Министерство транспорта Российской Федерации




Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное

Учреждение высшего образования

«Самарский государственный университет путей сообщения»

(Сам ГУПС)

 

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

Для реализации программы дисциплины

 

«Электрические машины»

Задание на контрольную работу №1

 

для специальностей:

190623 (190304 01) Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог (локомотивы)

190623 (190304 03) Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог (вагоны)

 

заочное отделение

 

среднее профессиональное образование (базовый уровень)

 

(приложение к программе)

 

Киров

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

Программа дисциплины «Электрические машины» разработана в соответствии с обязательным минимумом содержания основной профессиональной образовательной программы по специальностям: 190623 (190304 01) Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог (локомотивы), 190623 (190304 03) Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог (вагоны) и раскрывает основные требования к знаниям и умениям, которыми должны обладать студенты в результате изучения указанного курса.

 

Дисциплина «Электрические машины» изучается на 2 курсе по заочной форме обучения. По учебному материалу выполняются одна контрольная работа №1 и ряд практических работ.

В конце методических рекомендаций помещены вопросы для самопроверки при подготовке к экзамену и перечень рекомендуемой литературы.

 

Цель контрольной работы – закрепить знания, полученные студентом при самостоятельном изучении дисциплины по рекомендуемой литературе.

Контрольная работа выполняется в соответствии с заданным вариантом в сроки, обусловленные учебным планом. Вариант контрольной работы определяется двумя последними цифрами шифра студента по таблице вариантов, которые помещены перед каждым заданием на контрольную работу.

Контрольная работа выполняется в отдельной тетради в клеточку черной или синей пастой. На контрольную работу наклеивается титульный лист с номером работы; наименованием предмета; фамилией, именем и отчеством студента и преподавателя; полным шифром студента и основой обучения. На первом листе контрольной работы записывается вариант студента и перечисляются соответствующие ему задания контрольной работы. Каждое задание выполняется с нового листа через клетку. В конце контрольной работы приводится список используемой литературы, а также дата выполнения и подпись студента.

После проверки работы преподавателем, студент должен выполнить работу над ошибками (если они имеются в работе). Работа над ошибками выполняется в той же тетради после рецензии преподавателя и сдается на повторную проверку.

 

ТАБЛИЦА ВАРИНТОВ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ№1

 

Задание на контрольную работу №1 составлено в 50 вариантах. Каждый вариант состоит из 5-ти вопросов.

В соответствии с таблицей 1 необходимо по двум последним цифрам шифра выбрать номера контрольных вопросов, на которые необходимо дать ответы.

 

Таблица 1

Две последние цифры шифра Вариант Номера задач и вопросов Две последние цифры шифра Вариант Номера задач и вопросов
           
01 или 51   1,15,29,37,45 26 или 76   10,15,21,40,41
02 или 52   2,14,28,36,44 27 или 77   9,14,22,39,42
03 или 53   3,13,27,35,43 28 или 78   8,13,23,38,43
04 или 54   4,12,26,34,42 29 или 79   7,12,24,37,44
05 или 55   5,11,25,33,41 30 или 80   6,11,25,36,45
06 или 56   6,12,24,32,42 31 или 81   5,20,26,35,46
07 или 57   7,13,23,31,41 32 или 82   4,19,27,34,47
08 или 58   8,14,22,40,42 33 или 83   3,18,28,33,48
09 или 59   9,15,21,39,43 34 или 84   2,17,29,32,49
10 или 60   10,16,22,38,44 35 или 85   1,16,30,31,50
11 или 61   1,17,23,37,45 36 или 86   2,15,29,32,49
12 или 62   2,18,24,36,46 37 или 87   3,14,28,33,48
13 или 63   3,19,25,35,47 38 или 88   4,13,27,34,47
14 или 64   4,20,26,34,48 39 или 89   5,12,26,35,46
15 или 65   5,19,27,33,49 40 или 90   6,11,25,36,45
16 или 66   6,18,28,32,50 41 или 91   7,12,24,37,44
17 или 67   7,17,29,31,49 42 или 92   8,13,23,38,43
18 или 68   8,16,30,32,48 43 или 93   9,14,22,39,42
19 или 69   9,15,29,33,47 44 или 94   10,15,21,40,41
20 или 70   10,14,28,34,46 45 или 95   9,16,22,39,42
21 или 71   1,13,27,35,45 46 или 96   8,17,23,38,43
22 или 72   2,12,26,36,44 47 или 97   7,18,24,37,44
23 или 73   3,11,25,37,43 48 или 98   6,19,25,36,45
24 или 74   4,12,24,38,42 49 или 99   5,20,26,35,46
25 или 75   5,13,23,39,41 50 или 100   4,19,27,34,47

