СБОРНИК ЗАДАЧ

Вариант 2

1.Как обозначаются приборы электродинамической системы?

2.Максимальные значения абсолютных погрешностей приборов А и Б одинаковые, но верхний предел измерения прибора А больше. Какой из приборов имеет более высокий класс точности?

3.Мостовая цепь уравновешена

ïðè R1 = 2 êÎì, R2 = 10 êÎì, R3 = = 40 êÎì, C1 = 10 мкФ. Определить

параметры Cx è Rx параллельной схемы замещения измеряемого конденсатора.

4.На экране электронного осциллографа видна прямая линия, составляющая с горизонталью угол 30°. Записать закон изменения напряжения, подведенного к вертикально отклоняющим пласти-

нам осциллографа, если к горизонтально отклоняющим пластинам подведено напряжение u = 120sin (314t + π/6) В (чувствительность обоих каналов осциллографа одинаковая).

5.Приборы какой системы могут быть использованы в качестве ваттметров?

Вариант 3

1.Амперметры какой системы применяют без шунтов для измерения больших токов (до нескольких сотен ампер)?

2.В цепи постоянного тока необходимо измерить напряжение U ≤ 40 В. Имеются два вольтметра магнитоэлектрической системы:

1)с пределом измерения 50 В и классом точности 2,5; 2) с пределом измерения 100 В и классом точности 1,5. Какой из двух приборов обеспечит меньшую допустимую погрешность измерения?

450

3. Мостовая цепь уравновешена при

R1 = R2 = 100 Îì, R3 = 2,25 êÎì, C = = 4,75 мкФ. Определить параметры Rx è

Lx последовательной схемы замещения катушки индуктивности.

4.Напряжение источника, изменяющееся по закону u = 400 +

+300 sinωt В, измеряется магнитоэлектрическим и электромагнитным вольтметрами. Пренебрегая погрешностью вольтметров, определить их показания.

5.Два одинаковых ваттметра с ценой деления 5 Вт включены в симметричную трехфазную цепь для измерения активной мощности. Определить активную мощность цепи, если указатель ваттметра с меньшим отклонением установился на 105 делений, а коэф-

фициент мощности цепи 1 3 .

Вариант 4

1.Приборы электромагнитной системы имеют неравномерную шкалу. В какой части шкалы отсчет практически невозможен (в начале шкалы, в ее середине или в конце)?

2.Магнитоэлектрический миллиамперметр имеет сопротивле-

íèå Rè = 10 Ом и ток полного отклонения Iè = 1 мА. Рассчитать сопротивление шунта Rø, чтобы этим прибором можно было измерять ток I = 1 А. Какую максимальную мощность Pmax будет потреблять этот амперметр?

3.Мостовая цепь уравновешена при R1 = 1 êÎì, R2 = 10 êÎì, R3 = 0,4 кОм. Определить сопротивление Rx.

4.На экране электронного осцилло-

графа световой луч, вращаясь по ходу часовой стрелки, описывает окружность. Записать закон изменения напряжения, подведенного к вертикально отклоняющим пластинам осциллографа, если к горизонтально отклоняющим пластинам подведено напряжение u = 140sin (5t + π/4) В (чувствительность обоих каналов осциллографа одинаковая).

451

5. При измерении активной мощности симметричной трехфазной цепи используются два одинаковых ваттметра. Указатель ваттметра с большим отклонением установился на 80 делений шкалы. На сколько делений шкалы отклонится указатель второго ваттметра, если коэффициент мощности цепи 0,76?

Вариант 5

1.В какой части шкалы прибора с равномерной шкалой предельно допустимая относительная погрешность измерения будет наибольшей (в начале шкалы, в ее середине или в конце)?

2.Сопротивление магнитоэлектрического миллиамперметра

Rè = 10 Ом, ток полного отклонения Iè = 1 мА. Рассчитать сопротивление добавочного резистора Rä для получения вольтметра с пределом измерения 10 В. Какую максимальную мощность Pmax будет потреблять этот вольтметр?

