2018-02-14
377
| Номер и наименование | Номер тем программы, охватываемые заданием | Объем в часах |
| Задача 1 | 3 | 4 |
| Задача 2 | 3 | 4 |
| Задача 3 | 4 | 2 |
| Задача 4 | 7 | 2 |
| Задача 5 | 10 | 2 |
| Задача 6 | 12 | 4 |
| Задача 7 | 6 | 4 |
Тематический план лекций для студентов строительного факультета специальности 29.03 дневной и вечерней формы обучения
| Номер и наименование | Номер темы программы, охватываемой лекцией | Объем лекций в часах | ||
| дневная | вечерняя | заочная | ||
| 1. Введение | 1 | 1 | 1 | 0,4 |
| 2. Элементы электрических цепей | 2 | 1 | 1 | 0,2 |
| 3. Электрические однофазные цепи синусоидального тока | 3 | 4 | 2 | 0,6 |
| 4. Электрические трехфазные цепи | 4 | 2 | 2 | 0,4 |
| 5. Трансформаторы | 7 | 2 | 2 | 0,2 |
| 6. Электрические машины постоянного тока | 9 | 2 | 2 | 0,4 |
| 7. Асинхронные машины | 10 | 2 | 2 | 0,6 |
| 8. Синхронные машины | 11 | 1 | 1 | 0,4 |
| 9. Электропривод и электроснабжение для предприятий строительной индустрии | 12 | 2 | 3 | 0,4 |
| 10. Перспективы развития электротехники для предприятий строительной индустрии | 13 | 1 | 2 | 0,4 |
| Итого | 18 | 18 | 4 | |
Тематический план лекций для студентов технологического факультета специальности 27.03 дневной формы обучения
| 1. Введение | 1 | 1 |
| 2. Линейные электрические цепи переменного тока | 3 | 1 |
| 2.1. Однофазные цепи | 3 | 3 |
| 2.2. Трехфазные цепи | 4 | 3 |
| 3. Трансформаторы | 7 | 4 |
| 4. Электрические машины постоянного тока | 9 | 4 |
| 5. Асинхронные машины | 10 | 3 |
| 6. Синхронные машины | 11 | 3 |
| 7. Электропривод | 12 | 2 |
| 8. Электротехнологические установки пищевой промышленности | 12 | 2 |
| 9. Электроснабжение предприятий пищевой промышленности | 12 | 2 |
Лабораторные занятия по дисциплине для студентов строительного факультета специальности 29.03
| Наименование и номер лабораторной работы | Наименование темы программы, охватываемой занятием | Объем в часах |
| 1. Исследование неразветвленной цепи однофазного переменного тока, содержащей резистор, индуктивность, емкость | 3 | 4 |
| 2. исследование цепи трехфазного тока при соединении потребителя в звезду | 4 | 4 |
| 3. Исследование однофазного двухобмоточного трансформатора | 7 | 4 |
| 4. исследование асинхронного двигателя | 10 | 4 |
Лабораторные занятия по дисциплине для студентов технологического факультета специальности 27.03
| Наименование и номер лабораторной работы | Наименование темы программы, охватываемой занятием | Объем в часах |
| 1. Исследование режимов разветвленной цепи переменного тока, № 6 | 3 | 4 |
| 2. Исследование цепи трехфазного переменного тока при соединении звездой, № 8 | 4 | 4 |
| 3. Исследование однофазного трансформатора, № 11 | 7 | 4 |
| 4. Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, № 13 | 10 | 4 |
| 5. Исследование генератора постоянного тока с параллельным возбуждением, № 17 | 9 | 4 |
| 6. Исследование двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением, № 18 | 9 | 4 |
| 7. Сборка и исследование работы схемы управления трехфазным асинхронным короткозамкнутым двигателем, № 20 | 12 | 4 |
1. КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
Требования к выполнению контрольных заданий
По учебным планам КПИ студенты-заочники должны выполнить по дисциплине «Электротехника» ряд контрольных работ, определяемых кафедрой и сообщаемых студентам в методическом письме.
Данные для решения каждой задачи приведены в таблицах. Номер варианта определяется двумя последними цифрами учебного шифра студента: по предпоследней цифре шифра выбирается для данной задачи строка в таблице, имеющей нечетный номер, по последней цифре шифра для этой задачи выбирается строка в таблице, имеющей четный номер. Например, для шифра 88 03М 014 при решении задачи № 5 выбираются данные, приведенные в 1 строке таблицы 7 и в 4 строке таблицы 8. При значении 0 в том и другом случае выбирается строка под № 0.