 

ВОПРОСЫК КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ №1

 

Задачи 1-10

 

Для простой двухслойной обмотки якоря машины постоянного тока с одновитковыми секциями.

Определить:

1. Шаги по якорю , ,

2. Шаг по коллектору

3. Число секций S, коллекторных пластин K, реальных пазов Z

4. ЭДС обмотки якоря,

5. Начертить развернутую схему обмотки, показать расположение полюсов и щёток, направление ЭДС в активных проводниках обмотки, выделить коммутируемые секции.

Необходимые величины и их значения приведены в таблице 2.

Таблица 2

Величины Номера задач
                   
  Число полюсов                      
  Частота вращения якоря , об/мин                      
  Магнитный поток на пару полюсов , Вб   0,142 0,085 0,460 0,052 0,250 0,015 0,165 0,142 0,065 0,084
  Число элементарных пазов                      
  Тип обмотки   Петлевая Волновая Петлевая Волновая Петлевая Волновая Петлевая Волновая Петлевая Волновая

 

 

Задачи 11-20

 

Для номинального режима работы генератора постоянного тока параллельного возбуждения.

Определить:

1. ЭДС , ток и сопротивление обмотки якоря

2. Потери мощности в обмотке якоря

3. Тормозной электромагнитный момент

4. Номинальную полезную мощность генератора , падение напряжения в переходных контактах щёток = 2 В

5. Начертить принципиальную электрическую схему генератора параллельного возбуждения.

 

Необходимые величины и их значения приведены в таблице 3.

Таблица 3

Величины Номера задач
                   
Тип обмотки Волно- вая Петле- вая Волно- вая Петле- вая Волно- вая Петле- вая Петле- вая Волно- вая Волно- вая Петле- вая
  Число полюсов                      
  Число активных проводников якоря                      
  Магнитный поток на пару полюсов , Вб   0,011 0,0144 0,035 0,0132 0,020 0,0376 0,032 0,01 0,0092 0,038
  Частота вращения , об/мин                      
  Номинальный ток , А       137,5              
  Сопротивление цепи возбуждения , Ом         57,5 28,75 14,4 25,6      

Продолжение таблицы 3

Величины Номера задач
                   
  Потери мощности в цепи возбуждения , Вт                      

 

 

Задачи 21-30

 

Определить напряжение холостого хода на выходе вторичной обмотки трансформатора электровоза переменного тока и коэффициент трансформации трансформатора.

Изобразить принципиальную электрическую схему силовой цепи трансформатора электровоза, выделив жирной линией секции вторичной обмотки, участвующей в работе по варианту задания.

Позиция регулирования напряжения, номера замкнутых контакторных элементов группового переключателя приведены в данных по номерам задач.

 

Необходимые величины и их значения, схема секций трансформатора представлены в таблице 4.

