Методические указания и задания для контрольной работы учебной дисциплины «Электрические машины» (стр. 2 из 12)

ВВЕДЕНИЕ

Студент должен:

иметь представление:

- о роли и месте знаний по дисциплине в процессе освоения образовательной программы по специальности;

-о роли электрических машин и трансформаторов в производственном процессе.

Задачи дисциплины и ее содержание. Понятие, классификация и принцип действия электрических машин. Роль электрических машин и трансформаторов в электрификации и автоматизации производства и их назначение. Физические явления, лежащие в основе работы электрических машин и трансформаторов. Современное состояние отечественного и зарубежного электромашиностроения и перспективы его развития.

Методические указания

История развития электрических машин очень коротка, но современную жизнь невозможно представить себе без электрических машин, как на производстве так и в быту. Большой вклад в создание и усовершенствование электрических машин и трансформаторов внесли русские ученые: Яблочков П.Н., Якоби Б.С., Доливо- Добровольский М.О. и др.

На современном этапе развития общества в целом, предъявляются высокие требования к конкурентноспособной на мировом рынке продукции, в том числе, и продукции электромашиностроения и трансформаторостроения.

Приступая к изучению темы студент должен повторить законы электротехники: Ома, Кирхгофа, закон электромагнитной индукции и электромагнитной силы; а также основные понятия и определения электротехники.

Электрические машины- это машины преобразующие механическую энергию в электрическую (генераторы) и наоборот (двигатели). Трансформаторы не являются электрическими машинами, но физические процессы происходящие в трансформаторах очень схожи с физическими процессами происходящими в электрических машинах, поэтому данная тема рассматривается в дисциплине «Электрические машины».

Вопросы для самоконтроля

1.Каково состояния развития электромашиностроения на современном этапе развития?

2.Когда и кем был изобретен трехфазный асинхронный двигатель?

3.Сформулируйте закон Ома и закон электромагнитной индукции

4. В чем заключается принцип обратимости электрических машин?

5. В каких единицах измеряется магнитная индукция и магнитный поток?

6.Дайте определения тока, напряжения, сопротивления, мощности, электрической энергии.

7. Приведите классификацию электрических машин

Раздел 1. ТРАНСФОРМАТОРЫ

Тема 1. 1 Устройство и рабочий процесс однофазного трансформатора

Студент должен:

иметь представление:

-о назначении и областях применения трансформаторов ;

знать:

- классификацию, устройство и принцип действия трансформато ров;

- схему замещения приведенного трансформатора;

-уравнения напряжений, электродвижущих и магнитодвижущих сил и токов трансформатора;

-безопасные правила эксплуатации;

уметь:

- рассчитывать коэффициент трансформации;

-измерять электрические величины при исследовании трансформаторов.

Назначение, области применения, классификация, устройство, принцип действия и рабочий процесс трансформаторов. Потери и коэффициент полезного действия. Уравнения напряжений, электродвижущих, магнитодвижущих сил, токов. Приведение параметров вторичной обмотки трансформатора к первичной. Уравнения электродвижущих, магнитодвижущих сил приведенного трансформатора. Схема замещения и векторная диаграмма приведенного трансформатора. Многообмоточный трансформатор. Безопасные правила эксплуатации.

Лабораторное занятие №1

Измерение электрических величин при исследовании однофазного двухобмоточного силового трансформатора. (4 час).

Методические указания

Трансформатором называется статическое электромагнитное устройство, имеющее две (или более) индуктивно связанные обмотки и предназначенное для преобразования, посредством явления электромагнитной индукции, одного переменного тока или напряжения в другой переменный ток или напряжение. При этом частота, мощность, кривая тока и напряжения остаются неизменными.

При изучении темы следует обратить внимание на устройство силовых трансформаторов и способы их охлаждения, на рабочий процесс трансформаторов и комплексную форму записи уравнений, на определение по результатам опытов холостого хода и короткого замыкания параметров схемы замещения трансформатора и КПД, построение внешней характеристики трансформатора опытным и расчетным путем.

Вопросы для самоконтроля

1.В чем заключается принцип действия трансформаторов?

