Основные теоретические сведения к задаче №1

ОБЩАЯ ЭЛЕТРОТЕХНИКА

И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

 

Элементы теории и задачи

к контрольной работе

 

 

Учебно-методическое пособие для студентов

строительных специальностей

 

Под общей редакцией

И.Г. Заборы

 

 

 

УДК 621.3: 696 (75)

ББК 31.21

Э 45

Общая электротехника и электроснабжение. Элементы теории и задачи к контрольной работе: Учебно-методическое пособие для студентов строительных специальностей / Под общ. ред. И.Г. Заборы. – М.: Изд-во МИСИ–МГСУ, 2015. 90 с.

 

Авторский коллектив:

 

К.Я. Вильданов, д-р техн. наук, проф.;

И.Г. Забора, канд. техн. наук, доц.;

Р.О. Чернов канд. техн. наук, доц.

Московский государственный строительный университет

 

 

Представлены краткие теоретические положения по основам электротехники и электроснабжения совместно с предлагаемыми задачами, приведены справочные сведения о системе единиц СИ, различных типах электрооборудования, выбираемых при решении задач, а также контрольные задачи и вопросы по теме.

 

Пособие предназначено для студентов заочной формы обучения строительных профилей подготовки, обучающихся по новым Федеральным государственным образовательным стандартам по программам бакалавриата и специалитета.

 

 

МИСИ–МГСУ, Издательство, 2015

Авторский коллектив, 2015

ВВЕДЕНИЕ

Современный строительный комплекс невозможно представить без использования электроэнергии и электрооборудования, преобразующего ее в другие виды энергии: механическую, тепловую, световую и другие.

Без электроэнергии не возможно современное строительное производство и все основные системы функционирования городского хозяйства: электрический транспорт, тепло-, водо- и газоснабжение, жилищно-коммунальное хозяйство.

Современная электротехника и как наука, и как промышленная отрасль настолько обширна и разнообразна, что представить ее в небольшом учебном курсе практически невозможно. Задача студентов строительных специальностей заключается в другом: освоить основные законы и расчетные соотношения электротехники, иметь ясное представление об устройстве, принципе действия и основных свойствах электротехнических устройств, имеющих важное значение в строительном производстве и коммунальном хозяйстве. Суть электротехнической подготовки выпускников-бакалавров и специалистов сводится к умению ясно и четко формулировать для коллег инженеров-электриков проблемы и задачи, связанные с использованием электроэнергии и электрооборудования в строительном комплексе на стадиях проектирования, эксплуатации и ремонта.

Настоящее учебно-методическое пособие предназначено для студентов строительных специальностей разных профилей подготовки, изучающих курсы «Общая электротехника и электроснабжение», «Электротехника и электроника», «Электрооборудование подъемно‐ транспортных, строительных, дорожных средств и оборудования» и др. в соответствии с учебными программами МГСУ в рамках бакалавриата и специалитета.

В пособии приводятся основные теоретические положения конкретно к каждой задаче, контрольные задания, включающие методические материалы и сами задачи с исходными данными, справочные сведения и контрольные вопросы, ответы на которые студент должен знать для успешного решения задач.

Номера задач, выполняемых студентами МГСУ разных направлений и профилей подготовки при изучении ими различных электротехнических дисциплин, приведены в таблице 1.1.

 

РАЗДЕЛ 1. КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

1.1. Указания к порядку выполнения контрольной работы

Контрольная рачетно-графическая работа по электротехнике включает различные задачи по разделам курса «Общая электротехника и электроснабжение»: электрические цепи постоянного и переменного тока, электрические машины и трансформаторы, электропривод и электроснабжение, а также задачи по другим разделам электротехники.

