КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине: Электрические и электронные аппараты. кр аппараты. Контрольная работа по дисциплине Электрические и электронные аппараты Автор контрольной работы И. И. Иванов подпись, дата Обозначение контрольной работы Кр00000000. 00. 000000

• Название: Контрольная работа по дисциплине Электрические и электронные аппараты Автор контрольной работы И. И. Иванов подпись, дата Обозначение контрольной работы Кр00000000. 00. 000000
• Анкор: КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине: Электрические и электронные аппараты
• Дата: 01.05.2023
• Размер: 452.5 Kb.
• Имя файла: кр аппараты.doc
• Тип: Контрольная работа; #1101321

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«


КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: Электрические и электронные аппараты

Автор контрольной работы ___________________________ И. И. Иванов

подпись, дата
Обозначение контрольной работы Кр–000000–00.00.00–00–00
Направление подготовки 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника
Руководитель работы

преподаватель ___________________________ И. И. Иванов
подпись, дата

Саранск 2022

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«
ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ
1. Студент:.

2. Исходные данные:

Задача №1.

Определение размеров сечения токопродводящих шин.

Токопродвод, подключенный к автоматическому выключателю постоянного тока, выполнен медными прямоугольными шинами сечением , расположенными параллельно широкой стороне друг к другу при расстоянии а и закрепленными на опорных изоляторах на расстоянии l между соседними изоляторами. Выбрать размеры сечения b и h токоподводящих шин исходя из длительного режима работы выключателя при номинальном токе и его электродинамической стойкости при токе короткого замыкания (максимальное значение пропускаемого тока). Исходные данные представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Исходные данные задачи №1

Вариант	а, мм	l,мм	,А	,кА
14	70	170	300	90

Задача №2.

Определение параметров двигателя, выбор типа пускателя и параметров теплового реле.

Для прямого пуска короткозамкнутого асинхронного электродвигателя серии 4А мощностью , питающегося от сети с номинальным напряжением В, используется магнитный пускатель, схема включения которого представлена на рисунке 1. В состав пускателя входят контактор КМ1 и тепловое реле KK. Определить необходимые параметры двигателя и выбрать тип пускателя и параметры теплового реле. Исходные данные представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Исходные данные задачи №2

Вариант	, кВт
14	15	0.88	0.875

Рисунок 1 – Схема прямого пуска асинхронного электродвигателя
Задача №3

Определение номинального и пограничного токов, а также сечения плавкой вставки.

Для защиты от токов короткого замыкания цепи питания короткозамкнутого асинхронного электродвигателя мощностью (рисунок 1) используются плавкие предохранители серии ПР-2 (разборные, без наполнителя). Определить номинальный и пограничный токи, а также сечение медной плавкой вставки и выбрать наиболее близкое по номинальному току плавкой вставки исполнение предохранителя. Исходные данные представлены в таблице 2.

Задача №4

Определение токов срабатывания и отпускания, а также коэффициента возврата герконового реле.

Определить токи срабатывания и отпускания, а также коэффициент возврата нейтрального экранированного герконового реле, содержащего обмотку управления с числом витков W и один симметричный замыкавший магнитоуправляемый контакт, рисунок 2 (обмотка управления не показана). Исходные данные представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Исходные данные задачи №3

Вариант	, мм	W, тыс. витков
14	0,29	22,5

Рисунок 2 – Нейтральное экранированное герконовое реле
Задача №5

Определение сопротивления и нагрузочной способности резистора, постоянной времени нагрева, коэффициента перегрузки и допустимого тока перегрузки.

В пускорегулировочном реостате используется резисторы, выполненные из константановой проволоки, намотанной на фарфоровый цилиндр, имеющий желобки для укладки константановой проволоки. Диаметр цилиндров D 36мм, число желобков n, активная длина цилиндра l, масса цилиндра Gk, диаметр проволоки d . Определить сопротивление и нагрузочную способность резистора при длительном режиме работы, а также постоянную времени нагрева, 6 коэффициент перегрузки и допустимый ток перегрузки для кратковременного режима работы длительностью . Исходные данные представлены в таблице 4
Таблица 4- Исходные данные задачи №5

Вариант	d, мм	°С	n	l,мм	,г
14	1.45	17	35	150	180

3 Содержание работы:

3.1 Определение размеров сечения токопродводящих шин.

3.2 Определение параметров двигателя, выбор типа пускателя и параметров теплового реле.

3.3 Определение номинального и пограничного токов, а также сечения плавкой вставки.

