Часть 1 Электрические машины

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ухтинский государственный технический университет (УГТУ)

«Электрические машины» Часть 1 Методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Электрические машины» для студентов специальности 140604 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов»

 

 

Ухта 2010

УДК 621.3(075.8)

С 77

Старцев А.Э.

Электрические машины. Часть 1 [Текст]: Методические указания/А.Э. Старцев, Е.В. Бычков, Е.Н. Тетенькин. – Ухта: УГТУ, 2010. – 38с., ил.

Методические указания предназначены для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Электрические машины» студентами и магистрами учебных специальностей кафедры «Электрификации и автоматизации технологических процессов» Ухтинского государственного технического университета. Магистры: направление 140600 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии». Дипломированные специалисты: направление 140600 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», специальность 140604 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» (ЭАП).

Содержание указаний соответствует учебной рабочей программе.

Методические указания рассмотрены и одобрены кафедрой ЭАТП пр. № 4 от 21.04.2008 г. и рекомендованы к изданию советом специальности 140604.

Рецензент Ягубов З.Х

Редактор Тетеревлева Е.В.

В методических указаниях учтены предложения рецензента и редактора.

План 2010 г., позиция 262.

Подписано в печать 17.12.2010 года. Компьютерный набор.

Объем 47 с. Тираж 50 экз. Заказ № 98.

 

 

©Ухтинский государственный технический университет, 2010

169300, г. Ухта, ул. Первомайская, д.13.

Отдел оперативной полиграфии УГТУ.

169300, г. Ухта, ул. Октябрьская, д.13.

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Описание и технические характеристики электромашинного агрегата. 4

Лабораторная работа №1. 6

Лабораторная работа №2. 13

Лабораторная работа №3. 19

Лабораторная работа №4. 25

Лабораторная работа №5. 30

Лабораторная работа №6. 35

Описание и технические характеристики электромашинного агрегата

Концы обмоток машин постоянного и переменного тока выведены через гнезда на терминальные панели, прикрепленные к их корпусам. Машина переменного… Машина постоянного тока (тип 101.1) Номинальная мощность, Вт............................................................... 90

Как синхронная машина

Номинальная активная мощность, Вт............................................. 50 Номинальное напряжение,… Схема соединения обмоток статора...............................................

Как асинхронная машина

Номинальная полезная активная мощность, Вт............................ 30   Преобразователь угловых перемещений (тип 104)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

Исследование однофазного

двухобмоточного трансформатора

 

 

1. Цель работы:закрепить основные теоретические положения по трансформаторам, привить студентам навыки самостоятельного выполнения экспериментальных исследований и на их основе развить умение анализировать процессы, происходящие в трансформаторе.

 

2. Выполнение работы:

Опыт холостого хода однофазного трансформатора.

Перечень аппаратуры:   Обозначение Наименование Тип Параметры G1 Трехфазный источник…

Опыт короткого замыкания однофазного трансформатора.

  Обозначение Наименование Тип Параметры G1 Трехфазный источник питания 201.2 400… Описание электрической схемы соединений:

Определение внешней характеристики U2=f(I2) однофазного трансформатора.

  Обозначение Наименование Тип Параметры G1 Трехфазный источник питания 201.2 400…

Контрольные вопросы.

1. Объясните устройство и принцип действия трансформатора.

2. Нарисуйте Т-образную схему замещения трансформатора.

3. Какие виды потерь выделяют в трансформаторе?

4. Что такое коэффициент трансформации и как его определить опытным путем?

5. Схема проведения опыта х.х. трансформатора. Схема замещения трансформатора в опыте х.х.

6. Почему с увеличением первичного напряжения при опыте x.x. уменьшается коэффициент мощности трансформатора?

7. Объясните характер зависимостей I_1,0= f (U₁), ΔP_XX = f (U₁), cos φ_1,0 = f (U₁),

8. Схема проведения опыта к.з. трансформатора. Схема замещения трансформатора в опыте к.з.

9. Объясните характер зависимостей I_1К = f (U_К), ΔP_К = f (U_К), cos φ _К = f (U_К),

10. Почему при опыте к.з. ток в первичной обмотке достигает номинального значения при напряжении в несколько раз меньшем номинального?

11. Почему при нагрузке КПД трансформатора уменьшается? При каком условии КПД трансформатора максимален?

12. Как влияет характер нагрузки трансформатора на величину напряжения во вторичной обмотке?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Исследование трехфазной группы

двухобмоточных трансформаторов

 

 

1. Цель работы:закрепить основные теоретические положения по трансформаторам, привить студентам навыки самостоятельного выполнения экспериментальных исследований и на их основе развить умение анализировать процессы, происходящие в трансформаторе.

 

2.Выполнение работы:

 

Определение группы соединения обмоток трехфазного трансформатора.

Перечень аппаратуры:   Обозначение Наименование Тип Параметры …  

Подтверждение недопустимости параллельной работы трансформаторов с различными группами соединения обмоток.

Перечень аппаратуры:   Обозначение Наименование Тип Параметры …  

Определение величины уравнительного тока параллельно включенных трехфазных трансформаторов, вызванного неравенством их коэффициентов трансформации.