3.Мостовая цепь уравновешена при

R1 = 1 êÎì, R2 = 0,5 êÎì, R3 = 2 êÎì, L = 0,1 Гн. Определить параметры Rx è

Lx последовательной схемы замещения катушки индуктивности.

4. Напряжение источника измеряется выпрямительным и электромагнитным вольтметрами. Выпрямительный вольтметр проградуирован в действующих значениях синусоидального напряжения. Определить показания вольтметров.

5. Два одинаковых ваттметра с ценой деления 10 Вт включены в симметричную трехфазную цепь для измерения активной мощности. Определить число делений (α1, α2), указываемое стрелкой каждого из ваттметров, если активная мощность цепи 1,5 кВт, а коэффициент мощности цепи 1 3.

452

Òå ñ ò 1 0 . 1

Вариант 1

1. По эскизу торца статора с лобовыми частями обмотки определить число пар полюсов p и частоту вращения магнитного поля n1 асинхронного двигателя, если частота питающего напряжения f1 = 50 Ãö.

2. Трехфазный асинхронный двигатель имеет следующие дан-

íûå: P íîì = 3 êÂò, níîì = 1420 ìèí–1, ηíîì = 83,5%, cosϕíîì = 0,84. Двигатель рассчитан на напряжение 220/380 В частотой f1 = 50 Ãö.

Определить: 1) схему соединений обмотки статора при линейном напряжении питающей сети Uë = 380 Â; 2) òîê Iíîì, потребляемый из сети; 3) число пар полюсов p; 4) скольжение síîì.

3. Изменяется ли частота ЭДС статора (f1) и ротора (f2) при увеличении нагрузки на валу асинхронного двигателя? Если изменяется, то как?

4. Во сколько раз ЭДС в обмотке ротора асинхронного двигате-

ля при пуске больше, чем при номинальном режиме, если níîì = = 960 ìèí–1?

5. Определить пусковой момент Мï трехфазного асинхронного

двигателя с Píîì = 2,2 êÂò, níîì = 950 ìèí–1, kì = Мmax/Мíîì = 1,8. Как изменится Mï′ при понижении напряжения сети на 10%?

Вариант 2

1. Магнитное поле с индукцией В вращается по ходу часовой стрелки с синхронной частотой n1. Определить направление индуцированной в проводниках а, b ротора ЭДС (и тока), указать точкой и крестиком. Затем по правилу левой руки найти и указать на чертеже направления силы F, действую-

453

щей на проводники с током. Указать направление вращения ротора n.

2. Паспортные данные трехфазного асинхронного двигателя:

Píîì = 2,2 êÂò, níîì = 950 ìèí–1, /Y = 220 / 380 Â, cosϕíîì = 0,73, ηíîì = 81%. Определить: схему соединений обмотки статора при

линейном напряжении сети Uë = 220 В; потребляемый двигателем ток Iíîì; скольжение síîì.

3.	По паспортным данным асинхронного двигателя, указанным
в задаче 2, определить суммарные потери мощности PΣ в двигателе.
4.	Рассчитать сопротивление R′ пускового реостата, включае-
	ï

мого в цепь фазного ротора асинхронного двигателя, чтобы пуско-

вой момент Мï = Мmax, если приведенное сопротивление ротора
R'	= 0,5 Îì, à X	ê	= 5 Îì.
2				= 55 êÂò, n = 1440 ìèí–1
	5. Для асинхронного двигателя с P
			íîì	íîì

определить номинальный момент Мíîì на валу. Как изменится момент M′ при понижении напряжения питающей сети на 5%?

Вариант 3

1.Фазная обмотка асинхронного двигателя состоит из трех сек-

ций. Какова ЭДС Ec, индуцируемая в одной секции обмотки, если обмотка статора соединена треугольником и подключена к питающей сети напряжением 380 В?