В задачах № 2 и № 3 данные для решения приведены в схеме и таблице. По предпоследней цифре выбирается номер схемы, а по последней – номер строки в таблице. Например, для шифра 893С 059 при решении задачи № 2 выбирается схема 5 рисунка 2 и данные таблицы 3, находящиеся в 9 строке.
Оформление работ должно удовлетворять следующим требованиям:
1. Студент выполняет работу только соответствующего варианта.
2. На обложке работы должны быть написаны: фамилия, имя, отчество студента, его домашний адрес (для заочников), номер учебного шифра, номер работы, год издания использованных методических указаний.
3. Работа должна быть выполнена чернилами тщательно и аккуратно так, чтобы можно было без затруднений прочитать каждую букву, знак, слово; в противном случае работа должна быть напечатана. Листы тетради должны быть пронумерованы и иметь поля для замечаний рецензента.
4. Перед решением каждой задачи должны быть записаны условия задачи и заданная схема, если она имеется. Расчетные действия должны сопровождаться краткими, но четкими пояснениями в тексте.
Материал контрольной работы нужно излагать грамотно, записи и формулировки должны быть точными и ясными.
5. Обозначения электрических величин, условные графические обозначения, используемые при выполнении схем должны строго соответствовать требованиям ЕСКД. Схемы, векторные диаграммы и графики необходимо пронумеровать, на каждый из них должны быть ссылки в тексте.
6. Схемы, диаграммы и графики должны быть выполнены с помощью чертежных инструментов, а не от руки. Соединения на электрических схемах обозначаются в виде узлов. Графики должны быть выполнены строго по ГОСТ.
Работа зачитывается, если решение задачи не содержит ошибок принципиального характера и удовлетворяет перечисленным требованиям к оформлению.
Если работа не зачтена, то все исправления должны быть сделаны студентом в той же тетради после подписи рецензента. Не разрешается исправлять ошибки в первоначальном тексте или графике, которые были уже проверены рецензентом. При отсутствии места в тетради студент может подклеивать к ней дополнительные листы.
Работа может быть зачтена только после устной ее защиты.
КОТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
Задача 1
В электрической цепи (рис.1) при включении рубильников согласно данным табл.2 определить токи на участках цепи в ветвях и неразветвленной цепи. Построить векторную диаграмму токов и напряжения. Параметры схемы приведены в табл.1.
Таблица 1 Таблица 2
| Номер строки | Сопротивление R, Ом | Сопротивление X, Ом | Напряжение U, В |
| 1 | 60 | 40 | 127 |
| 2 | 150 | 110 | 220 |
| 3 | 200 | 180 | 380 |
| 4 | 300 | 200 | 660 |
| 5 | 20 | 30 | 36 |
| 6 | 100 | 12 | 24 |
| 7 | 80 | 60 | 127 |
| 8 | 100 | 120 | 220 |
| 9 | 250 | 150 | 380 |
| 0 | 15 | 10 | 36 |
| Номер строки | Номер включенных рубильников | ||
| 1 | P1 | P2 | P5 |
| 2 | P2 | P3 | P5 |
| 3 | P3 | P4 | P5 |
| 4 | P1 | P4 | P5 |
| 5 | P2 | P4 | P5 |
| 6 | P1 | P3 | P5 |
| 7 | P1 | P7 | P5 |
| 8 | P3 | P6 | P5 |
| 9 | P4 | P7 | P5 |
| 0 | P2 | P7 | P5 |
Рисунок 1. Электрическая цепь переменного тока
Задача 2
В данной электрической цепи (рис.2) любым способом найти действующие значения токов и напряжений на всех участках цепи, расставить направление токов в ветвях. По результатам расчета построить векторную диаграмму. Параметры схемы приведены в табл.3.