2. Как можно классифицировать трансформаторы?

3. Что представляет собой энергетическая диаграмма трансформа тора?

4. От чего зависит КПД трансформатора ?

5. Какими уравнениями можно описать рабочий процесс трансформатора?

6. Каково применение многообмоточных трансформаторов?

7.Какие правила эксплуатации при обслуживании трансформаторов?

Литература: (1, стр.12-33; 40-52)

Тема 1.2 Трехфазные трансформаторы

Студент должен:

знать:

-схемы и основные группы соединений обмоток трехфазного трансформатора;

-назначение параллельной работы трансформаторов;

-условия и порядок включения трансформаторов на параллельную работу;

-безопасные правила эксплуатации;

уметь:

-различать группы соединений обмоток трансформаторов.

Трансформирование трехфазного тока. Схемы и основные группы соединений обмоток трехфазных трансформаторов. Параллельная работа трансформаторов. Условия включения и распределения нагрузки между трансформаторами. Безопасные правила эксплуатации.

Лабораторное занятие №2

Исследование параллельной работы трехфазных двухобмоточных силовых трансформаторов. (2 час)

Методические указания

Трансформирование трехфазной системы напряжений можно осуществить тремя однофазными трансформаторами, соединенными в трансформаторную группу, однако громоздкость, большой вес, повышенная стоимость-недостаток трансформаторной группы, ограничивающий ее применение.

У трехфазных трансформаторов обмотки расположены на трех стержнях, объединенных в общий магнипопровод двумя ярмами. Полученный таким образом магнитопровод является нессиметричным, так как сопротивление потокам крайних фаз больше чем сопротивление потоку средней фазы. В связи с этим магнитопроводы трехфазных трансформаторов имеют конструктивные отличия от магнитопроводов однофазных трансформаторов и при намагничивании магнитопроводов возникают явления на которые следует обратить внимание при изучении данного вопроса.

Вопросы для самоконтроля:

1.Как осуществляется трансформирование трехфазного тока?

2. Как выполняются магнитопроводы трехфазных трансформаторов?

3. Что такое группа соединения трансформатора и какие можно назвать основные и производные группы соединения? Как их получить?

4. Чем обусловлена параллельная работа трансформаторов?

5.Каковы условия включения трансформаторов на параллельную работу?

6. Как распределяется нагрузка между параллельно работающими трансформаторами?

Литература: (1, стр. 33-37, 56-65)

Тема 1.3 Специальные трансформаторы

Студент должен:

иметь представление:

-о назначении и областях применения специальных трансформаторов;

знать:

-классификацию, конструктивные особенности трансформаторов специального назначения;

-принцип действия трансформаторов специального назначения;

-пользоваться автотрансформатором с регулируемым напряжением при проведении лабораторных занятий.

Назначение и области применения специальных трансформаторов. Классификация: трансформаторы с плавным регулированием вторичного напряжения; измерительные трансформаторы напряжения и тока; сварочные трансформаторы; трансформаторы применяемые в высокочастотных цепях. Достоинства и недостатки автотрансформаторов. Устройство, особенности рабочего процесса автотрансформаторов.

Конструктивные особенности и принцип действия специальных трансформаторов.

Безопасные правила эксплуатации.

Лабораторное занятие №3

Исследование однофазного автотрансформатора при разных коэффициентах трансформации. (2 час)

Методические указания:

Некоторые трансформаторы, кроме основной функции могут выполнять и дополнительные функции, что связано с особенностями конструкции и работы трансформаторов. Такие трансформаторы называются специальными. Например, это: трансформаторы с плавным регулированием напряжения, предусматривающие для плавного регулирования напряжения наличие скользящих по поверхности витков обмотки, контактов; наличие подвижного сердечника; наличие подмагничивающих шунтов. Измерительные трансформаторы тока и напряжения предназначены для включения во вторичные цепи таких трансформаторов измерительных приборов, устройств сигнализации, защиты, учета электрической энергии. Обычно у трансформаторов тока вторичные токи равны 1, 5 А, у трансформаторов напряжения 100, 100/

.