ · А	―		―
U 2ном, B			―
ω1	―		―	―	―
ω2	―	―
к		―		23,4	9,55
E втк, B		―		―	―
Q ст, м²	―	0,018	―	0,022	―
В max, Тл	1,5	1,4	1,5	―	1,55
I 2ном, A		―		―	―

Задача 3. Однофазный трансформатор включен в сеть с частотой тока 50 Гц. Номинальное вторичное напряжение U 2ном, а коэффициент трансформации к (табл. 3). Определить число витков в обмотках ω1 и ω2, если в стержне магнитопровода трансформатора сечением Q ст максимальное значение магнитной индукции В max. Коэффициент заполнения стержня сталью к с = 0,95.

Таблица 3

Параметр	Варианты
U 2ном, B
к
Q ст, м²	0,065	0,08	0,12	0,18	0,065	0,08	0,12	0,076	0,06	0,085
В max, Тл	1,2	1,6	1,8	1,3	1,4	1,5	1,2	1,3	1,5	1,2

Задача 4. В таблице 4. приведены данные следующих параметров трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором: основной магнитный поток Ф, число последовательно соединенных витков ω1 в обмотке статора, номинальное скольжение S ном, ЭДС, индуцируемая в обмотке ротора при его неподвижном состоянии E 2, и ЭДС ротора при его вращении с номинальным скольжением Е 2s, частота этой ЭДС f 2 при частоте вращения ротора nном. Частота тока в питающей сети 50Гц. Требуется определить значения параметров, не указанные в таблице в каждом из вариантов.

Таблица 4

Параметр	Варианты
Ф, Вб	0,03	0,032	0,048	―	0,025	―	―	0,028	0,028	―
ω1, витков		―			―			―
k об1	0,95	0,96	0,96	0,98	0,98	0,96	0,95	0,95	0,98	0,98
S ном	0,02	―	0,05	0,04	―	0,05	―	―	―	―
2 р					―				―
E 1ф, В	―		―				―		―
E 2, В	―	―	―	―	―	―	―	―	―	―
E 2s, В	―	―	―	―	―	―	0,13	―	―	―
f 2, Гц	―	―	―	―	―	―	2,5	3,2	―	2,5
nном, об/мин	―		―	―		―	―	―		―

Задача 5. Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором имеет данные, приведенные в таблице 5: максимальное значение магнитной индукции в воздушном зазоре В б, диаметр расточки статора D1, длина сердечника статора l 1, равная 0,8D1, число полюсов в обмотках статора и ротора 2 р, число последовательно соединенных витков в фазных обмотках статора ω1 и ротора ω2, обмоточные коэффициенты для основной гармоники статора к об1 и ротора к об2 принять равными к об1 = к об2 = 0,93. Требуется определить фазные значения ЭДС в обмотке статора E 1 и в обмотке фазного ротора при неподвижном его состоянии E 2 и вращающемся со скольжением s, частоту тока в неподвижном и вращающемся роторе. Частота тока в питающей сети f =.50Гц

Таблица 5

Параметр	Варианты
В б, Тл	1,5	1,35	1,50	1,40	1,45	1,50	1,38	1,45	1,50	1,38
D1, мм
l 1, мм
2 р
ω1
ω2
s, %

Задача 6. Трехфазный асинхронный двигатель включен в сеть с напряжением 380 В, частотой 50 Гц, обмотка статора соединена “звездой”. Статический нагрузочный момент на валу двигателя М с, полезная мощность двигателя Р ном, потребляемая из сети мощность Р 1ном, КПДηном, коэффициент мощности cosφ1, величина тока в фазной обмотке статора I 1ном, число полюсов 2 р, скольжение s ном. Некоторые из перечисленных параметров указаны в таблице 6. Требуется определить значения недостающих параметров.

Таблица 6

Параметр	Варианты
Р ном, кВт	―		―			―
Р1ном, кВт	―	14,6	―	―	27,8
ηном, %		―			―
cosφ1	0,86	0,78	0,80	―	0,78	―
I 1ном, А	―	―			―
М с, H ·м		―		―		―
s ном, %		3,5	―		―
2 р			―

Задача 7. Трехфазный асинхронный двигатель с числом полюсов 2 р = 4 включен в сеть напряжением 380 В, частотой 50Гц при соединении обмотки статора “треугольником”. В таблице 7 приведены параметры двигателя, соответствующие его номинальной нагрузке: мощность двигателя Р ном, КПДηном, коэффициент мощности cosφ1. При нагрузке

P2 = 0,85 Р ном КПД двигателя имеет наибольшее значение ηmax = 1,03ηном. Необходимо определить все остальные виды потерь двигателя для режима номинальной нагрузки.

Таблица7

Параметр	Варианты
Р ном, кВт	3,5		5,5	7,5			18,5
ηном, %				85,5		87,5			90,5
s ном, %	6,5			3,3			2,7	2,5	2,3
cosφ1	0,8	0,8	0,82	0,84	0,86	0,87	0,89	0,89	0,9	0,9

ПРИЛОЖЕНИЕ

Варианты заданий к работе для студентов группы 2ТЭз

№ п.п.	Ф.И.О	№ варианта
	Белкин Андрей Николаевич
	Белявцев Сергей Владимирович
	Бойцов Константин Валерьевич
	Калинов Александр Александрович
	Касимов Насимджон Касимджонович
	Кимирчук Андрей Владимирович
	Кульков Сергей Михайлович
	Логинов Анатолий Вячеславович
	Нежданов Артем Артемович
	Сороколадов Алексей Леонидович
	Ткачев Антон Владимирович
	Тяжкороб Антон Алексеевич
	Ушинский Сергей Сергеевич
	Фирсов Александр Васильевич
	Фирсов Олег Васильевич
	Чертилин Евгений Евгеньевич

Дата добавления: 2017-01-14