Таблица 3
| Номер строки | Источники энергии | Параметры элементов | |||
| Напряжение U, В | Частота f, Гц | Сопротивление R, Ом | Индуктивность L, мГн | Емкость С, мкФ | |
| 1 | 660 | 50 | 295 | 940 | 10,8 |
| 2 | 380 | 50 | 170 | 541 | 18,7 |
| 3 | 220 | 400 | 78 | 31 | 5,12 |
| 4 | 127 | 57 | 50 | 181 | 56 |
| 5 | 42 | 50 | 19 | 60 | 169 |
| 6 | 42 | 400 | 15 | 6 | 26,8 |
| 7 | 127 | 400 | 45 | 18 | 8,9 |
| 8 | 220 | 200 | 55 | 44 | 14,5 |
| 9 | 380 | 200 | 95 | 76 | 8,4 |
| 0 | 660 | 200 | 163 | 131 | 4,8 |
Рисунок 2. Варианты схем к задаче 2
Задача 3
К симметричной трехфазной сети с линейным напряжением U1 подключен несимметричный приемник энергии, имеющий в фазе активное R и реактивное X сопротивления (рис.3). Сопротивления линейных проводов и нулевого провода настолько малы, что их следует считать равными нулю.
Необходимо определить линейные и фазные токи, активную мощность трехфазной нагрузки, построить векторную диаграмму токов и напряжений.
Числовые значения сопротивлений и линейных напряжений приведены в табл.4.
Таблица 4
| Номер строки | Напряжение U1, В | Сопротивление R, Ом | Сопротивление X, Ом |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | 42 | 18,2 | 10,50 |
| 2 | 127 | 55,0 | 31,75 |
| 3 | 220 | 95,3 | 55,0 |
| 4 | 380 | 164,5 | 95,00 |
| 5 | 660 | 285,8 | 165,00 |
| 6 | 660 | 165,0 | 95,00 |
| 7 | 380 | 95,0 | 35,00 |
| 8 | 220 | 55,0 | 31,55 |
| 9 | 127 | 31,7 | 18,33 |
| 0 | 42 | 10,5 | 6,06 |
Рисунок 3. Варианты схем к задаче 3
Задача 4
Используя метод двух приборов определить значение сопротивления по результатам измерений тока и напряжения.
|
|
| Номер строки | Внутренне сопротивление амперметра RA, Ом | Показания амперметра А |
| 1 | 0,016 | 14,40 |
| 2 | 0,230 | 0,17 |
| 3 | 0,090 | 0,19 |
| 4 | 0,032 | 2,700 |
| 5 | 0,019 | 4,55 |
| 6 | 0,032 | 2,35 |
| 7 | 0,007 | 24,33 |
| 8 | 0,080 | 0,52 |
| 9 | 0,670 | 1,13 |
| 0 | 0,007 | 13,05 |
| Номер строки | Внутренне сопротивление вольтметра Rv, Ом | Показания вольтметра В |
| 1 | 75 | 67,5 |
| 2 | 100 | 168,0 |
| 3 | 10 | 30,0 |
| 4 | 150 | 117,0 |
| 5 | 50 | 124,5 |
| 6 | 75 | 71,3 |
| 7 | 10 | 108,0 |
| 8 | 10 | 20,4 |
| 9 | 300 | 258,0 |
| 0 | 30 | 21,6 |
Рисунок 4. Схемы для измерения сопротивления методом двух приборов
Задача 5
Трехфазный трансформатор имеет следующие номинальные величины: мощность Sн, высшее линейное напряжение U1н, низшее линейное напряжение U2н, мощность потерь холостого хода P0, мощность потерь короткого замыкания Pк (при номинальных точках в обмотках), коэффициент загрузки β.
Потери мощности при опыте короткого замыкания в первичной и вторичной обмотках равны. Схема соединения обмоток трансформатора «звезда – звезда». Определить:
1. Коэффициент трансформации.
2. Номинальные фазные напряжения первичной и вторичной обмоток.
3. Токи в первичной и вторичной обмотках при номинальном и заданном режимах загрузки.
4. Коэффициент полезного действия трансформатора при заданном коэффициенте мощности cosφ2 и заданном коэффициенте загрузки β.
Варианты задачи даны в табл.7 и 8.