Номер варианта контрольной работы соответствует последней цифре учебного шифра в зачетке студента. Номера задач, выполняемых студентами МГСУ разных профилей подготовки при изучении ими различных электротехнических дисциплин, приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Дисциплина	Профиль подготовки (специальность)	Курс	Номера задач
Общая электротехника и электроснабжение	ВиВ, ТГВ, ПГС, ПСК, ЭУН, АД, ГСХ,	2, 3	2, 3, 6, 7, 9, 10
Мех. обр., МиАС	2, 3	1, 2, 3, 4, 5 6, 7, 8, 9, 10
Электротехника и электроника	ИЗОС	2, 3	1, 2, 3, 5, 7, 10
Основы электротехники и электроники	ПТСДМ		1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
Электротехника и промышленная электроника	ХТ	2, 3	1, 2, 3, 4, 5, 7
Электротехника	ТХО	2, 3	1, 2, 3, 4, 5, 6

 

Прежде чем приступить к выполнению работы, студент должен изучить соответствующие разделы в рекомендуемых учебниках и учебных пособиях (см. список литературы). Вместе с тем, при решении задач он должен воспользоваться краткими теоретическими сведениями, которые приведены для каждой задачи.

Использование студентами вычислительных средств значительно сокращает затраты времени на расчетные работы. В этих целях для каждой задачи приведен алгоритм решения задачи, представленный в виде блок-схемы. На основании блок-схемы алгоритма студент может проверить правильность решения задачи, а также составить простые программы расчета задач на любом доступном алгоритмическом языке с последующей реализацией их на персональном компьютере (ПК). Предложенные алгоритмы могут быть использованы студентами и для ручного счета с помощью обычного или компьютерного калькулятора.

При выполнении работ следует пользоваться Международной системой измерения СИ.

Для решения задач необходимо составить электрические схемы, которые позволяют понять сущность задач и облегчить их решение. Схемы должны выполняться в соответствии с требованиями ЕСКД и ГОСТов.

Схемы должны включать все элементы данной электрической цепи: активные и реактивные сопротивления, электрические машины и аппараты, соединительные провода и др., для изображения которых надо пользоваться действующими условными обозначениями. Студент может также воспользоваться рисунками электрических схем, приводимых для каждой задачи.

На схемах наносят буквенные обозначения токов, напряжений, электродвижущих сил, сопротивлений; направления токов, протекающих по отдельным участкам цепи, указывают стрелками. Схемы выполняют ручкой или карандашом по линейке (лучше – трафаретной линейке) и приводят их в месте решения соответствующей задачи.

Векторные диаграммы необходимо чертить на миллиметровой бумаге или листах тетради в клетку в достаточно крупном масштабе с обязательным указанием выбранных масштабов отдельно для токов (m_I = Х, А/см) и напряжений (m_U = У, В/см). Масштабы выбираются по правилам, изложенным в разделе 1.4 методических указаний учебного пособия [2].

Направления векторов должны быть указаны стрелками. Каждый вектор должен иметь буквенное обозначение. При выполнении векторных диаграмм для трехфазных систем векторы токов и напряжений должны иметь обозначение фаз, например: I_A, I_CA, U_B, U_BC и т.д.

Графики выполняют карандашом на миллиметровой бумаге, или бумаге в клетку. Вдоль осей координат наносят масштабные шкалы, деления которых должны быть равномерными. Числовые значения надписывают против делений шкалы.

Вычерчивать электрические схемы, векторные диаграммы и иные построения следует или при помощи чертежного инструмента, или на ПК с помощью любой подходящей программы (AutoCAD, «рисовалка» в MS Word, MS Excel и др.).

Контрольная работа должна содержать:

- полное текстовое условие задачи с данными, соответствующими варианту задания;

- электрическую схему и подробное решение с объяснениями и необходимыми графическими построениями;

- письменные ответы на поставленные теоретические вопросы;

- список использованной литературы;

- заполненный титульный лист с подписью студента и датой выполнения работы.

Выполнение перечисленных указаний наряду с правильным решением задач являются обязательным условием для зачтения контрольной работы.

 

1.2. Задачи к контрольной работе
с краткими теоретическими сведениями

Задача № 1
Расчет электроснабжения стройплощадки постоянным током

Условие задачи 1

Для обеспечения питания в пределах строительной площадки специального электрооборудования постоянным током используется передвижная электростанция с приводным дизельным двигателем и генератором постоянного тока с параллельным возбуждением.

К генератору через двухпроводную линию электропередачи длиной l_л подключено электрооборудование.

