УТВЕРЖДАЮ
Ректор университета
__________А.В. Лагерев
"____" ___________2012г.
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ОСНОВЫ
ПРОМЫШЛЕННОЙ ЗЛЕКТРОНИКИ
Вопросы и задачи для самостоятельной подготовки студентов
всех форм обучения всех специальностей при сдаче лабораторных работ по разделу «Исследование электрических машин»
Брянск 2012
УДК 621.3.(075)
Электроника и основы электротехники. Вопросы и задачи для самостоятельной подготовки студентов всех форм обучения всех специальностей при сдаче лабораторных работ по разделу «Исследование электрических машин». [текст]+[Электронный ресурс] –Брянск: БГТУ, 2012–14 с.
Рекомендовано кафедрой "Промышленная электроника и
электротехника" (протокол № от.2012)
ПРЕДИСЛОВИЕ
Представленные вопросы и задачи для самостоятельной подготовки студентов при сдаче лабораторных работ охватывают весь цикл лабораторных работ раздела «Исследование электрических машин».
В отличие от контрольных вопросов, приведенных в конце каждой лабораторной работы, данный перечень вопросов и задач позволяет более полно изучить материал, необходимый для успешной сдачи лабораторных работ. В конце перечня вопросов и задач приведен список рекомендуемой литературы.
Лабораторная работа № 7
1. Что такое трансформатор?
2. Как подразделяются силовые трансформаторы по способу охлаждения?
3. Что такое коэффициент трансформации трансформатора и при каком условии трансформатор не имеет смысла?
4. Для чего предназначен сердечник в трансформаторе?
5. С какой целью сердечник трансформатора делают шихтованным?
6. В чем заключается принцип саморегулирования трансформатора?
7. Как Вы себе представляете потери мощности в трансформаторе?
8. Вам предложили две марки электротехнической стали. У одной стали площадь петли гистерезиса в 10 раз больше, чем у другой. Какую сталь Вы используете для изготовления сердечника и почему?
9. Два трансформатора с одинаковой номинальной мощностью работают на общую нагрузку. У одного трансформатора сердечник набран из пластин толщиной 0,35 мм, у другого – 1 мм. Как, не меняя измерительных приборов, определить у какого из трансформаторов КПД выше и почему?
10. На каком законе основан принцип действия трансформатора?
11. Почему в процессе работы силовой трансформатор издает гул?
12. С какой целью проводят опыт холостого хода?
13. Почему потери мощности, определяемые из опыта холостого хода, считаются постоянными при любом режиме трансформатора?
14. При каком улови проводится опыт короткого замыкания и с какой целью?
15. Почему в опыте короткого замыкания потерями мощности в сердечнике пренебрегают?
16. Что означают элементы схемы замещения трансформатора и что они характеризуют?
17. Определите ток. Потребляемый схемой замещения трансформатора, если на ее зажимы подать постоянное напряжение, равное действующему значению переменного напряжения.
18. Что такое оптимальный коэффициент загрузки трансформатора и как его определить?
19. При каком условии КПД трансформатора максимальный? Покажите точку максимального КПД на своих зависимостях.
20. Определите максимальный КПД Вашего трансформатора.
21. Определите токи в обмотках Вашего трансформатора при максимальном КПД.
22. На характеристике КПД покажите режимы холостого хода и короткого замыкания.
23. Ваш трансформатор работал с коэффициентом загрузки 0,5. На зажимах вторичной обмотки произошло короткое замыкание. Как изменится местоположение рабочей точки? Показать на характеристике КПД.
24. Почему в Вашей работе коэффициент мощности нагрузки равен единице?
25. Почему с увеличением коэффициента загрузки трансформатора напряжение на зажимах вторичной обмотки уменьшается?
26. Как изменится внешняя характеристика трансформатора, если в качестве нагрузки включить конденсатора?
27. Определите число витков вторичной обмотки трансформатора, если напряжение на первичной обмотке 6000 В, на вторичной – 100 В, число витков первичной обмотки 12000.
28. Как изменится ток в первичной обмотке трансформатора, если увеличить число витков вторичной обмотки?
29. Изменится ли ток холостого хода трансформатора и амплитуда магнитной индукции в магнитопроводе, если уменьшить сечение магнитопровода?
30. Определить амплитуду магнитной индукции в сердечнике трансформатора, если первичное напряжение 400 В, число витков первичной обмотки 800, сечение сердечника 18 см2, частота тока 50 Гц.