Таблица 4

Величины Номера задач
                   
  Напряжение обмотки высшего напряжения , кВ                      
  Позиция (ступень) регулирования напряжения                      
Номера замкнутых контакторов группового переключателя 11, 15, 32, 33, 36, 37 12, 22, 16, 26, 32, 33, 36, 37 13, 23, 17, 27, 32, 33, 36, 37 14, 24, 18, 28, 32, 33, 36, 37 10, 20, 30, 40, 32, 33, 36, 37 12, 22, 16, 26, 9, 19, 29, 39 13, 23, 17, 27, 9, 19, 29, 39 14, 24, 18, 28, 9, 19, 29, 39 10, 20, 30, 40, 9, 19, 29, 39 10, 20, 30, 40, 32, 33, 36, 37

 

Продолжение таблицы 4

Величины Номера задач
                   
  Напряжение холостого хода несекционированных частей вторичной обмотки трансформатора , , В                      
  Напряжение холостого хода секционированных частей вторичной обмотки трансформатора , , В                      
  Напряжение холостого хода одной секции секционированной части вторичной обмотки трансформатора , , и т.д.                      

 

 

Вопросы 31-40

 

31. Начертите схемы и скоростные характеристики двигателей постоянного тока параллельного и последовательного возбуждения. В чём особенности каждого из этих двигателей.

32. Что называется коммутацией, поясните её физическую сущность. Какая коммутация называется прямолинейной. Какие причины могут вызывать искрение под щётками.

33. Что называется параллельной ветвью якорной обмотки. Чем определяется число параллельных ветвей. Начертите схему параллельных ветвей простой петлевой обмотки. Если число полюсов равно 4, а число секций 20.

34. Как создаётся магнитный поток в машине постоянного тока. Нарисуйте магнитную цепь двух- или четырёхполюсной машины, охарактеризуйте участки магнитной цепи.

35. Что называется реакцией якоря и как она влияет на работу машин постоянного тока.

36. Начертите схему сварочного генератора, объясните его работу, укажите область его применения.

37. Перечислите способы регулирования частоты вращения двигателей постоянного тока, дайте оценку способам регулирования. Начертите схему двигателя смешанного возбуждения.

38. Начертите схему двигателя постоянного тока смешанного возбуждения, его скоростные характеристики. Поясните, чем определяется вид характеристики.

39. Каковы условия включения на параллельную работу генераторов постоянного тока. Как переводится нагрузка с одного генератора на другой. Начертите схему.

40. Начертите схему и внешние характеристики генератора независимого возбуждения, объясните их.

 

Вопросы 41-50

 

Общий вопрос для всех вариантов, кратко ответить: назначение синхронных тяговых генераторов, синхронных возбудителей, асинхронных электродвигателей вспомогательных машин, щелочных и кислотных аккумуляторов, вентильных и асинхронных тяговых двигателей, тяговых трансформаторов, расщепителей фаз, двухмашинных генераторов, аккумуляторных батарей ПС.

 

41. Опишите назначение, конструкцию и принцип действия тягового генератора типа ГС. Изобразите упрощённый эскиз общего вида с указанием основных частей, приведите основные технические данные.

42. Опишите назначение, конструкцию и принцип действия тепловозного электрогенераторного агрегата типа А713-А717. Изобразите упрощённый эскиз общего вида с указанием основных частей, приведите основные технические данные.

43. Опишите назначение, конструкцию и принцип действия тепловозного синхронного возбудителя типа ВС. Изобразите упрощённый эскиз общего вида с указанием основных частей, приведите основные технические данные.

 

44. Опишите назначение, конструкцию и принцип действия свинцово-кислотного аккумулятора. Изобразите упрощённый эскиз общего вида с указанием основных частей, приведите основные технические данные.

45. Опишите назначение, конструкцию и принцип действия щелочного аккумулятора. Изобразите упрощённый эскиз общего вида с указанием основных частей, приведите основные технические данные.

46. Опишите назначение, конструкцию и принцип действия расщепителя фаз ЭПС. Изобразите упрощённый эскиз общего вида с указанием основных частей, приведите основные технические данные.

47. Опишите назначение, конструкцию и принцип действия двухмашинного агрегата электропоезда. Изобразите упрощённый эскиз общего вида с указанием основных частей, приведите основные технические данные.

48. Опишите назначение, конструкцию и принцип действия бесколлекторных тяговых электродвигателей электровозов. Изобразите упрощённый эскиз общего вида с указанием основных частей, приведите основные технические данные.