Длина двух соединительных проводов линии – 2l_л, их сечение – S. Напряжение в конце двухпроводной линии – U₂, внутреннее сопротивление генератора R₀ = 0, 1 Ом (одинаковое для всех вариантов). На напряжение U₂включены параллельно соединенные электродвигатель, потребляющий ток I_Д и группа одинаковых нагревательных приборов, которые вместе потребляют ток I. Число нагревательных приборов – п, мощность каждого нагревательного прибора – Р_Н1.

Требуется:

1. Начертить (скопировать) электрическую схему и схему замещения заданной цепи (см. рис. 1.1 и рис. 1.2).

2. Определить:

2.1. Мощность, потребляемую электродвигателем Р_Д при заданном токе двигателя I_Д.

2.2. Мощность группы нагревательных приборов Р_Н.

2.3. Ток группы нагревательных приборов I_Н.

2.4. Ток в линии I_Л, сопротивление двухпроводной линии R_Л и падение напряжения в линии электропередачи U_Л.

2.5. Напряжение на внутреннем сопротивлении генератора U₀, напряжение на выходе генератора U_Г и ЭДС генератора Е.

2.6. Плотность тока в проводах линии j_Л.

2.7. Мощность, потребляемую нагрузкой Р₂ и общую потребляемую мощность Р₁ с учетом потерь в линии электропередачи Р_Л.

2.8. Коэффициент полезного действия η системы электроснабжения постоянным током установленного электрооборудования.

2.9. Электроэнергию, вырабатываемую генератором за 30 суток при 10-и часовой работе в сутки.

3. Рассчитать величину напряжения в конце линии U^'₂ после отключения электродвигателя.

4. Чему станет равно напряжение в конце линииU^''₂ при полном отключении нагрузки и работающем генераторе?

5. Ответить письменно на вопрос: «Как влияет величина мощности нагрузки на напряжение питания самой нагрузки? »

Исходные данные к задаче приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Исходные данные	Вариант задачи
Мощность одного нагревательного прибора РН1, кВт	2, 2	4, 4	6, 6	0, 66	1, 1	2, 2	0, 4	0, 55	1, 1	0, 55
Число нагревательных приборов n
Напряжение в конце линии U2, В
Ток двигателя Iд, А
Длина линии lл, м
Сечение провода S, мм2								16
Материал провода: медь алюминий	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+

 

Примечание.

Удельные сопротивления провода из меди:

;

провода из алюминия:

.

Условие задачи 2

Для обеспечения индуктивного нагрева малогабаритных железобетонных изделий сложной конфигурации применяется индуктор в виде катушки индуктивности без сердечника, выполненной из провода с электрическим сопротивлением R. При включении индуктора в сеть переменного тока с частотой f = 50 Гц и действующим значением напряжения U ток в катушке имеет действующее значение I₁ (см. табл. 1.2).

Исходные данные к задаче представлены в табл. 1.3.

 

Таблица 1.3.

Исходные данные	Вариант задачи
Напряжение питания U, В
Потребляемый ток I1, А
Активное сопротивление индуктора R, Ом
Емкостное сопротивление конденсатора Хс, Ом

 

Часть 1.

Требуется:

1.1. Для указанных условий начертить (скопировать) эквивалентную схему замещения катушки индуктивности, включенной на переменное напряжение (см. рис. 1.3, а).

1.2. Определить полное сопротивление катушки Z_K и ее индуктивное сопротивление X_L.

1.3. Рассчитать индуктивность катушки L (в миллигенри – мГн) и коэффициент мощности катушки cosφ ₁.

1.4. Рассчитать падения напряжений U_R и U_L на активном R и индуктивном X_L сопротивлениях катушки.

1.5. Определить активную мощность P₁, реактивную мощность Q₁ и полную мощность S₁ катушки индуктивности.

1.6. Для катушки индуктивности построить в масштабе векторную диаграмму с указанием фазового угла φ ₁.

Часть 2.

Для изменения энергетических характеристик индуктора параллельно его обмотке подключают конденсатор С с емкостным сопротивлением Х_С.

Требуется:

2.1. Начертить (скопировать) электрическую схему включения катушки параллельно конденсатору (рис. 1.3, б).

2.2. Определить ток I_C протекающий по конденсатору.

2.3. Рассчитать ток I₂, потребляемый этой цепью и коэффициент мощности цепи cosφ ₂.

2.4. Определить относительное уменьшение тока, потребляемого цепью I₂/I₁ при включении конденсатора.