31. При частоте тока 50 Гц ЭДС во вторичной обмотке трансформатора 100 В. Чему будет равна ЭДС Е 2, если напряжение на первичной обмотке не изменится, а частота возрастет до 200 Гц?
Лабораторная работа № 8
1. Почему асинхронный двигатель называется асинхронным?
2. Как различаются асинхронные двигатели по конструктивному исполнению ротора?
3. Что такое круговое вращающееся магнитное поле?
4. При каких условиях возникает круговое вращающееся магнитное поле?
5. Что характеризует коэффициент скольжения в асинхронном двигателе?
6. Что такое критическое скольжение?
7. Что такое кратность максимального момента и что характеризует максимальный момент.
8. объясните устройство трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
9. Объясните принцип действия трехфазного асинхронного двигателя.
10. Какие способы пуска в ход асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором Вы знаете?
11. Перечислите виды потерь мощности в асинхронном двигателе. Отчего эти потери зависят? Покажите на макете в каких частях двигателя они возникают.
12. С какой целью сердечники статора и ротора делают шихтованными?
13. Почему потерями в сердечнике ротора по сравнению с потерями в сердечнике статора пренебрегают?
14. Почему полезная мощность двигателя меньше, чем затраченная?
15. Как Вы себе представляете потери мощности в асинхронном двигателе?
16. При каком условии КПД асинхронного двигателя максимальный?
17. На механической характеристике покажите режим холостого хода и режим пуска.
18. На механической характеристике покажите участки устойчивой и неустойчивой работы двигателя.
19. Напряжение на зажимах Вашего двигателя повысилось на 10 %. Определите максимальный момент двигателя. Изменения покажите на механической характеристике.
20. Напряжение на зажимах Вашего двигателя понизилось на 10 %. Определите максимальный момент двигателя. Изменения покажите на механической характеристике.
21. Ваш двигатель работает с мощностью на валу 500 Вт. Рассыпался подшипник. Куда переместится рабочая точка? Показать на рабочих характеристиках.
22. Во сколько раз уменьшаются пусковые фазные и линейные токи обмотки статора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и пусковой момент, если обмотки статора переключить с «тре 
угольника» на «звезду»?
23. Частота тока в обмотке статора трехфазного асинхронного двигателя 50 Гц, число пар полюсов машины 3. Определить частоту тока в обмотке ротора, если частота вращения ротора 970 об/мин.
24. Определить номинальный ток трехфазного асинхронного двигателя, имеющего следующие паспортные данные: Рном = 20 кВт, Uном = 380 В, hном = 86 %, cosjном = 0,84.
25. Номинальная частота вращения трехфазного асинхронного двигателя 2700 об/мин. Определить критическое скольжение, если кратность максимального момента 2,4.
26. Что такое реверс и как его осуществить в трехфазном асинхронном двигателе?
27. С какой целью применяют ротор с двойной беличьей клеткой?
28. Тормозной момент на валу трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором оказался больше его пускового момента (рис. 1). Какие варианты Вы можете предложить, чтобы осуществить пуск двигателя?
29. Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя изображена на рис. 2 (кривая а). Какую характеристику будет иметь двигатель, если напряжение на обмотке статора будет меньше номинального.
Лабораторная работа № 9
1. Что такое электрический двигатель?
2. Как Вы понимаете выражение «машина обратимого типа»?
3. Объясните устройство двигателя постоянного тока.
4. Как подразделяются двигатели постоянного тока по способу возбуждения магнитного поля?
5. В чем преимущества и недостатки двигателя постоянного тока по сравнению с трехфазным асинхронным двигателем?
6. Объясните принцип работы двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.
7. Объясните назначение обмотки возбуждения и главных полюсов в машине.
8. С какой целью сердечник главного полюса делают шихтованным?
9. Для чего предназначен полюсный наконечник главного полюса?
10. Что такое геометрическая и физическая централь машины?
11. С какой целью сердечник якоря делают шихтованным?
12. Объясните назначение коллектора в двигателе постоянного тока.
13. Что такое реакция якоря и какое влияние она оказывает на работу двигателя?
14. Каким образом можно уменьшить влияние реакции якоря?
15. Перечислите потери мощности в двигателе постоянного тока. В каких частях они возникают? Покажите на макете двигателя.
16. При каком условии КПД двигателя максимальный?
