- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •2.3. Структурно-логическая схема дисциплины «Электротехника и электроника. Ч. 1»
- •2.6. Рейтинговая система оценки знаний
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект
- •ВВЕДЕНИЕ
- •РАЗДЕЛ 1. Основы теории электрических цепей
- •1. Электрическая цепь и ее характеристики
- •1.1. Определение цепи
- •1.2. Графическое изображение электрической цепи и ее элементов
- •1.3. О направлениях действия ЭДС, токов и напряжений
- •1.4. Законы электрических цепей
- •1.5. Параметры электрических цепей
- •1.6. Идеальные элементы электрической цепи
- •2. Цепи постоянного тока
- •2.1. Некоторые особенности цепей постоянного тока
- •2.2. Закон Ома и законы Кирхгофа для цепей постоянного тока
- •2.3. Мощность цепи постоянного тока
- •2.4. Расчет простых цепей постоянного тока
- •2.6. Баланс мощностей цепи постоянного тока
- •3. Цепи синусоидального тока
- •3.1. Основные понятия о синусоидальных процессах
- •3.2. Аналитическая запись синусоидальных токов и напряжений
- •3.5. Закон Кирхгофа в векторной форме записи
- •3.7. Действующие значения синусоидальных токов и напряжений
- •3.8. Элементы в цепи синусоидального тока
- •3.10. Цепь с последовательным соединением R, L, C
- •3.11. Цепь с параллельным соединением R, L и C
- •3.14. Понятие о двухполюсниках и об эквивалентных цепях
- •РАЗДЕЛ 2. Методы расчета электрических цепей
- •4.1. Введение. Основы метода
- •4.2. Комплексные токи и напряжения
- •4.3. Комплексное сопротивление и комплексная проводимость
- •4.4. Комплексная мощность
- •4.5. Законы Кирхгофа в комплексной форме записи
- •4.6. Аналогия с цепями постоянного тока
- •5. Методы расчета сложных цепей синусоидального тока
- •5.1. Введение
- •5.2. Метод контурных токов
- •5.3. Метод узловых напряжений (узловых потенциалов)
- •5.4. Метод эквивалентного источника
- •5.5. Метод наложения
- •5.6. Баланс мощностей цепи синусоидального тока
- •РАЗДЕЛ 3. Резонанс, индуктивно связанные цепи и трехфазные цепи
- •6. Резонансные явления. Индуктивно связанные цепи
- •6.1. Резонансные явления
- •6.3. Резонанс в параллельной цепи из элементов R, L,C (резонанс токов)
- •6.5. Цепь с трансформаторной связью между катушками
- •7. Трехфазные электрические цепи
- •7.1. Введение
- •7.2. Соединение трехфазной цепи звездой
- •7.3. Соединение трехфазной цепи треугольником
- •7.4. Расчет трехфазных цепей
- •7.5. Мощность трехфазной цепи
- •РАЗДЕЛ 4 Несинусоидальные токи, напряжения и переходные процессы
- •8.1. Общие положения
- •8.4. Мощность в цепи при несинусоидальных токе и напряжении
- •8.5. Расчет линейных цепей с несинусоидальными ЭДС
- •9.1. Общие положения
- •9.2. Законы коммутации. Начальные условия
- •РАЗДЕЛ 5. Нелинейные электрические и магнитные цепи
- •10. Нелинейные электрические и магнитные цепи постоянного тока
- •10.1. Нелинейные электрические цепи. Общие положения
- •10.2. Нелинейные сопротивления
- •10.3. Нелинейные свойства ферромагнитных материалов
- •10.4. Нелинейная индуктивность
- •10.5. Нелинейная емкость
- •10.6. Нелинейные электрические цепи постоянного тока
- •10.8. Магнитные цепи с постоянным магнитным потоком
- •11. Нелинейные цепи переменного тока
- •РАЗДЕЛ 6. Электрические машины
- •12. Трансформаторы
- •12.1. Назначение и принцип действия
- •12.2. Холостой ход трансформатора
- •12.3. Нагрузка трансформатора
- •12.4. Схема замещения
- •12.5. Режим холостого хода
- •12.6. Режим короткого замыкания
- •12.7. Внешняя характеристика трансформатора
- •12.8. КПД трансформатора
- •13. АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ
- •13.1. Общие вопросы теории электрических машин
- •13.2. Классификация электрических машин
- •13.4. Скольжение и его влияние на параметры ротора
- •13.5. Механическая мощность асинхронного двигателя
- •13.9. Пуск асинхронных двигателей
- •14. Cинхронные машины
- •14.1. Устройство и принцип действия
- •14.2. Характеристика холостого хода
- •14.3. Внешние характеристики синхронного генератора
- •14.4. Включение синхронного генератора на параллельную работу
- •14.5. Пуск в ход синхронных двигателей
- •14.6. Синхронные компенсаторы
- •15. Машины постоянного тока
- •15.1. Конструктивные особенности машин постоянного тока
- •15.2. Классификация по способу возбуждения
- •15.3. Генераторы постоянного тока
- •15.4. Двигатели постоянного тока
- •15.5. Пуск двигателей постоянного тока
- •15.7. Пример решения задачи
- •РАЗДЕЛ 7. Электрические измерения и приборы
- •16. Электрические измерения и приборы
- •16.1. Общие сведения об электрических измерениях
- •16.2. Эталоны единиц электрических величин
- •16.3. Измерительные приборы
- •16.4. Измерение напряжения переменного тока
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •ГЛОССАРИЙ
- •3.4. Лабораторные работы
- •Общие указания
- •3.5. Практические занятия
- •Общие указания
- •4. БЛОК КОНТРОЛЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
- •Общие указания
- •ЗАДАЧА 1
- •ЗАДАЧА 2
- •ЗАДАЧА 3
- •ЗАДАЧА 4
- •ЗАДАЧА 5
- •ЗАДАЧА 6
- •ЗАДАЧА 7
- •ЗАДАЧА 8
- •ЗАДАЧА 9
- •4.2. Текущий контроль (вопросы для самопроверки, тестовые задания)
- •Тема 1. Репетиционный тест 1
- •Тема 1. Тест 1
- •Тема 2. Репетиционный тест 2
- •Тема 2. Тест 2
- •Тема 3. Репетиционный тест 3
- •Тема 3. Тест 3
- •Тема 4. Репетиционный тест 4
- •Тема 4. Тест 4
- •Тема 5. Репетиционный тест 5
- •Тема 5. Тест 5
- •Тема 6. Тест 6
- •Тема 7. Репетиционный тест 7
- •Тема 7. Тест 3.7
- •Тема 8. Тест 8.
