Общие методические указания к контрольным

Работам

Целью контрольных работ является окончательная проверка усвоения студентами соответствующих разделов курса. При оформлении каждой задачи следует приводить исходную схему с принятыми буквенными обозначениями и числами заданных значений. Рисунки, схемы и графики должны быть выполнены аккуратно в масштабе. Графики следует чертить на миллиметровой бумаге с помощью чертежных инструментов или при помощи специальных трафаретных линеек. На осях координат должны быть указаны откладываемые значения и единицы их измерения. При оформлении контрольной работы нужно указать необходимые расчетные формулы. Конечный результат должен быть выделен из общего текста. Решение задач не следует перегружать приведением всех алгебраических преобразований. Каждый этап решения должен иметь пояснения. Вычисления следует выполнять с помощью микрокалькулятора. Результаты вычислений записывать с точностью до третьей значащей цифры. В начале каждой задачи следует привести краткое условие, расчетную схему и исходные данные для своего варианта. В ходе решения давать краткие словесные пояснения. Обязательно приводить размерность всех найденных при расчете значений. Выводы формул и уравнений, имеющихся в литературе, приводить в тексте контрольных работ не следует. На титульном листе контрольной работы должно быть указано наименование университета и факультета, группа, фамилия, инициалы и шифр студента. В конце работы необходимо привести список использованной литературы, затем поставить дату окончания работы и свою подпись.

Контрольные работы по курсу сделаны 25-вариантными. Вариант определяется порядковым номером студента в списке группы. Если номер более 25, то для определения номера варианта необходимо из номера вычесть 25 (это и будет номер варианта).

Программа курса

Электромагнитные устройства и трансформаторы

Применение электромагнитных устройств постоянного и переменного токов в технике. Назначение магнитопровода. Свойства ферромагнитных материалов, используемых для изготовления магнитопроводов электромагнитных устройств с постоянными и переменными магнитными полями. Неразветвленные и разветвленные магнитные цепи.

Магнитные цепи с постоянной магнитодвижущей

силой (м. д. с)

Реальная и идеальные магнитные цепи. Применение закона полного тока для анализа идеальной магнитной цепи. Магнитное сопротивление и проводимость. Схема замещения магнитной цепи. Вебер-амперные характеристики. Аналогия методов анализа электрических и магнитных цепей.

Магнитные цепи с переменной магнитодвижущей

силой

Особенности магнитной цепи с переменной м. д. с. Реальная и идеальная катушки с магнитопроводом. Способы уменьшения мощности потерь энергии на гистерезис и вихревые токи. Зависимости мгновенных значений магнитного потока и тока во времени при синусоидальном напряжении на катушке.

Эквивалентный синусоидальный ток. Уравнение электрического состояния, векторная диаграмма и схема замещения катушки. Полное сопротивление катушки.

Трансформаторы

Назначение и области применения трансформаторов. Однофазный трансформатор. Устройство и принцип действия трансформатора. Основной магнитный поток, потокосцепление рассеяния. Коэффициент трансформации. Условные положительные направления напряжений, токов, ЭДС и магнитных потоков. Условные графические обозначения, применяемые для изображения трансформатора на электрических схемах. Уравнения электрического и магнитного состояний трансформатора. Идеальный трансформатор. Реальный трансформатор. Приведенный трансформатор. Векторная диаграмма и схема замещения. Опыты холостого хода и короткого замыкания, назначение и условия проведения. Потери энергии и КПД. Изменение вторичного напряжения при нагрузке и внешняя характеристика трансформатора.

Электрические машины

Машины постоянного тока

Устройство машины постоянного тока. Коллектор и его назначение. Возможность работы машины в режимах генератора и двигателя. Схема замещения цепи якоря. Преобразование энергии. ЭДС якоря и электромагнитный момент машины постоянного тока. Понятие о реакции якоря и коммутации. Потери энергии и КПД. машин постоянного тока. Работа машины в режиме генератора. Генераторы постоянного тока независимого возбуждения и самовозбуждения. Характеристика холостого хода. Уравнение электрического состояния цепи якоря. Внешняя и регулировочная характеристики. Сравнительная оценка свойств и области применения генераторов постоянного тока различных способов возбуждения.

Работа машины в режиме двигателя. Классификация двигателей постоянного тока по способу возбуждения. Уравнение электрического состояния цепи якоря. Пуск двигателя. Назначение пускового реостата. Зависимости магнитного потока и электромагнитного момента двигателей разных способов возбуждения от тока якоря. Механические характеристики двигателей. Регулирование скорости вращения. Понятие о тормозных режимах двигателей постоянного тока.

Сравнительная оценка свойств двигателей постоянного тока разных способов возбуждения и области их применения. Особенности устройства исполнительных двигателей постоянного тока. Понятие об универсальных коллекторных двигателях. Применение двигателей постоянного тока в качестве тяговых на транспорте и в качестве привода в большегрузных автомобилях.

Асинхронные машины

Устройство трехфазной асинхронной машины. Возбуждение вращающегося магнитного поля трехфазной симметричной системой токов. Скорость вращения поля. Направление вращения.

Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя и области применения. Конструкция фазного и короткозамкнутого роторов. Графическое изображение асинхронного двигателя на электрических схемах. Скорость вращения ротора и его поля. Скольжение. Зависимость частоты и величины ЭДС и тока в фазе обмотки ротора от скольжения. Схема замещения фазы трехфазного асинхронного двигателя. Преобразования энергии, происходящие в асинхронном двигателе. Активная, электромагнитная и полезная мощности двигателя. Потери энергии и КПД двигателя. Реактивная мощность и коэффициент мощности двигателя. Электромагнитный момент двигателя и его зависимость от величин скольжения и напряжения сети. Механическая характеристика двигателя. Перегрузочная способность двигателя. Пуск двигателя. Рабочие характеристики двигателя. Асинхронные двигатели с улучшенными пусковыми свойствами. Регулирование скорости вращения. Понятие о работе асинхронных машин в качестве тормоза и генератора. Области применения трехфазных асинхронных двигателей.

Синхронные машины

Устройство трехфазных синхронных машин с электромагнитным возбуждением. Области применения синхронных машин. Графическое изображение синхронной машины на электрических схемах.

Работа синхронной машины в режим генератора. Регулирование активной мощности генератора. U-образные характеристики.

Работа синхронной машины в режиме двигателя. Схема замещения. Пуск двигателя.

ЛИТЕРАТУРА

Основная литература

1. Касаткин А. С. Электротехника: учеб. для вузов / А. С. Касаткин, М. В. Немцов. – 9-е изд., стереотип. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 544 с.

2. Основы промышленной электроники /под ред. В. Г. Герасимова. – М.: Высш. шк., 2003. – 430 с.

Дополнительная

3. Борисов Ю. М. Общая электротехника / Ю. М. Борисов, Д. Н. Липатов, Ю. Н. Зорин. – М.: Энергоатомиздат, 1985.

– 540 с.