49. Опишите назначение, конструкцию и принцип действия тягового трансформатора с регулированием напряжения на стороне низшего напряжения. Изобразите упрощённый эскиз общего вида с указанием основных частей, приведите основные технические данные.

50. Опишите назначение, конструкцию и принцип действия тягового трансформатора с регулированием напряжения на стороне высшего напряжения. Изобразите упрощённый эскиз общего вида с указанием основных частей, приведите основные технические данные.

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ№1

 

Задачи 1-10

 

Простая петлевая обмотка якоря.

Первый частичный шаг по якорю: , где - некоторая величина, меньшая единицы, вычитая или суммируя которую получают значение шага , равное целому числу.

Результирующий шаг и шаг по коллектору , где знак плюс соответствует правоходовой обмотке, а знак минус – левоходовой.

Второй частичный шаг обмотки по якорю

Для простой двухслойной обмотки с одновитковыми секциями справедливо равенство

где - число элементарных пазов;

- число реальных пазов;

- число секций;

- число коллекторных пластин;

ЭДС машины постоянного тока , В

где, - число пар полюсов;

- число пазовых проводников;

- число пар параллельных ветвей обмотки, в петлевой обмотке ;

- основной магнитный поток, Вб

, где - число витков в секции, по условию задачи секции одновитковые, т.е. равно 1.

 

Простая волновая обмотка якоря.

Первый частичный шаг по якорю: , где - некоторая величина, меньшая единицы, вычитая или суммируя которую получают значение шага , равное целому числу.

Шаг по коллектору и результирующий шаг ,

где, К – число коллекторных пластин;

р – число пар полюсов

 

Число элементарных пазов , реальных пазов , секций и коллекторных пластин равна

Второй частичный шаг

ЭДС машины определяется аналогично рассмотренному варианту выше для петлевой обмотки, отличие заключается в том, что для волновой обмотки

 

Задачи 11-20

 

Вычисление ЭДС обмотки якоря рассмотрено в указаниях к решению задач № 1 – 10.

Ток якоря генератора , где - номинальный ток генератора, - ток цепи возбуждения.

По условию задачи даны потери мощности в цепи возбуждения

, Вт

, А

Из уравнения напряжения цепи якоря генератора

, В

, Ом

Где, - сопротивление обмотки якоря, - напряжение генератора, В

Потери мощности в обмотке якоря , Вт

Тормозной электромагнитный момент , Н*м

Где, р – число пар полюсов, - число пар параллельных ветвей обмотки якоря, для петлевой обмотки , для волновой

Номинальная полезная мощность генератора , Вт

 

Задача 21-30

 

Вторичная обмотка тяговых трансформаторов при регулировании напряжения на стороне низшего напряжения состоит из двух одинаковых обмоток, каждая из которых имеет основную несекционированную часть или и секционированную или

Секционированная часть разделена на четыре секции, имеющие одинаковое число витков и, следовательно, одинаковое напряжение.

Напряжение несекционированных частей выбрано несколько большим (638 В), чем суммарное напряжение четырёх секций 01-1 или 02-5 (580 В). Несекционированные части всегда находятся в работе и выводами и независимо от ступени регулирования постоянно подключены к выпрямителям.

Регулирование сводится к тому, чтобы к несекционированным частям подключить то или иное число секций согласно или встречно.

На первых ступенях регулирования для получения низких напряжений секционированные части подключаются встречно к несекционированным. В этом случае результирующее напряжение равно разности напряжений обмотки или и встречно подключенных секций.

Направление тока в обмотках всегда определяется его напряжением в несекционированных частях, так как напряжение в них всегда больше напряжения секций.

Для увеличения напряжения число встречно включенных секций уменьшают.

На средней (17-й) ступени регулирования секционированные части в работе вообще не участвуют и результирующее напряжение определяется только основными, несекционированными частями обмоток.

Для дальнейшего повышения напряжения к несекционированным обмоткам подключают те же секции, но теперь уже согласно.

