ДКР элмаш и аппараты (4 семестр). Контрольная работа по дисциплине мдк 01. 01. Электрические машины и аппараты

• Название: Контрольная работа по дисциплине мдк 01. 01. Электрические машины и аппараты
• Анкор: ДКР элмаш и аппараты (4 семестр
• Дата: 22.04.2022
• Размер: 328.42 Kb.
• Имя файла: ДКР элмаш и аппараты (4 семестр).docx
• Тип: Контрольная работа; #491075

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И МОЛОДЁЖНОЙ ПОЛИТИКИ

СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение
Свердловской области

«НИЖНЕТАГИЛЬСКИЙ техникум металлообрабатывающих производств и сервиса»

Контрольная работа

по дисциплине МДК 01.01. «Электрические машины и аппараты»

Вариант №14

Специальность:13.02.11	Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования

Выполнил студент	12 ТЭ				Расторгуев Ж.А.
Руководитель	преподаватель				Макарова Н.Ф.
	ученая степень, должность		(подпись)		Ф.И.О.

Нижний Тагил 2022

Задача №1

Для трехфазного синхронного неявнополюсного генератора:

1.Определить номинальный ток генератора I_н , мощность приводного двигателя, Р₁ , суммарные потери мощности в генераторе ∑Р

2. Построить векторную диаграмму при активно- индуктивной и активно-емкостной нагрузках и по ним определить угол нагрузки θ, перегрузочную способность λ и ЭДС генератора Е₀ в режиме холостого хода. Схема соединения обмотки статора в «звезду». Падением напряжения в активном сопротивлении пренебречь. Построение пояснить

Дано:

Тип генератора ОС-52

Р_н = 8 МВт

U_н = 0,4 кВ

соsφ_н = 0,8

η_н = 0,82

Х₁ , о.е. = 0,9

Найти: I_н - ?; P₁ - ?; ΣP - ?

Решение:

1. 
   Найдём номинальный ток генератора
   

I_н =

I_н =

2. 
   Найдём мощность проиводного двигателя
   

P₁ =

P₁ = = 9,76 МВт

3. 
   Найдём суммарные потеримощности в генераторе
   

ΣP = P₁ – P_н

ΣP = 9,76 – 8 = 1,76 МВт

4. 
   Построим векторную диаграмму при активно- индуктивной и активно-емкостной нагрузках
   

В
оспользовавшись уравнением ЭДС можно построить векторную диаграмму явнополюсного синхронного генератора, работающего на активно – индуктивную, активно – емкостную нагрузку. 

Векторную диаграмму строят на основании следующих данных: ЭДС генератора в режиме хх Е0; тока нагрузки I1 и его угла фазного сдвига ψ1 относительно ЭДС; продольного хаd и поперечного xaq индуктивных сопротивлений реакции якоря; активного сопротивления фазной обмотки статора r1.

Используя векторную диаграмму ЭДС построим векторную диаграмму напряжения генератора при активно-индуктивной нагрузке, просуммировав с вектором Е_δ векторы падений напряжения на активном (-I ∙ r_а) и индуктивном ( -jI ∙ r_σa) сопротивлениях фазы обмотки якоря. Угол θ между векторами Е и U называется углом нагрузки. В генераторном режиме работы Е опережает U, и угол θ имеет всегда положительное значение, машина отдает активную мощность в сеть.

По оси ординат откладываем Е, это ЭДС наводимая в фазе статора потоком обмотки возбуждения. Т.к. нагрузка активно-индуктивная то ток в фазе статора отстает от ЭДС на угол y. Ток раскладывается на продольную и поперечную составляющие. вектор тока I₁ откладывают под углом ψ₁ к вектору ЭДС Е.

Е-это вектор ЭДС, наведенной основным магнитным потоком в фазе обмотки якоря;

Еad-это вектор ЭДС, наведенной потоком магнитодвижущей силы продольной составляющей тока; Еaq-это вектор ЭДС, наведенной потоком магнитодвижущей силы поперечной составляющей тока; Еδ-это вектор ЭДС, наведенной результирующим магнитным потоком; Еσа-это вектор ЭДС рассеяния фазы обмотки якоря;

-Irа-это вектор падения напряжения на активном сопротивлении фазы обмотки якоря; Id— это вектор продольной составляющей тока;

Iq-это вектор поперечной составляющей тока.






Векторная диаграмма при активно- индуктивной нагрузке

Векторная диаграмма при активно- ёмкостной нагрузке

Ответ: I_н = ; P₁ = 9,76 МВт; ΣP = 1,76 МВт

Задача №2

Для генератора постоянного тока параллельного возбуждения определить:

ток якоря генератора; ЭДС генератора; электромагнитную мощность, электромагнитный момент, магнитный поток. Построить схему включения генератора в электрическую сеть. Расшифровать марку генератора.