2.5. Определить активную Р₂, реактивную Q₁ и полную S₁ мощности этой цепи.

2.6. Построить в масштабе векторную диаграмму и треугольник мощностей для данной цепи, совмещенный с треугольником мощностей для случая катушки без конденсатора.

2.7. Ответить письменно на вопросы:

· Как влияет на коэффициент мощности цепи параллельное подключение конденсатора к индуктивной нагрузке?

· Зачем необходимо повышать коэффициент мощности электроустановки, имеющей активно-индуктивный характер нагрузки?

Часть 3.

Обмотку индуктора и конденсатор соединяют последовательно.

Требуется:

3.1. Начертить (скопировать) электрическую схему последовательного соединения катушки индуктивности и конденсатора (см. рис. 1.3, в).

3.2. Определить полное сопротивление Z₃ и ток I₃ в цепи.

3.3. Рассчитать падения напряжения U'_R, U'_L, U'_C на участках цепи.

3.4. Построить в масштабе векторную диаграмму для данной цепи.

 

а) б) в)

Рис. 1.3. Эквивалентные схемы замещения к задаче №2

а – катушка индуктивности (индуктор); б – катушка индуктивности с параллельно включенным конденсатором; в – катушка индуктивности с последовательно включенным конденсатором

Задача № 3

Задача № 4

Расчет повышения коэффициента мощности электроустановки
с трехфазными асинхронными двигателями

Условие задачи

К трехфазной линии с напряжением U_Ли частотой f = 50 Гц подсоединена электроустановка в виде группы трехфазных асинхронных электродвигателей, потребляющих активную мощность Р при коэффициенте мощности cosφ ₁. Чтобы повысить коэффициент мощности установки с cosφ ₁ до cosφ ₂ параллельно фазам двигателей подсоединены три батареи компенсирующих конденсаторов, соединенных в одном случае по схеме «звезда», а в другом – по схеме «треугольник» (см. рис.1.7).

Исходные данные к задаче представлены в табл. 1.5.

Таблица 1.5

Исходные данные	Вариант задачи
Напряжение линии Uл, В
Мощность, потребляемая двигателями Р, кВт
cos1(до компенсации)	0, 71	0, 74	0, 78	0, 82	0, 78	0, 71	0, 82	0, 82	0, 74	0, 82
cos2(после компенсации)	0, 95	0, 96	0, 95	0, 95	0, 95	0, 96	0, 95	0, 95	0, 96	0, 95

Требуется:

1. Начертить (скопировать) схемы включения асинхронных электродвигателей и компенсирующих конденсаторов при соединении их звездой и треугольником.

2. Рассчитать полную мощность установки до компенсации S₁ и после компенсации S₂.

3. Рассчитать реактивную мощность установки до компенсации Q₁ и после компенсации Q₂.

4. Определить реактивную емкостную мощность компенсирующих конденсаторов Q_С.

5. Определить емкость C_Y конденсаторов, которые надо включить по схеме соединения звездой параллельно двигателям, чтобы повысить коэффициент мощности с cosφ ₁ до cosφ ₂.

6. Определить емкость конденсаторов C_D при подключении их по схеме соединения треугольником.

7. Выбрать тип и номиналы компенсирующих конденсаторов при условии их соединения треугольником (см. приложение 2).

8. Построить в одном масштабе два треугольника мощностей до и после компенсации, совмещенных на одном катете активной мощности Р. На построенном треугольнике обозначить углы сдвига фаз φ ₁ и φ ₂, полные мощности S₁ и S₂, реактивные мощности Q₁ и Q₂ и реактивную емкостную мощность Q_С, компенсирующих конденсаторов.

9. Ответить письменно на вопрос: «Какие способы повышения коэффициента мощности применяются в промышленности? »

Задача № 5

Расчет трехфазного асинхронного двигателя
для центробежного насоса в системе водоснабжения

Условие задачи

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором приводит во вращение центробежный насос в системе водоснабжения. Двигатель подключен к трехфазному линейному напряжению сети U_Л промышленной частоты f = 50 Гци имеет следующие данные:

• число полюсов 2р;
• номинальная полезная мощность (мощность на валу) Р_2Н;
• номинальная частота вращения ротора п_2Н;
• коэффициент полезного действия(КПД) в номинальном режиме работы – η _Н;
• коэффициент мощности в номинальном режиме cosφ _Н;
• кратность пускового тока К_I = I_П/I_1Н;
• кратность максимального момента (перегрузочную способность) К_М = М_М/М_Н;

· кратность пускового момента К_П = М_П/М_Н.