17. Что такое реверс и как его осуществить в двигателе постоянного тока параллельного возбуждения?
18. С какой целью в цепь якоря включают пусковой реостат?
19. Какие способы регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока параллельного возбуждения Вы знаете?
20. При работе двигателя постоянного тока параллельного возбуждения на холостом ходу произошел обрыв обмотки возбуждения. Что произойдет с двигателем? Покажите данный режим работы на характеристике n = f (Iв).
21. Почему при постоянном моменте на валу двигателя с уменьшением тока возбуждения частота вращения увеличивается. Пояснить с помощью механической характеристике.
22. Ваш двигатель работал мощностью на валу 500 Вт. Рассыпался подшипник. Куда переместится рабочая точка? Покажите на рабочих характеристиках.
23. Для заданных направлений токов возбуждения и якоря изобразите картину магнитного поля и определите направление вращения якоря (рис. 1).
24. При напряжении на зажимах двигателя параллельного возбуждения 110 В номинальный ток в обмотке якоря 40 А, мощность потерь в обмотке якоря 400 Вт. Определить сопротивление пускового реостата, при котором ток в обмотке якоря будет равен 2,5 Iяном.
25. Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения имеет следующие данные: Uном = 110В, Rв = 0,32 Ом, Rя = 0,25 Ом. Определить ток, потребляемый двигателем при пуске без пускового реостата и при пуске с пусковым реостатом, если Rп = 2,6 Ом.
26. В каком соотношении находятся токи в обмотке якоря при работе двигателя параллельного возбуждения в точках 1, 2, 3 характеристик рис. 2? Точка 1 расположена на естественной характеристике.
27. В каком соотношении находятся токи в обмотке якоря при работе двигателя параллельного возбуждения в точках 1, 2, 3 характеристик рис. 3? Точка 1 расположена на естественной характеристике, Iв = const.
28. В каком соотношении находятся моменты, развиваемые двигателем параллельного возбуждения в точках 1, 2, 3 характеристик рис. 4. Точка 1 расположена на естественной характеристике.
29. На рис. 5 представлены механические характеристики двигателя постоянного тока при различных способах возбуждения магнитного поля. Какая из характеристик соответствует двигателю параллельного возбуждения?
Лабораторная работа № 10
1. Почему синхронная машина называется синхронной?
2. Как различаются синхронные генераторы по конструктивному исполнению ротора?
3. В чем различие между гидрогенератором и турбогенератором?
4. На чем основа принцип действия синхронной машины?
5. Для какой цели предназначена обмотка возбуждения синхронного генератора?
6. С какой целью сердечник статора синхронного генератора делают шихтованным?
7. Перечислите виды потерь мощности в синхронном генераторе и от чего они зависят?
8. Какие потери мощности относятся к постоянным, а какие к переменным?
9. Что такое полезная мощность синхронного генератора?
10. Чем создается круговое вращающееся поле в синхронном генераторе?
11. При каких условиях возникает круговое вращающееся магнитное поле в синхронном генераторе, работающем на автономную нагрузку?
12. По паспортным данным определить число полюсов синхронного генератора?
13. Почему характеристика холостого хода синхронного генератора имеет нелинейный вид?
14. Запишите выражение действующего значения ЭДС фазы синхронного генератора.
15. Запишите выражение для определения полезной мощности трехфазного синхронного генератора.
16. Что такое реакция якоря и в чем сказывается влияние реакции якоря на работу синхронного генератора?
17. Генератор работает в режиме перевозбуждения. Что это такое и чем характерен данный режим работы синхронного генератора?
18. Генератор работает в режиме недовозбуждения. Что это такое и чем характерен данный режим работы синхронного генератора?
19. Что такое режим синхронизации генератора с трехфазной сетью? При каких условиях данный режим выполняется?
20. По паспортным данным (приведены на стенде) определить суммарную мощность потерь синхронного генератора в номинальном режиме. Поясните, из каких составляющих складывается мощность потерь генератора.
21. Поясните вид внешней характеристики генератора. Каким уравнением она описывается?
22. Зачем нужна регулировочная характеристика генератора?
23. Что такое синхронное реактивное сопротивление генератора и чем оно обусловлено?
24. Синхронный генератор работает на активно-индуктивную нагрузку. В каком соотношении находятся коэффициенты мощности потребителей, при которых генератор имеет внешние характеристики, изображенные на рис. 1?