  Обозначение Наименование Тип Параметры G1 Трехфазный источник питания 201.2 400…   Описание электрической схемы соединений:

Контрольные вопросы.

1. C какой целью применяют параллельную работу трансформаторов?

2. Каковы условия включения трансформаторов на параллельную работу?

3. Почему не допускается включение на параллельную работу трансформаторов с разными группами соединения, даже при одинаковых вторичных напряжениях?

4. Каковы допуски на различие коэффициентов трансформации и напряжений к.з. для трансформаторов, включаемых на параллельную работу?

5. Что такое фазировка трансформаторов, для чего и как она выполняется?

6. От чего зависит распределение нагрузки между параллельно работающими трансформаторами?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

с независимым возбуждением    

Определение характеристики холостого хода Еа=f(If) генератора постоянного тока с независимым возбуждением.

· Убедитесь,чтоустройства,используемыевэксперименте,отключеныотсети электропитания. · Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного… · Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом…

Определение внешней U=f(Ia), регулировочной If=f(Ia) и нагрузочной U=f(If) характеристик генератора постоянного тока с независимым возбуждением.

· Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. · Соберите электрическую схему соединений тепловой защиты машины переменного… · Соедините гнезда защитного заземления " " устройств, используемых в эксперименте, с гнездом…

Контрольные вопросы.

1. Какие способы возбуждения применяют в генераторах постоянного тока?

2. Объясните устройство и принцип действия генератора постоянного тока.

3. Что такое реакция якоря в машинах постоянного тока? Перечислите способы компенсации реакции якоря.

4. Дайте определение характеристики холостого хода генератора. При каких условиях снимают данные для ее построения? Объясните характер этой зависимости.

5. Дайте определение нагрузочной характеристики генератора. При каких условиях снимают данные для ее построения? Объясните характер этой зависимости.

6. Дайте определение внешней характеристики генератора. При каких условиях снимают данные для ее построения? Объясните характер этой зависимости.

7. Дайте определение регулировочной характеристики генератора. При каких условиях снимают данные для ее построения? Объясните характер этой зависимости.

8. Какими исходными данными необходимо располагать для построения характеристического треугольника?

9. Почему нагрузочная характеристика располагается ниже характеристики х.х.?

10. Почему ветви регулировочной характеристики, снятые при намагничивании и размагничивании генератора, не совпадают? Какая из них располагается выше?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

 

Исследование двигателя постоянного тока

с независимым возбуждением

 

 

1. Цель работы:исследовать двигатель постоянного тока с независимым возбуждением, определить электромеханические характеристики n=f (I_a), n=f (U), n=f (I_f).

Выполнение работы.

Перечень аппаратуры: Обозначение Наименование Тип Параметры G1   Трехфазный…

Контрольные вопросы.

 

1. Какие способы регулирования частоты вращения возможны в двигателях независимого возбуждения?

2. Запишите уравнение электрического равновесия двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.

3. Запишите уравнение механической характеристики двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.

4. Изобразите семейство механических характеристик двигателя постоянного тока с независимым возбуждением при изменении напряжения, подводимого к обмотке якоря.

5. Изобразите семейство механических характеристик двигателя постоянного тока с независимым возбуждением при изменении сопротивления якорной цепи двигателя.

6. Изобразите семейство механических характеристик двигателя постоянного тока с независимым возбуждением при изменении тока возбуждения двигателя.

7. Чем объясняются особые свойства двигателей независимого возбуждения по сравнению с двигателями параллельного возбуждения?

8. Для привода каких механизмов в основном применяются двигатели независимого возбуждения?

9. С какой целью при пуске двигателя независимого возбуждения в цепь якоря вводится добавочное сопротивление?

10. Как осуществить реверс двигателя постоянного тока с независимым возбуждением?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

 

Исследование генератора постоянного тока

с параллельным возбуждением

 

 

1. Цель работы:исследовать генератор постоянного тока с параллельным возбуждением, определить внешнюю U = f (I_a), регулировочную I_f = f (I_a), нагрузочную U = f (I_f) характеристики.

 

 

Выполнение работы.

Перечень аппаратуры: Обозначение Наименование Тип Параметры G1   Трехфазный…  

Контрольные вопросы

1. Каковы условия, необходимые для процесса самовозбуждения генератора постоянного тока параллельного возбуждения?

2. Какое условие самовозбуждения нарушено, если при замыкании цепи возбуждения ЭДС генератора уменьшается до нуля?

3. Что представляет собой характеристика самовозбуждения ?

4. Что такое критическая частота вращения?

5. Почему внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения имеет более падающий вид, чем внешняя характеристика генератора независимого возбуждения

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

 

Исследование двигателя постоянного тока

с параллельным возбуждением

 

 

1. Цель работы:исследовать двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением, определить электромеханические характеристики n=f (I_a), n=f (U), n=f (I_f).

 

 

Выполнение работы.

Перечень аппаратуры: Обозначение Наименование Тип Параметры G1 Трехфазный источник питания …