Требуется:

1. Определить:

· мощность Р₁потребляемую двигателем;

· частоту вращения поля статора п₁;

· номинальное скольжение S_Н;

· номинальную угловую частоту вращения ротора w_2Н;

· номинальный ток I_1Н и пусковой ток I_П;

· номинальный момент М_Н, пусковой момент М_П и максимальный момент М_М;

· критическое скольжение S_КР;

· моменты М_i для расчетных величин скольжения S_i.

2. Построить механическую характеристику двигателя М(S).

3. Начертить (скопировать) принципиальную схему включения трехфазного асинхронного двигателя в трехфазную сеть при помощи нереверсивного магнитного пускателя. На схеме показать кнопки управления (пуск и стоп) и элементы защиты.

4. Ответить письменно на вопрос: «В каком диапазоне моментов и скольжений находится устойчивая часть механической характеристики асинхронного двигателя для данного варианта? ».

Исходные данные к данной задаче представлены в табл. 1.6.

Таблица 1.6

Исходные данные	Вариант задачи
Напряжение питания двигателя U1 = UЛ, В
Номинальная полезная мощность двигателя (на валу) Р2Н, кВт
Номинальная частота вращения двигателя n2Н, об/мин
Число полюсов 2р
КПД двигателя при номинальном режиме работы Н, %
Коэффициент мощности двигателя при номинальном режиме работы cosН	0, 88	0, 88	0, 9	0, 89	0, 87	0, 9	0, 9	0, 9	0, 86	0, 84
Кратность пускового тока двигателя Iп/Iн
Перегрузочная способность двигателя ММ/Мн	2, 2		2, 2	1, 8	1, 7	2, 2	2, 2	2, 2	1, 8	1, 7
Кратность пускового момента двигателя Мп/Мн	1, 2	1, 1	1, 1	1, 1	1, 1				1, 2	1, 2

 

 

Задача № 6

Условие задачи

В известковом цехе завода силикатного кирпича установлено следующее оборудование: дробилки, механизмы непрерывного транспортирования, дымососы, насосы и др.

Установленные номинальные мощности электродвигателей вышеуказанных механизмов соответственно равны Р₁, Р₂, Р₃, коэффициенты спроса – К_С1, К_С2, К_С3, коэффициенты мощности – cosφ ₁, cоsφ ₂, cosφ ₃. Кроме этого в цехе используется освещение с общей установленной мощностью светильников Р₄ с коэффициентом спроса К_С4.

Исходные данные к данной задаче представлены в табл. 1.8.

Таблица 1.8

Исходные данные	Вариант задачи
Установленные мощности, кВт: Р1 Р2 Р3 Р4
Коэффициенты спроса: Кс1 Кс2 Кс3 Кс4	0, 8 0, 75 0, 85 0, 9	0, 85 0, 7 0, 8 0, 9	0, 75 0, 75 0, 85 0, 95	0, 85 0, 75 0, 95	0, 75 0, 8 0, 7 0, 85	0, 7 0, 8 0, 75 0, 85	0, 85 0, 7 0, 8 0, 9	0, 7 0, 75 0, 85 0, 9	0, 85 0, 7 0, 8 0, 95	0, 75 0, 8 0, 7 0, 95
Коэффициенты мощности: cos1 cos2 cos3	0, 74 0, 75 0, 79	0, 74 0, 75 0, 75	0, 75 0, 77 0, 82	0, 77 0, 72 0, 81	0, 76 0, 8 0, 79	0, 8 0, 81 0, 83	0, 81 0, 72 0, 7	0, 82 0, 76 0, 8	0, 83 0, 78 0, 7	0, 79 0, 81 0, 74

Требуется:

1. Начертить (скопировать) упрощенную однолинейную электрическую схему цеховой подстанции и электроприемников цеха.

2. Определить суммарную активную мощность SР и суммарную реактивную мощность SQ электроприемников цеха завода.

3. Рассчитать полную мощность S_Р, потребляемую электрооборудованием цеха.

4. Определить значение установленной полной мощности цеховой трансформаторной подстанции S_У с учетом среднего коэффициента загрузки К_{З, ср}.

5. Выбрать номинальную мощность трансформатора S_{ТР, н} и его марку.

6. Рассчитать фактический коэффициент загрузки К_{З, ф} и сравнить его с установленными пределами этого коэффициента.

7. Определить расход активной электроэнергии W за один месяц круглосуточной работы цеха.

Задача № 7

Расчет полупроводникового выпрямителя
для питания электроинструмента постоянного тока

Условие задачи

Рассчитать выпрямитель на полупроводниковых диодах, предназначенный для питания от сети переменного тока с действующим значением фазного напряжения U= 220 вольт электрифицированного инструмента, работающего на постоянном токе. Заданы следующие величины:

· величина среднего значения выпрямленного напряжения на нагрузке U₀, В;

· амплитуда первой гармоники пульсации выпрямленного напряжения на нагрузке U_1m, В;

· сопротивление нагрузки R_Н, Ом.

Исходные данные к данной задаче представлены в табл. 1.9.

Таблица 1.9

Исходные данные	Вариант задачи
Среднее значение выпрямленного напряжения U0, В
Амплитуда первой гармоники пульсации U1m, В
Сопротивление нагрузки Rн, Ом

 

Требуется:

1. Рассчитать коэффициент пульсаций К_П выпрямленного напряжения.

2. По рассчитанному коэффициенту пульсаций К_П выбрать и начертить (скопировать) схему выпрямителя в соответствии с данными табл. 1.10.

3. Определить среднее значение выпрямленного тока нагрузки I₀и диода I_Д, а также величину обратного напряжения на диоде U_обр.

4. Рассчитать действующее значение фазного напряжения на входе выпрямителя U_Ф.

5. Пользуясь данными расчета, и табл. 1.11 определить тип полупроводниковых диодов, используемых в выбранной схеме выпрямителя.

6. Определить коэффициент трансформации К_Т трансформатора.

7. Изобразить временные диаграммы переменного напряжения на входе выпрямителя u_Фи выпрямленного напряжения на нагрузке u_Н, а также среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке U₀для выбранной схемы выпрямления.

8. Письменно ответить на вопросы:

- «В чем преимущественно схемы выпрямителя с сглаживающим фильтром по сравнению со схемой того же выпрямителя без фильтра? »;

- «В чем преимущества схем двухполупериодных выпрямителей по сравнению с однополупериодными? »

Таблица 1.10

Схема выпрямления	Параметры
Коэффициент пульсаций КП	Среднее значение выпрямленного напряжения на нагрузке U0	Среднее значение тока через диод IД	Обратное напряжение на диоде Uобр
Однофазная однополупериодная	1, 57	0, 45UФ	I0	pU0
Однофазная двухполупериодная со средней точкой трансформатора	0, 67	0, 9UФ	I0/2	pU0
Однофазная двухполупериодная мостовая	0, 67	0, 9UФ	I0/2	0, 5pU0
Трехфазная однополупериодная с нулевой точкой	0, 25	1, 17UФ	I0/3	2U0
Трехфазная двухполупериодная мостовая	0, 05	2, 34UФ	I0/3	U0

 

Условие задачи

Рассчитать мощность и выбрать по каталогу трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором для повторно-кратковременного режима работы в крановой установке. Нагрузка, приведенная к валу электродвигателя, задана циклограммой в виде графика зависимости М = f(t)(рис. 1.14).

Заданы следующие величины:

· моменты нагрузки М₁, М₂, М₃, М₄, Нм по нагрузочной диаграмме (см. рис. 1.14);

· время работы под нагрузкой t₁, t₂, t₃, t₄, с;

· время пауз t₀₁ и t₀₂, с;

· номинальная частота вращения вала электродвигателя nн, об/мин.

Исходные данные к данной задаче представлены в табл. 1.12.

