МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Расчет характеристик электрических машин

Методические указания к курсовой работе

По дисциплине «Электрические машины»

Пенза 2007

УДК 621.313

В методических указаниях излагается порядок расчета основных характеристик трехфазных трансформаторов, асинхронных и синхронных машин, электродвигателей и генераторов постоянного тока.

Методические указания подготовлены на кафедре «Электротехника и транспортное электрооборудование» и предназначены для выполнения курсовой работы студентами специальности 1808 по курсу «Электрические машины».

Ил. 19, библиогр. 8 назв.

Составители: Семенов А.Д., Чапаев В.С.

Рецензент: ____________________________

Введение

Электрические машины явлются основными элементами энергетических и промышленных установок, производственных механизмов, технологического оборудования, современных транспортных средств и др. Они характеризуются высокой надежностью и экологичностью, простотой обслуживания, удобством подвода и отвода энергии, большим диапазоном установочных мощностей (от долей ватта до сотен мегаватт) и частот вращения, небольшой стоимостью при серийном производстве. Эти преимущества обеспечивают широкое применение электрических машин во всех отраслях народного хозяйства.

Электрические машины разделяются на машины переменного и постоянного тока.

Машины переменного тока в зависимости от принципа действия и особенностей электромагнитной системы подразделяют на трансформаторы, асинхронные, синхронные и коллекторные машины.

Трансформатор – электромагнитное устройство, предназначенное для преобразование напряжения переменного тока. Трансформаторы применяются в системах передачи и распределения электрической энергии, в выпрямительных устройствах, в устройствах связи, автоматики и вычислительной техники, а также при электрических измерениях (измерительные трансформаторы) и функциональных преобразованиях (вращающиеся трансформаторы).

Асинхронная машина – электромеханическое устройство предназначенное для преобразования электрической энергии в механическую. Простота устройства и высокая надежность обеспечивают их широкое применение в качестве привода различных производственных механизмов и промышленных установок.

Синхронная машина - электромеханическое устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии в механическую (синхронный двигатель) и для преобразования механической энергии в электрическую (синхронный генератор). Наиболее широко синхронные машины используются в качестве генераторов переменного тока промышленной частоты (50 Гц). Они также используются в электрических приводах большой мощности, выполняя одновременно функции компенсатора реактивной энергии. Различные синхронные машины малой мощности (реактивные, с постоянными магнитами, гистерезисные, индукторные и пр) используются в устройствах автоматики благодаря стабильной частоте вращения.

Коллекторные машины переменного тока используются широко в качестве приводов бытовых устройств.

Машины постоянного тока продразделяют на двигатели и генераторы.

Двигатели постоянного тока главным образом применяют для приводов промышленных механизмов, требущих регулирования частоты вращения в широких пределах (тяговый электропривод, сложные металлообрабатывающие станки, грузоподъемные и землеройные машины и пр.).

Генераторы постоянного тока применяют в качестве источников питания тяговых электроприводов, сварочных аппаратов, зарядки аккумуляторных батарей. Однако в последнее время генераторы постоянного тока заменяют синхронными генераторами, работающими на полупроводниковый выпрямитель.

Рабочее задание

1. Используя паспортные данные однофазного трансформатора необходимо рассчитать:

- коэффициент трансформации;

- зависимость кпд трансформатора от нагрузки;

- параметры схемы замещения по опытам холостого хода и короткого замыкания;

- векторную диаграмму трансформатора;

- внешние характеристики трансформатора.

2. Используя паспортные данные асинхронного двигателя необходимо рассчитать:

- синхронную частоту вращения, номинальное скольжение, критическое скольжение;

- номинальный и критический момент двигателя;

- параметры Г – образной схемы замещения асинхронного двигателя;

- векторную диаграмму асинхронного двигателя;

- электромеханические характеристики асинхронного двигателя;

- механические характеристики асинхронного двигателя.

3. Используя паспортные данные синхронной машины необходимо рассчитать:

- номинальный ток;

- индуктивные сопротивления статора;

- ток короткого замыкания;

- угловой характеристики синхронной машины;

- внешние характеристики синхронного генератора;

- регулировочные характеристики синхронного генератора

4. Используя паспортные данные машины постоянного тока необходимо рассчитать:

- к.п.д машины постоянного тока;

- параметры схемы замещения машины;

- характеристику холостого хода и нагрузочную характеристику генератора постоянного тока;

- регулировочную характеристику генератора постоянного тока;

- внешнюю характеристику генератора постоянного тока.