- •Тема 9. Тест 9
- •Тема 10. Репетиционный тест 10
- •Тема 10 Тест 10
- •Тема 11. Тест 11
- •Тема 12. Тест 12
- •Тема 13. Тест 13
- •Тема 14. Тест 14
- •Тема 15. Тест 15
- •Тема 16. Тест 16
|
|
15.7. Пример решения задачи |
|
|||
Пример 15.1. Двигатель постоянного тока |
параллельного |
возбуж- |
||||
дения типа |
2П0132МУХЛ4 имеет следующие |
паспортные данные: UH = |
||||
200 В, IН = 40 А , |
nH = 1000 об/мин , ηН = 0,85 |
. Сопротивления цепей: якоря |
||||
RH = 0,35 Ом, |
возбуждения RB = 123 Ом. |
|
|
|
|
|
Выполнить расчет сопротивления пускового реостата, ограни- |
||||||
чивающего ток |
двигателя на уровне |
2IЯН, |
и |
механической |
харак- |
|
теристики двигателя при изменении тока |
якоря от 0,25 до 1,25 номинального |
|||||
значения. |
|
|
|
|
|
|
Решение
Условноеобозначениедвигателяпостоянного токаспараллельным способом возбужденияприведенонарис. 15.3.
По условию задачи значение тока, потребляемого от питающей сети, из-
вестно.
Определим токи в цепях возбуждения и якоря двигателя. Ток в цепи обмотки возбуждения определяется по закону Ома:
I B U H / RB = 200/123 = 1,6 А.
Токцепи якоряопределяется по уравнениюпервого законаКирхгофа:
I ЯН I H I B = 4 0 - 1 , 6 2 = 38,38 А.
Сопротивление пускового реостата, включаемого в цепь якоря, с целью ограничения тока в момент пуска двигателя вычисляется по формуле
RП (U H / 2I ЯН ) R Я = (200 / 2ּ36,38 ) – 0,35 = 2,25 Ом.
Для расчета механической характеристики двигателя необходимо определить механическую мощность, частоту вращения якоря и потери, имеющие место в двигателе при различных значениях тока якоря. Принимая кратности тока (К) якоря равными 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 и 1,25, выполним расчет требуемых параметров по приведеннымнижеформулам.
Токи в цепях двигателя
I Я КI ЯH ; |
I I Я I B , |
где I B 1.62 А . |
|
Электрическая мощность (Вт), потребляемая двигателем от сети
Р1 = UН I .
Потери мощности в обмотках двигателя (Вт):
а) вцепиякоря |
РЯ = I Я2 RЯ . |
б) в цепи обмотки возбуждения |
РВ = UДIB, |
206
Механическиеимагнитныепотеридвигателя(Вт):
РО Р1Н (1 Н ) ( РЯН РВ ) .
Этипотериявляютсяпостоянными, таккакнезависятоттока. Сумма всех потерь (Вт):
Р РЯ РВ РО .
Механическая мощность двигателя (Вт):
Р2 = Р1 Р.
Частота вращения якоря (об/мин):
n n H (U H I Я R Я ) /(U H I ЯН R Я ),
Вращающий момент, на валу двигателя:
М2 = 9,55 Р2 / n .
Результаты расчета по приведенным выше формулам представлены в виде табл. 15.1.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 15.1 |
|
IЯ |
I |
Р1 |
Ря |
РВ |
Ро |
Р2 |
n |
М |
А |
А |
Вт |
Вт |
Вт |
Вт |
Вт |
об/мин |
Нּм |
10 |
11,62 |
2324 |
35 |
324 |
360 |
1605 |
1053 |
11,56 |
20 |
21,62 |
4324 |
140 |
324 |
360 |
3500 |
1034 |
32,33 |
30 |
31,62 |
6324 |
315 |
324 |
360 |
5325 |
1015 |
50,10 |
40 |
41,62 |
8324 |
560 |
324 |
360 |
7080 |
997 |
67,82 |
5О |
51,62 |
10324 |
875 |
324 |
360 |
8765 |
978 |
85,59 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
207
А2
RВ
RП
А1
V
n
Рис. 15.3. Схема включения двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением
Механическая мощность двигателя (Вт):
Р2 = Р1 Р.
Частота вращения якоря (об/мин):
n n H (U H I Я R Я ) /(U H I ЯН R Я ).
Вращающий момент на валу двигателя
М2 = 9,55 Р2 / n .
Вопросы для самопроверки
1.Каковы конструктивные особенности машин постоянного тока (МПТ)?
2.Перечислите классификацию машин по способу возбуждения.
3.Укажите характеристики МПТ и какие параметры машины можно по ним определить?
4.Укажите, в каких случаях применяют генератор с той или иной схемой возбуждения?
5.Как выполняют пуск МПТ?
6.Как регулируют скорость МПТ?
7.Укажите недостатки и достоинства различных способов регулирования.
208