3.4 Определение токов срабатывания и отпускания, а также коэффициента возврата герконового реле.

3.5 Определение сопротивления и нагрузочной способности резистора, постоянной времени нагрева, коэффициента перегрузки и допустимого тока перегрузки.

Руководитель работы Задание принял к исполнению

СОДЕРЖАНИЕ

1 Определение размеров сечения токопродводящих шин 6

2 Определение параметров двигателя, выбор типа пускателя и параметров теплового реле 8

3 Определение номинального и пограничного токов, а также сечения плавкой вставки 10

4 Определение токов срабатывания и отпускания, а также коэффициента возврата герконового реле 12

5 Определение сопротивления и нагрузочной способности резистора, постоянной времени нагрева, коэффициента перегрузки и допустимого тока перегрузки 15

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 19

1 Определение размеров сечения токопродводящих шин

Размер сечения шин, исходя из длительного режима работы определяется по формуле:
, (1.1)
Где – допустимая из условий нагрева шинопровода плотность тока, А/мм.

Определим размер сечения шин:

, .
Размеры сечения выбраны из стандартного ряда для медного проката: мм и мм. Выбранные размеры b и h обеспечивают сечение не менее

Электродинамическая сила, действующая на участок шинопровода длиной l, определяется по формуле:
, (1.2)
где k – коэффициент контура;

– коэффициент формы, определяется по кривым Двайта, .

Коэффициент контура определяется по формуле:
, (1.3)
Определим коэффициент контура

.
Определим электродинамическую силу:
, Н.
Максимальное изгибающее механическое напряжение в шине определяется по формуле:
. (1.4)
Определим максимальное изгибающее механическое напряжение в шине:
, МПа.
Рассчитанное максимальное изгибающее механическое напряжение в шине ( МПа), поэтому сечение медных токоподводящих шин, выбранное исходя из длительного режима работы, принимается окончательным.

.

2 Определение параметров двигателя, выбор типа пускателя и параметров теплового реле

Номинальный ток электродвигателя определяется по формуле:
, (2.1)
где cos – коэффициент мощности двигателя;

– номинальное напряжение обмотки двигателя, 380 В;

 – КПД двигателя.

Определим номинальный ток электродвигателя:
, А.
По величине номинального тока электродвигателя выберем пускатель таким образом, чтобы максимальный рабочий ток пускателя в категории применения АС–3 (пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором, отключение вращающихся двигателей при номинальной нагрузке) был не менее номинального тока двигателя и максимально близким к нему:
, (2.2)
где – номинальный ток магнитного пускателя.
А.
Выбираем магнитный пускатель с типом защищенного исполнения ПМЕ222 и с встроенным тепловым реле типа ТРН-25.

Для лучшего согласования перегрузочной характеристики двигателя и времятоковой характеристики теплового реле, номинальный ток уставки выбирается на 15-20% выше номинального тока двигателя:
, (2.3)
Определим номинальный ток уставки:
, А.
Так как в тепловое реле выбранного выше может быть установлен тепловой элемент с различным номинальным током, то из ряда этих токов для реле пускателя выбрали значение А. Выбранное значение укладывается в пределы регулирования номинального тока уставки:
. (2.3)

3 Определение номинального и пограничного токов, а также сечения плавкой вставки

Для двигателей серии 4А величина пускового тока определяется по формуле:

. (3.1)
Определим величину пускового тока:
, А.
Номинальный ток плавкой вставки определяется из соотношения:
. (3.2)
В соответствии с рассчитанным значением выберем номинальный ток плавкой вставки А.

Расчетный пограничный ток для медных вставок берется больше номинального тока и составляет:
. (3.3)
Определим расчетный пограничный ток:
, А.
Диаметр плавкой вставки определяется из уравнения:
, (3.4)
где – удельное сопротивление меди, Омсм;

– температурный коэффициент сопротивления меди, ;

– температура плавления меди, С;

– температура окружающей среды, С;

– коэффициент теплопередачи с поверхности вставки,

Определим диаметр плавкой вставки:
, см.

4 Определение токов срабатывания и отпускания, а также коэффициента возврата герконового реле

Магнитодвижущая сила срабатывания реле определяется уравнением:
(4.1)
где – коэффициент магнитной проводимости магнитопровода, ;

– коэффициент магнитной проводимости путем рассеяния, ;

– коэффициент симметрии геркона, ;

– длина перекрытия в рабочем зазоре, мм;

с – жесткость электродов, Н/м;

b – ширина электродов геркона, мм;

– величина начального рабочего зазора, мм;

– магнитная постоянная, Гн/м.