Таблица 1.12

Исходные данные	Вариант задачи
Момент нагрузки, Нм: М1 М2 М3 М4
Время работы под нагрузкой, с t1 t2 t3 t4
Время пауз, с: t01 t02
Частота вращения вала nН, об/мин

 

 

Требуется:

1. Для заданного варианта начертить нагрузочную диаграмму
М = f(t) электродвигателя крановой установки, соблюдая масштабы по осям ординат (время–момент).

2. Определить время цикла t_Ц работы электродвигателя и относительную продолжительность включения (ПВ) двигателя в процентах.

3. Рассчитать эквивалентный момент вращения М_Э (Нм)и эквивалентную мощность Р_Э (кВт) электродвигателя.

4. Определить расчетную мощность электродвигателя Р_Р для повторно-кратковременного режима работы при стандартной продолжительности включения ПВ_С = 40%.

5. Выбрать по каталогу тип кранового электродвигателя по расчетной мощности Р_Р для режима ПВ = 40% с учетом номинальной частоты вращения nн(см. приложение 4).

6. Произвести проверку выбранного двигателя по пусковому моменту М_П с учетом максимального момента нагрузки М_{М, С} и заданной номинальной частоты вращения nн.

7. Письменно ответить на вопрос: «Какие методы существуют для выбора мощности электродвигателей при повторно-кратковременном режиме работы? »;

Задача № 9.

Расчет электродвигателя постоянного тока
для электропривода строительного подъемника

Условие задачи

Рассчитать электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением для электропривода строительного подъемника.

Заданы следующие величины:

· Напряжение питания U = 220 В;

· Номинальный ток двигателя I_Н, А;

· Номинальная частота вращения n_Н, об/мин;

· Сопротивление обмотки якоря R_Я;

· Добавочное пусковое сопротивление R_Д;

· Сопротивление цепи возбуждения R_В.

Исходные данные к данной задаче представлены в табл. 1.12.

Таблица 1.12

Исходные данные	Вариант задачи
Номинальный ток двигателя Iн, А						10, 5	15, 7
Номинальная частота вращения nн, об/мин
Ток холостого хода I0, А		5, 5		7, 5		1, 2	1, 7	2, 5
Сопротивление цепи якоря RЯ, Ом	0, 2	0, 17	0, 12	0, 10	0, 06		1, 3	0, 77	0, 6	0, 32
Добавочное пусковое сопротивление RД, Ом		0, 85	0, 6	0, 5	0, 5		6, 5	3, 8		1, 6
Сопротивление цепи возбуждения Rв, Ом

 

Требуется:

1. Для заданного варианта начертить (скопировать) электрическую схему пуска двигателя в функции времени.

2. Определить:

· ЭДС якоря Е_Я;

· Токи возбуждения I_В и якоря I_Я в номинальном режиме;

· Номинальный вращающий момент М_Н, номинальную полезную мощность Р_2Н, номинальную потребляемую мощность Р_1Н;

· КПД двигателя в номинальном режиме η _Н;

· Частоту вращения ненагруженного двигателя n_0;

· Угловые коэффициенты естественной b и искусственной b₀ механической характеристики;

· Пусковой момент М_П и кратность пускового момента К_П;

· Начертить естественную и искусственную механические характеристики.

3. Письменно ответить на вопрос: «Какая разница между естественной и искусственными механическими характеристиками двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением? »

Условие задачи 10

Произвести расчет освещения производственного помещения.

Определить число светильников с люминесцентными лампами для общего освещения производственного помещения и выбрать их тип. Напряжение сети U = 220 В. Номинальный ток защитных аппаратов не должен превышать 20 А.

12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СОРЕВНОВАНИЯХ
2. I. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ВНЕШНЕЙ ПОЛИТИКИ
3. I. Основные параметры цунами
4. I. Основные теоретические сведения
5. I. Основные этапы становления и развития физической культуры в России и зарубежных странах
6. I. Рабочее тело и параметры его состояния. Основные законы идеального газа.
7. I. СВЕДЕНИЯ О ПРОВОДИМОМ АУКЦИОНЕ В ЭЛЕКТРОННОЙ ФОРМЕ
8. II. Основные положения по организации практики
9. II. Основные цели и задачи Совета
10. III. Краткие теоретические сведения
11. III. Основные функции и полномочия Управления
12. VI. Краткие теоретические сведения.