2.Определить сопротивление Rï, которое надо включить в цепь

ротора асинхронного двигателя с фазным ротором, чтобы он при номинальном моменте на валу вращался с частотой n = 1200 ìèí–1. Сопротивление фазы обмотки ротора R2 = 0,1 Ом, а номинальная частота вращения níîì = 1440 ìèí–1.

3. В каком из указанных значений параметров, характерных для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, допуще-

на ошибка: 1) síîì = 3…8%; 2) Мï = (1,1…2,0) Мíîì; 3) Мmax = = (1,6…2,4) Мíîì; 4) iõ = 5…10%; 5) Iï = (5…7) Iíîì? Ответ дать, на-

звав номер ошибочного значения параметра.

4.Как изменятся ток холостого хода I1õ и номинальный cosϕíîì асинхронного двигателя, если увеличить воздушный зазор между

ротором и статором? Дать соответствующие пояснения. Ответ привести в форме ↑ (увеличится) или ↓ (уменьшится).

5.Как изменятся пусковой фазный и линейный токи, а также пусковой момент асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, если при пуске обмотку статора переключить с треугольника на звезду?

454

Вариант 4

1.Шестиполюсный асинхронный двигатель снабжен регулято-

ром частоты. При частоте тока в обмотке статора f1 = 40 Гц частота вращения ротора n = 760 ìèí–1. Каково скольжение s асинхронного двигателя в этих условиях?

2.Трехфазный асинхронный двигатель потребляет из сети полную мощность S1 = 45 ÊВ А. Коэффициент мощности cosϕ = 0,89. Суммарные потери мощности в двигателе PΣ = 4 кВт. Найти КПД двигателя.

3. Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя представлена на рисунке (кривая 2). Какой станет эта характеристика при увеличении напряжения? Ответ дать, назвав номер соответствующей кривой.

4.Как изменятся частота вращения, ток обмотки статора и допустима ли последующая работа асинхронного двигателя, если в

номинальном режиме работы оборвется один из линейных проводов? Ответ дать в форме ↑ (увеличится) или ↓ (уменьшится).

5.Рассчитать сопротивление Rï′ , вводимое в цепь ротора асинхронного двигателя с фазным ротором, для уменьшения пускового тока до Iï′ = 3Iíîì . Параметры схемы замещения двигателя: Xê =

=17 Îì, RÊ = 14 ÎÌ, а кратность пускового тока при пуске без

реостата Iï/Iíîì = 6.

Вариант 5

1.На какой угол повернется магнитное поле четырехполюсного асинхронного двигателя за время t = (1/4)T?

2.Определить потери в меди обмоток статора трехфазного

асинхронного двигателя, работающего в номинальном режиме, паспортные данные которого: Píîì = 17 êÂò, ηíîì = 0,88, cosϕíîì = 0,88, Uíîì = 220/380 В. Активное сопротивление фазы обмотки статора

R1 = 0,25 Ом. Двигатель питается от сети напряжением Uë = 220 Â. 3. Как изменятся пусковой ток Iï трехфазного асинхронного двигателя, его скольжение s и пусковой момент Мï, если ввести в

цепь ротора резистор, при условии, что момент на валу двигателя

455

останется неизменным? Ответ дать в форме ↑ (увеличится) или ↓ (уменьшится).

4. Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя представлена на рисунке (кривая 2). Какой она станет при введении в цепь ротора дополнительного сопротивления? Ответ дать, назвав номер соответствующей кривой.

5. Асинхронный двигатель АИР90L6 снабжен преобразователем частоты. Какой будет скорость вращения асинхронного двигателя, если преобразователь частоты снизит ее до f1′ = 25 Гц при сохранении неизменными магнитного потока и момента на валу? При частоте f1 íîì = 50 Гц скольжение двигателя síîì = 0,06.

Вариант 6

1. Запустится ли асинхронный двигатель, статорные обмотки которого соединены треугольником, в условиях легкого пуска, если имеет место обрыв: а) одного из линейных проводов; б) одной из фаз статорной обмотки? Ответ дать в форме «да» или «нет».

2. Во сколько раз частота ЭДС в обмотке ротора при пуске больше, чем при номинальном режиме, если síîì = 5%?

3. Как изменятся ток I1õ, магнитный поток Ф в магнитопроводе и потери Pñò в нем, если обмотки статора ошибочно соединены не звездой, а треугольником? К каким последствиям приведет продолжительная работа двигателя с номинальным моментом на валу в этих условиях?

4. Паспортные данные трехфазного асинхронного двигателя типа АИР112Н2 следующие: Píîì = 7,5 êÂò, níîì = 2900 ìèí–1, ηíîì = 87,5%,

cosϕíîì = 0,88, Uô.íîì = 220 В. Определить ток Iíîì, активную Píîì и реактивную Qíîì мощности, потребляемые от сети при номиналь-

ной нагрузке на валу, если двигатель питается от сети напряжением Uë = 380 Â.

5. Как изменятся ток I2, ÝÄÑ E2, частота f2 цепи ротора и потери в нем с уменьшением его частоты вращения? Ответ дать в форме ↑ (увеличится) или ↓ (уменьшится).

456

Òå ñ ò 1 1 . 1

Вариант 1

1.Назвать основную причину, по которой в мощных синхронных машинах не применяется «обращенная конструкция», т.е. полюсы с обмоткой возбуждения – на статоре, а трехфазная обмотка – на роторе ( 1) щеточно-контактный узел вместо двух содержит три кольца; 2) снижена надежность; 3) мощность цепи возбуждения меньше 0,5% мощности статора).

2.С какой частотой должен вращаться 80-полюсный ротор гидрогенератора, чтобы получить в обмотке статора частоту ЭДС f = 50 Ãö?

3.Четырехполюсный трехфазный синхронный генератор рабо-

тает параллельно с сетью напряжением Uô = 220 В. Обмотка статора соединена звездой, ЭДС фазы E0 = 220 В, синхронное реактивное сопротивление X = 0,8 Ом. Активным сопротивлением пренебречь. Угол рассогласования θ = 20°. Определить ток статора I, отдаваемую генератором активную мощность P и электромагнитный момент M.

4.Определить частоту вращения, номинальный момент, ток статора, активную и реактивную мощности четырехполюсного синхронного двигателя со следующими номинальными данными:

Píîì = 160 êÂò, Uíîì = 380 Â, cosϕíîì = 0,8 (åìê.), ηíîì = 0,94.

5. Установленная мощность электропотребителей промпредприятия Pïð = 5000 êÂò ïðè cosϕïð = 0,8. Рассчитать cosϕ после установки на предприятии синхронного двигателя (СД), работающего в режиме перевозбуждения, если потребляемая синхронным двигателем активная мощность PÑÄ = 500 êÂò ïðè cosϕÑÄ = = 0,85?

Вариант 2

1. Синхронный генератор работает в автономном режиме на симметричную нагрузку активно-индуктивного характера. Указать, используя знаки >, <, в каком соотношении находятся коэффициенты мощности приемников 1, 2, 3, если регулировочные характеристики генератора имеют вид, приведенный на рисунке.

457

2. Синхронный генератор с паспортными данными Píîì = 630 êÂò,

Uíîì = 6,3 êÂ, ηíîì = 93,7%, cosϕíîì = 0,8 (опереж.), X = 57 Ом работает параллельно с сетью. Построить векторную диаграмму и

рассчитать ток и реактивную мощность генератора, работающего в режиме холостого хода, если ток возбуждения увеличить до Iâ =

= 1,2 Iâ 0, ãäå Iâ 0 – ток возбуждения, при котором E0 = Uô. íîì. Счи- тать, что магнитопровод генератора ненасыщенный.

3. Обмотка статора синхронного двигателя с паспортными дан-

íûìè Píîì = 4000 êÂò, cosϕíîì = 0,8 (опереж.), ηíîì = 93%, Uíîì = = 6 êÂ, níîì = 3000 ìèí–1, X = 20 Ом соединена треугольником.

Найти угол рассогласования θíîì, полагая, что Iâ = Iâ 0. Каким станет угол θ при уменьшении момента на валу на 20% при неизмен-

â= Iâ 0?

4.Синхронный двигатель, подключенный к сети напряжением

380 В, развивает на валу мощность 75 кВт; КПД двигателя 92%, cosϕíîì = 0,8 (опереж.). Определить ток, потребляемый двигателем от сети, его реактивную составляющую и реактивную мощность, отдаваемую им в сеть.

5.Синхронный двигатель приводит во вращение центробежный

насос. Напряжение сети уменьшилось до U = 0,8Uíîì, что не привело к выпадению двигателя из синхронизма. Изменится ли производительность насоса, если она пропорциональна скорости вращения?

Вариант 3

1. Синхронный генератор работает в автономном режиме на симметричную нагрузку активно-емкостного характера. Ука-

зать, используя знаки >, <, в каком соотношении находятся коэффициенты мощности приемников 1, 2, 3, если регулировочные характеристики генератора имеют вид, приведенный на рисунке.

2. Синхронный генератор с паспортными данными Píîì = 630 êÂò,

Uíîì = 6,3 êÂò, ηíîì = 93,7%, cosϕíîì = 0,8 (опереж.), XС = 57 Ом работает параллельно с сетью. Построить векторную диаграмму и

рассчитать ток и реактивную мощность генератора, работающего в режиме холостого хода, если ток возбуждения уменьшить до Iâ =

= 0,8 Iâ 0, ãäå I â 0 – ток возбуждения, при котором E0 = Uô. íîì. Принять, что магнитопровод генератора ненасыщенный.

458

3. Обмотка статора синхронного двигателя с паспортными дан-

íûìè Píîì = 400 êÂò, cosϕíîì = 0,8 (опереж.), ηíîì = 93%, Uíîì = 6 êÂ, níîì = 3000 ìèí–1, X = 200 Ом соединена треугольником. Опреде-

лить, при каком отношении Iâ/Iâ 0 двигатель, работая с M = Míîì, достигнет предела устойчивости (θ = 90°).

4.Полезная мощность первичного двигателя, приводящего во

вращение ротор трехфазного синхронного генератора, равна 10 кВт. Вращающий момент на валу 95,5 Н м. Число полюсов ротора генератора равно 12. Определить частоту f напряжения на зажимах генератора.

5.Стрелкой ↑ (увеличится) или ↓ (уменьшится) указать, как бу-

дут изменяться ток I в обмотке статора синхронного двигателя и коэффициент мощности cosϕ СД при увеличении тока возбуждения, если двигатель, работая с M = const: а) недовозбужден; б) перевозбужден.

Вариант 4

1. Синхронный генератор работает в автономном режиме на симметричную нагрузку активно-индуктивного характе-

ра. Указать, используя знаки >,<, в каком соотношении находятся коэффициенты мощности приемников 1, 2, 3, если внешние характеристики генератора имеют вид, приведенный на рисунке.

2. Синхронный генератор с паспортными данными Píîì = 630 êÂò,

Uíîì = 6,3 êÂ, ηíîì = 93,7%, cosϕíîì = 0,8 (опереж.), X = 57 Ом работает параллельно с сетью. Построить векторную диаграмму и

рассчитать ток I статора, активную P и реактивную Q мощности генератора, если при неизменном Iâ = Iâ 0 к ротору приложить ускоряющий момент, при котором угол рассогласования θ = 20°.

3. Каков угол рассогласования θíîì синхронного двигателя, работающего в номинальном режиме и с Iâ = Iâ 0, åñëè Mmax/Míîì = 2?

Как изменится угол θ при увеличении Iâ на 20% при условии неизменности момента на валу?

4. Вращающий момент на валу ротора синхронного генератора равен 47,75 Н м. Мощность первичного двигателя, приводящего во вращение ротор генератора, 5 кВт. Определить число пар p полюсов ротора генератора, если частота напряжения на его зажимах f = 50 Ãö.

459