Наибольшее напряжение будет тогда, когда к несекционированным частям согласно подключены все четыре секции.

При решении данной задачи необходимо изобразить рисунок (силовая схема тягового трансформатора). На схеме (рисунке) замкнуть контакторы в соответствии с условием задачи и вычислить ЭДС холостого хода на выводах вторичной обмотки трансформатора в оба полупериода. Секции, участвующие в работе рекомендуется выделить на схеме (жирной или цветной линией).

 

Для 5 позиции:

Напряжение холостого хода несекционированных частей

= 638 В, = 638 В.

Напряжение холостого хода трёх секций включенных встречно

= 3*145 = 435 В, = 3*145 = 435 В.

Результирующее напряжение холостого хода на выходе вторичной обмотки

= 638 – 435 = 203 В.

Коэффициент трансформации на 5 позиции

= = 123,15

 

 

Вопросы для подготовки к зачёту

 

1. Принцип действия генератора постоянного тока.

2. Принцип действия электродвигателя постоянного тока.

3. Принцип обратимости машин постоянного тока.

4. Принцип действия и назначение коллектора машин постоянного тока.

5. Назначение и устройство коллектора в электродвигателе постоянного тока.

6. Основные части электрических машин постоянного тока.

7. Щеточный аппарат машин постоянного ток. Устройство и его назначение.

8. Простая петлевая обмотка машин постоянного тока.

9. Реакция якоря машины постоянного тока.

10. Назначение и устройство щеткодержателей машин постоянного тока.

11. Аккумуляторные батареи ТПС. Назначение, устройство, параметры и типы аккумуляторов.

12. Устройство тягового двигателя НБ-418К6 электровоза ВЛ80С.

13. Простая петлевая обмотка якоря. Шаги по якорю и их определение.

14. Конструкция тягового электродвигателя НБ-418К6.

15. Физическая сущность реакции якоря машины постоянного тока и ее вредные влияния.

16. Магнитная цепь машины постоянного тока.

17. Назначение и устройство коллектора в генераторе постоянного тока.

18. Устройство статора машин постоянного тока.

19. Виды обмоток и шаги обмоток по якорю машины постоянного тока.

20. Назначение и устройство главных полюсов машины постоянного тока.

21. Пуск в ход электродвигателей постоянного тока.

22. Параметры аккумуляторов, типы аккумуляторов, применяемых на ТПС.

23. Принцип обратимости машин постоянного тока.

24. Основные характеристики генератора постоянного тока.

25. Назначение и устройство главных и добавочных полюсов.

26. Способы возбуждения машин постоянного тока. Обозначение обмоток в электрических схемах.

27. Формула частоты вращения электродвигателя постоянного тока; величины, влияющие на частоту вращения.

28. Трехфазный трансформатор, устройство, группы соединений обмоток трансформатора.

29. Простая волновая обмотка якоря. Шаги по якорю и их определение.

30. Устройство якоря машины постоянного тока.

31. Назначение и устройство коллектора в электродвигателе постоянного тока.

32. Обмотки статора машин переменного тока.

33. Устройство ротора асинхронного электродвигателя.

34. Принцип действия асинхронного двигателя, скольжение.

35. Устройство асинхронного двигателя с фазным ротором.

36. Устройство обмоток статора асинхронного двигателя.

37. Устройство трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором.

38. Вспомогательные машины переменного тока ТПС. Назначение, устройство и технические характеристики.

39. Скольжение и частота тока ротора асинхронного двигателя.

40. Рабочие характеристики асинхронного двигателя.

41. Прямой пуск асинхронных двигателей.

42. Возбуждение синхронных машин.

43. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей.

44. Назначение и устройство расщепителя фаз НБ-455А.

45. Назначение, устройство расщепителя фаз НБ-455А.

46. Устройство расщепителя фаз НБ-455А.

47. Принцип действия, устройство синхронного генератора.

48. Устройство асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

49. Различие принципа работы синхронной и асинхронной машин.

50. Схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов.

51. Устройство статора асинхронной машины.

52. Типы синхронных машин и их устройство.

53. Пуск в ход асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

54. Принцип действия асинхронного двигателя, скольжение и частота тока ротора.

55. Способы возбуждения синхронных машин.

56. Устройство асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

57. Способы возбуждения синхронных машин.

58. Принцип действия синхронного генератора.

59. Разряд, заряд кислотного аккумулятора.

60. Назначение и устройство переходного реактора ПРА-48.

61. Назначение и устройство вспомогательных машин электровоза ВЛ80с.

62. Асинхронный двигателей, устройство и принцип работы.

63. Назначение и принцип действия трансформатора.

64. Классификация силовых трансформаторов общего назначения.

65. Устройство магнитопровода трансформатора.

66. Устройство обмоток трансформаторов.

67. Назначение, условия работы и разновидности тяговых трансформаторов ЭПС.

68. Назначение и устройство масляного бака тягового трансформатора ОДЦЭ-5000/25Б.

69. Устройство, принципиальная схема однофазного автотрансформатора.

70. Принцип действия трансформатора, коэффициент трансформации.

71. Трансформаторный бак. Назначение и устройство.

72. Регулирование напряжения тягового трансформатора на стороне высшего напряжения.

73. Регулирование напряжения в обмотках низшего напряжения тягового трансформатора ОДЦЭ-5000/25Б.

74. Устройство магнитопровода тягового трансформатора ОДЦЭ-5000/25Б.

75. Назначение и устройство бака тягового трансформатора ОДЦЭ-5000/25Б.

76. Сглаживающий реактор РС-53 электровоза ВЛ80с.

77. Устройство трехфазного трансформатора. Группы соединений трехфазного трансформатора. Группы соединений трехфазных двухобмоточных трансформаторов.

78. Согласное и встречное включение обмоток тягового трансформатора.

79. Способы соединения аккумуляторов в батарею.

80. Конструкция магнитопровода трехфазного трансформатора.

81. Назначение, условия работы, разновидности тяговых трансформаторов.

82. Назначение тягового трансформатора. Устройство бака тягового трансформатора.

83. Назначение и устройство реактора РС-53 электровоза ВЛ80с.

84. Конструкция обмоток тягового трансформатора ОДЦЭ-5000/25Б.

85. Разновидности тяговых трансформаторов. Обозначение типов.

86. Мощность и КПД электрических машин.

87. Назначение и принцип действия трансформатора.

88. Тяговый трансформатор, назначение, устройство.

89. Аккумуляторные батареи ТПС. Назначение, классификация и размещение на локомотиве.

 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Кацман М.М. Электрические машины. Москва. Высшая школа. 1990г.

2. Кацман М.М. Электрические машины. Москва. Высшая школа. 2000г.

3. Кацман М.М. Электрические машины и трансформаторы. Москва. Высшая школа. 1971г.

4. Копылов И.П. Электрические машины. Москва. Высшая школа. 2002г.

5. Брускин Д.Э. Зорохович А.Е. Хвостов В.С. Электрические машины. Москва. Высшая школа. 1987г. В 2-х частях.

6. Вольдек А.И. Электрические машины. Энергия. 1988г.

7. Епифанов А.П. Электрические машины. СПб. Издательство «Лань». 2006г.

8. Пиотровский Л.Н. Электрические машины. Энергия. 1974г.

9. Дайлидко А.А. Электрические машины подвижного состава. Москва. Жел.дор.издательство. 2000г.

10. Кузьмич В.Д. Бородулин И.П. Пахомов Э.А. и др. Тепловозы. Москва. Транспорт. 1991г.

11. Калинин В.К. Электровозы и электропоезда. Москва. Транспорт. 1991г.

12. Скрипкин В.В. Электрооборудование изотермического подвижного состава. Москва. Транспорт. 1990г.

13. Егоров В.П. Электрооборудование пассажирских вагонов. Москва. Транспорт. 1987г.

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-12-28 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: