Задание для домашней подготовки

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

(часть1)

Методические указания

по выполнению лабораторных работ

для студентов направления 6.050702 "Электромеханика"

специальности

«Электромеханические системы автоматизации электропривод»

направления 6.070104 «Морской и речной транспорт»

специальности

«Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики»

дневной и заочной форм обучения

Керчь, 2013 г.

УДК 621.3

Составитель: Безменникова Л. Н. к.т.н.,доцент кафедры "Электрооборудование судов и автоматизация производства" (ЭСиАП) Керченского Государственного морского технологического университета (КГМТУ);

Рецензент: Голиков С.П., к.т.н. доцент кафедры ЭСиАП КГМТУ

Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры

ЭСиАП КГМТУ протокол № _от _______________.

Методические указания утверждены и рекомендованы к публикации на заседании методической комиссии МФ КГМТУ,

протокол № __________ от _______.2013 г.

ã Керченский государственный морской

технологический университет, 2012 г.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Данные методические указания по выполнению лабораторных работ предназначены для студентов, изучающих курс «Электрические машины» на дневной и заочной формах обучения и являются первой частью лабораторного практикума, рассчитанного согласно учебному плану на 14 часов.

В первой части представлены лабораторные работы по темам: «Силовые трансформаторы» и «Асинхронные электрические двигатели».

ПРАВИЛА

Выполнения экспериментальных исследований по дисциплине

«Электрические машины»

1. Экспериментальные исследованияпо курсу"Электрические машины" выполняются фронтально бригадами в составе 3-4 человек.

2. Студенты, которые не подготовились к экспериментальному исследованию, не допускаются к его выполнению.

3. По каждому экспериментальному исследованию студент оформляетотчет.

4. Структура отчета экспериментального исследования приведена в методических указаниях.

5. Указания для построения графиков:

5.1. Графикидолжны бать, выполнены на миллиметровке или налистах в клеточку.

5.2. При построении графиков масштаб выбирается таким образом, чтобы построениеразместилось на площади не менше 100х100 мм.

5.3. Масштабы для величин, которые откладываются по оси абсцисс и оси ординат, могут быть разными, однако необходимо, чтобы в масштабной единице (в 1 мм или в одной клеточке сетки) находилось целое число этих величин. Например, такие числа, как 1∙ 10n, 2∙ 10n, 5∙ 10n, где n - любое целое число.

5.4. Графикимогут выполняться карандашом, но обязательно с использованием чертежных принадлежностей. Если на одном рисункенаносятся несколько графиков, то они вычерчиваются карандашами разного цвета. Вдоль координатныхосей наносятся масштабные шкалы, разметка которых должна быть равномерной.

5.5. После нанесения экспериментально полученных точек, используялинейку или лекало, проводится плавная линия таким образом, чтобы она проходила, возможно, ближе к полученным точкам, которые должны быть на графике оставлены.

6. Оформленный отчет экспериментального исследования должен быть защищен каждым студентом.

7. Принципиальныесхемы исследуемых электрических цепей могут выполняться карандашом, но обязательно с использованием чертежных принадлежностей и условных обозначений элементовцепи и электрических величин, предусмотренныхЕСКД.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛАБОРАТОРНИХ РАБОТ

УКАЗАНИЯ

По технической безопасности при выполнении

Экспериментальных исследований

Учебно-лабораторные стенды в лаборатории электрических машин относятся к действующим электроустановкам, отдельные элементы находяться под напряженим 220 – 380 В. Поэтому при выполнении экспериментальных исследованийподисциплине"Электрические машины" необходимо придерживаться требований, изложенных в "Правилах технической эксплуатации электроустановок потребителей" и "Правилах техники безопасности при эксплуатации электропотребителей".

1. Студенты, которые впервые приступают к выполнениюэкспериментальных исследований проходять первичный инструктаж по технике безопасности с отметкой в журнале регистрации инструктажей. Инструктаж проводит преподаватель, проводящий лабораторные работы. Студенты, которые не прошли инструктаж по технике безопасностикэкспериментальным исследованиям не допускаются.

2. Присоединение рабочей схемы к электрической сети без разрешения преподавателя или лаборанта категорически запрещается.

3. Обзор, подтяжку контактов, замену элементов экспериментальной установки делать только при снятом напряжении, для чего необходимо выключить автоматический выключатель, через который подается питание.

4. После присоединения рабочей схемы к сети запрещается прикасатьсядо оголенных токоведущих частей.

5. После любого изменения в рабочей схеме, включение ее опять под напряжение может выполняться только с разрешенияпреподавателя или лаборанта.

6. Категорически запрещается оставлять без надзора лабораторную установку, которая находится под напряжением.

7. Проверку наличия напряжения, подведенного к схеме, дозволяется делать только с помощью соответствующих приборов.