Определим магнитодвижущею силу срабатывания реле:
, Н.
Ток срабатывания реле определяется по формуле:
, (4.2)
где W – число витков обмотки управления.

Определим ток срабатывания реле:
,А.
МДС отпускания реле определяется по формуле:
(4.3)
где – величина конечного рабочего зазора мм.

Определим МДС отпускания реле:
,Н.
Ток отпускания реле определяется по формуле:
, (4.4)
Определим ток отпускания реле:
,А.
Коэффициент возврата реле определяется по формуле:

. (4.5)
Определим коэффициент возврата реле:

5 Определение сопротивления и нагрузочной способности резистора, постоянной времени нагрева, коэффициента перегрузки и допустимого тока перегрузки

Сопротивление резистора определяется по формуле:
, (5.1)
где – удельное сопротивление константа при , ;

 – температурный коэффициент сопротивления меди, ;

– длина проволоки, укладываемой в желобки цилиндра, см;

T – допустимая температура нагрева константановой проволоки, °С.

Определим сопротивление резистора:
, Ом.
Площадь поверхности проволоки определяется по формуле:
. (5.2)
Определим площадь поверхности проволоки:
,см.
Нагрузочная способность резистора при длительном режиме работы оценивается допустимой величиной тока:

. (5.3)
где – коэффициент теплоотдачи с поверхности проволоки, ;

– площадь поверхности проволоки, ;

– допустимое превышение температуры константановой проволоки над температурой окружающей среды внутри реостата, С.

Площадь поверхности проволоки определяется по формуле:
. (5.4)
Определим площадь поверхности проволоки:
, .
Определим допустимую величину тока:
,А.
Постоянная времени нагрева резистора при кратковременном режиме работы определяется по формуле:
. (5.5)
где – коэффициент, учитывающий участие фарфорового цилиндра в теплоотводе от проволоки в кратковременном режиме работы, ;

– удельная теплоемкость фарфора, ;

– удельная теплоемкость, ;

– масса проволоки резистора, г ;

– плотность материала из которого изготовлена проволока резистора,



– коэффициент теплоотдачи с поверхности фарфорового цилиндра,

;

– наружная боковая поверхность охлаждения цилиндра, см.

Масса проволоки резистора определяется по формуле:
, (5.6)
Определим массу проволоки резистора:
,г.
Наружная боковая поверхность охлаждения цилиндра определяется по формуле:
, (5.7)
Определим наружную боковую поверхность охлаждения цилиндра:
.
Определим постоянную времени нагрева резистора при кратковременном режиме работы:
,с.
Допустимый ток перегрузки резистора в кратковременном режиме работы определяется по формуле:
, (5.8)
Допустимый ток перегрузки резистора в кратковременном режиме работы:

Допустимый ток перегрузки резистора в кратковременном режиме работы:
, (5.9)
Определим допустимый ток перегрузки резистора в кратковременном режиме работы:
,А.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. 
   Акимов Е. Г. Выбор и применение низковольтных электрических аппаратов распределения, управления и автоматики [Электронный ресурс]: справочное пособие / Е.Г. Акимов, Ю.С. Коробков, В.П. Соколов, Е.В. Таланов; под ред. Е.Г. Акимова и Ю.С. Коробкова. – М. : Издательский дом МЭИ, 2016. – 344 с. 2. ‒ Текст : непосредственный.
   
2. 
   Акимов Е. Г. Электрические и электронные аппараты. Электромеханические аппараты : учебник для студ. высш. учеб. заведений / [Е. Г. Акимов и др.] ; под ред. А. Г. Годжелло, Ю. К. Розанова. – М. : Издательский центр «Академия», 2010. – 352 с. 3. ‒ Текст : непосредственный.
   

3. Андрианов В. Н. Электрические машины и аппараты / В. Н. Андрианов // Изд. Медиа, 2012г. 4. ‒ Текст : непосредственный.

4. Девочкин О. В. Электрические аппараты: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования / О. В. Девочкин, В. В. Лохнин, Р. В. Меркулов, Е.Н. Смолин. – М. : Издательский центр «Академия», 2010. – 240 с. ‒ Текст : непосредственный.

5. Электрические и электронные аппараты: учебно-методический комплекс / сост.: В. Л. Беляев, Ю. В. Куклев. – СПб.: Изд-во СЗТУ. 2009 – 140 с. ‒ Текст : непосредственный.