Дано:

Типоразмер генератора - 2ПН180LУХЛ4

Р_н = 7,5 кВт;

U_н = 115 В;

n_н = 1000 об/мин;

η = 81 %;

R_я = 0,17 Ом _;

R_в = 73 Ом;

2а = 2;

2р = 4;

N = 466;

Найти: I_я - ?; ; М - ?; - ?; E_я - ?

Решение:

1. 
   Найдём ток возбуждения генератора
   

I_в =

I_в =

2. 
   Найдём номинальный ток генератора
   

I_н =

I_н =

3. 
   Найдём ток якоря генератора
   

I_я = I_н + I_в

I_я = 65,22 +1,58 = 66,8 А

4. 
   Найдём ЭДС якоря генератора
   

E_я = U_н + (I_я ∙ R_я)

E_я = 115 + (66,8 ∙ 0,17) = 126,36 В

5. 
   Найдём конструктивный коэффициент генератора
   

С_е =

С_е =

6. 
   Найдём магнитный поток синхронной машины
   

7. 
   Найдём конструктивный коэффициент генератора (по моменту)
   

8. 
   Найдём электромагнитный момент генератора
   

9. 
   Найдём электромагнитную мощность
   

10. 
    Построим схему включения генератора в электрическую сеть
    

Схема включения генератора постоянного тока параллельного возбуждения в электрическую сеть

11. 
    Расшифруем марку генератора 2ПН180LУХЛ4:
    

2 – номер серии;

П – машина постоянного тока

Н – закрытое исполнение генератора в незащищённом корпусе с естественной воздушной вентиляцией

180 – высота оси вращения вала в мм

L – второй тип длины якорного сердечника

УХЛ - тип климатического исполнения (умеренно – холодный климат)

4 - категория установки оборудования (в соответствии с ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89)

Задача №3

Для двигателя постоянного тока параллельного возбуждения, определить:

электрические потери в якоре; потери в цепи возбуждения; потери холостого хода; коэффициент полезного действия; вращающий момент на валу двигателя; пусковой ток при прямом включении двигателя в сеть из холодного состояния. Марку двигателя расшифровать.

Дано:

Типоразмер двигателя - 4ПФ180S

Р_н = 35 кВт;

U_н = 440 В;

n_н = 1150 об/мин;

t_гор = 82 °С

R_я = 0,053 Ом _;

I_н = 95,7 А

I_в = 4,02 А

I_п /I_н = 2,4

Найти: - ?; - ?; p₀ - ?; - ?; - ?; I_п - ?

Решение:

1. 
   Найдём сопротивление обмотки возбуждения
   

R_в =

R_в =

2. 
   Найдём пусковой ток двигателя
   

I_п = 2,4 ∙ I_н

I_п = 2,4 ∙ 95,7 = 229,68 А

3. 
   Найдём сопротивление обмотки, приведённые к температуре 82 °С
   

4. 
   Найдём ток якоря
   

I_я = I_н – I_в

I_я = 95,7 – 4,02 = 91,68 А

5. 
   Найдём потери в обмотке якоря
   

6. 
   Найдём потери в обмотке возбуждения
   

7. 
   Найдём мощность, потребляемую двигателем
   

8. 
   Найдём КПД двигателя
   

9. 
   Найдём суммарные потери мощности
   

Σp = p₂ – p_н

Σp = 42.1 – 35 = 7,1 кВт

10. 
    Найдём потери холостого хода
    

p₀ = Σp –

p₀ = 7,1 – 0,554 - 2,2 = 4,346 кВт

11. 
    Найдём номинальный момент на валу
    

12. 
    Расшифруем марку генератора 4ПФ180S:
    

4 — порядковый номер серии.
П — электродвигатель постоянного тока с тахогенератором и датчиками тепловой защиты;.
Ф — защищенное исполнение с независимой вентиляцией.
180 — высота оси вращения, мм.
S — условная длина сердечника якоря.
В — наличие фильтра, без буквы — отсутствие фильтра.

Задача № 4

Рассчитать параметры и начертить развернутую схему простой волновой (ПВ), либо простой петлевой (ПП) обмотки якоря. На схеме обозначить полюсы, расставить щетки и, задавшись направлением вращения якоря, определить полярность щеток в генераторном режиме.

Табл. № 2.

Величины	Варианты
				4
Число полюсов Z1				32
2р				4
Тип обмотки				ПП

Список литературы:

1. 
   Кацман М.М. Электрические машины автоматических устройств. Учеб. пособие для электротехнических специальностей техникумов. - М. ФОРУМ, ИНФРА-М, 2002. 264с
   
2. 
   Копылов И. П. Электрические машины. М., 1986. — 360 с.
   
3. 
   Брускин Д. Э., Зорохович А. Е., Хвостов В. С. Электрические машины и микромашины. – М.: Высшая школа, 2000
   
4. 
   2. Гольдберг О. Д., Свириденко И. С. Проектирование электрических машин. – М.: Высшая школа, 2006
   
5. 
   3. Вольдек А. И. Электрические машины. – М.: Академия, 2004
   
6. 
   4. Иванов-Смоленский А. В. Электрические машины. – М.: Энергия, 2000