8. При выявлении неисправного состояния оборудования, аппаратов, измерительных приборов, соединительных проводников необходимо немедленно отключить схему от сети и известить об этом преподавателя или лаборанта.

9.В случае прекращения опыта или перерыва в работе необходимо обязательно отключить установку от электрической сети.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

«ИСПЫТАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА»

Цель работы:освоение методики определенияпараметров схемы замещения, потерь активной мощности, коэффициента трансформации по данным опытов холостого хода и короткого замыкания.

Программа работы

Ø Уяснить цель работы.

Ø Выполнить задания для домашней подготовки.

Ø Выполнить экспериментальные исследования.

Ø Обработать результаты экспериментальных исследований, сделать вывод.

Ø Составить отчет.

Ø Ответить на контрольные вопросы.

Ø Защитить отчет.

Задание для домашней подготовки

1.1.1 Подготовить теоретический материал по теме «Однофазные трансформаторы»[1, 2, 3].

1.1.2 Составить схему электрическую принципиальную экспериментальной установки, подготовить таблицы для записи показаний приборов, подготовиться к ответам на контрольные вопросы.

Описание схемы электрической принципиальной.

Схема электрическая принципиальная состоит из однофазного трансформатора (Т); нагрузочного реостата (R2); лабораторного автотрансформатора (АТ); электроизмерительных приборов: для измерения силы тока в первичной цепи – амперметр (рА1), для измерения силы тока во вторичной цепи – амперметр (рА2); для измерения напряжения на зажимах первичной цепи – вольтметр (рV1), для измерения напряжения на зажимах вторичнойцепи – вольтметр (рV2); для измерения активной мощности, которую потребляет трансформатор из сети – ваттметр (рW). Для коммутации электрической цепи предусмотрены однополюсные переключатели: S1.1 – для включения трансформатора на пониженное напряжение в опыте короткого замыкания; S1.2 – для замыкания на коротко вторичной цепив опыте короткого замыкания; S2 – для размыкания вторичной цепи в опыте холостого хода. Для включенияустановкипредусмотрен автоматический выключатель (QF).

Рисунок 1.1 – Схема электрическая принципиальная экспериментальной установки.

Программа работы

1.2.1 Ознакомьтесь с устройством испытуемого трансформатора и запишите его паспортные данные, определите цену делений измерительных приборов, используемых в опытах.

1.2.2 Выполните опыт холостого хода (I₂ = 0). Для этого разомкните переключатель S2 (вторичная цепь разомкнута),подайте питание на схему, замкнув автоматический выключатель QF. Установите номинальное напряжение на зажимах первичной цепи (U₁ = U_1н).

1.2.3 Показания приборов запишите в таблицу1.1.

Таблица 1.1– Результаты опыта холостого хода

В таблице 1 приведено:

U_1х,U_2х – напряжения на зажимах, соответственно первичной и вторичной цепей, В;

I_1х, I_2х– сила тока в первичной и вторичной цепях, А;

P_1х=Р_х– активная мощность, потребляемая трансформатором из сети в режиме холостого хода, номинальные потери в стали, Вт;

cosφ_х – коэффициент мощности;

k – коэффициент трансформации;

Ζ_м–   полное сопротивление намагничивающего контурасхемы

замещения трансформатора, Ом;

R_м–активное сопротивление намагничивающего контурасхемы замещения трансформатора, Ом;

Х_м– реактивное сопротивление намагничивающего контурасхемы замещения трансформатора, Ом.

1.2.4 Выполните опыт короткого замыкания (Ζ₂ = 0). Для этого замкните переключателиS1 и S2 (вторичная цепь замкнута накоротко),подайте питание на схему, замкнув автоматический выключатель QF. Установите пониженное напряжение на зажимах первичной цепи (U₁ = (5…10%)U_1н). При этом токи впервичной и во вторичной цепях будут номинальным (I_1к = I_1н; I_2к = I_2н).

1.2.5 Показания приборов запишите в таблицу1.2.

Таблица 1.2– Результаты опыта короткого замыкания

В таблице 2 приведено:

U_1к,U_2к – напряженияна зажимах, соответственно первичной и вторичной цепей, В;

I_1к, I_2к– сила тока в первичной и вторичной цепях, А;

P_1к = Р_к– активная мощность, потребляемая трансформатором из сети в опыте короткого замыкания, номинальные потерис меди, Вт;

cosφ_к – коэффициент мощности;

Ζ_к– полное сопротивление короткого замыкания, параметр

схемы замещения трансформатора, Ом;

Ζ_к75– полное сопротивление короткого замыкания, параметр

схемы замещения трансформатора приведенный к 75 ^оС, Ом;

R_к–активное сопротивление короткого замыкания, параметр

схемы замещения трансформатора, Ом;

Х_к– реактивное сопротивление короткого замыкания, параметр

схемы замещения трансформатора, Ом.