Таблица 7
| Номер строки | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 |
| Мощность, кВт | 10 | 16 | 25 | 40 | 63 | 100 | 160 | 250 | 400 | 630 |
| Высшее напряжение U1н, кВ | 6,3 | 10,5 | 6,3 | 10,5 | 6,3 | 10,5 | 6,3 | 10,5 | 6,3 | 10,5 |
| Низшее линейное напряжение U2н, кВ | 0,525 | 0,4 | 0,23 | 0,525 | 0,4 | 0,23 | 0,525 | 0,4 | 0,23 | 0,525 |
Таблица 8
| Номер строки | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 |
| Мощность потерь холостого хода P0, Вт | 105 | 125 | 160 | 180 | 265 | 365 | 540 | 780 | 810 | 1000 |
| Мощность потерь короткого замыкания (к.з.) Pк, Вт | 335 | 500 | 690 | 880 | 1280 | 1270 | 1650 | 2000 | 3500 | 3600 |
| Коэффициент мощности cosφ2 | 0,80 | 0,85 | 0,83 | 0,86 | 0,90 | 0,88 | 0,85 | 0,84 | 0,87 | 0,92 |
| Коэффициент загрузки β | 0,60 | 0,70 | 0,75 | 0,80 | 0,85 | 0,90 | 0,92 | 0,87 | 0,56 | 0,85 |
Задача 6
Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором включен в сеть с номинальным напряжением Uн, частотой f=50 Гц. Параметры электродвигателя характеризуются следующими данными: номинальная мощность на валу Рн; номинальное скольжение Sн; номинальный КПД ηн; номинальный коэффициент мощности cosφн; число пар полюсов Р; отношение пускового тока к номинальному 
и отношение максимального момента к номинальному. Определить:
1. Номинальный и пусковой токи.
2. Номинальную частоту вращения nн.
3. Номинальный, максимальный и пусковой вращающие моменты.
4. Определить значения вращающего момента при S=0,2; 0,4; 0,6.
5. По данным расчетов построить зависимость вращающего момента от скольжения M=f(S) для всех значений S от 0 до 1.
6. Выбрать сечение питающих проводов и плавкие предохранители.
Данные для расчетов по вариантам приведены в табл.9 и 10.
Таблица 9
| Номер строки | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 |
| Номинальное напряжение Uн, В | 220 | 380 | 500 | 220 | 380 | 500 | 220 | 380 | 500 | 220 |
| Номинальная мощность Рн, Вт | 2.2 | 13.0 | 4.2 | 5.5 | 17.0 | 7.2 | 10.0 | 7.5 | 10.0 | 30.0 |
| Номинальное скольжение Sн, % | 4.5 | 3.0 | 2.5 | 3.0 | 2.2 | 4.0 | 2.5 | 3.0 | 3.0 | 3.0 |
| Номинальный КПД ηн | 0.83 | 0.88 | 0.89 | 0.88 | 0.88 | 0.82 | 0.82 | 0.91 | 0.86 | 0.87 |
Таблица 10
| Номер строки | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 |
| Номинальный коэффициент мощности cosφн | 0,83 | 0,89 | 0,86 | 0,89 | 0,91 | 0,84 | 0,89 | 0,76 | 0,86 | 0,92 |
| Число пар полюсов Р | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 4 | 4 | 2 | 1 |
| 7,0 | 7,5 | 9,0 | 7,0 | 6,5 | 7,5 | 7,0 | 6,0 | 7,0 | 7,0 |
| 2,2 | 2,0 | 2,6 | 1,6 | 2,0 | 2,4 | 2,2 | 1,7 | 2,6 | 2,2 |
Задача 7
Производственный механизм работает в переменном режиме с нагрузкой P в течение времени t. Требуется построить нагрузочную диаграмму P=f(t) работы механизма и выбрать мощность асинхронного короткозамкнутого двигателя для привода механизма (приложение 2). Указать параметры выбранного двигателя и проверить его на перегрузочную способность.
Данные режима работы производственного механизма приведены в табл.11 и 12.
Таблица 11
| Номер строки | Потребляемая мощность P, кВт | ||||||||
| P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | P6 | P7 | P8 | P9 | |
| 1 | 25 | 10 | 35 | 8 | 5 | 0 | 25 | 10 | 35 |
| 2 | 10 | 25 | 50 | 8 | 4 | 15 | 10 | 25 | 40 |
| 3 | 18 | 30 | 0 | 25 | 10 | 0 | 18 | 30 | 0 |
| 4 | 5 | 20 | 30 | 0 | 4 | 8 | 0 | 5 | 20 |
| 5 | 10 | 8 | 25 | 15 | 4 | 30 | 15 | 10 | 8 |
| 6 | 15 | 25 | 0 | 30 | 15 | 0 | 15 | 25 | 10 |
| 7 | 15 | 30 | 10 | 6 | 20 | 8 | 15 | 30 | 8 |
| 8 | 15 | 30 | 4 | 6 | 20 | 10 | 6 | 8 | 4 |
| 9 | 8 | 4 | 6 | 20 | 10 | 6 | 8 | 8 | 4 |
| 0 | 8 | 4 | 6 | 20 | 10 | 9 | 7 | 6 | 8 |
Таблица 12
| Номер строки | Продолжительность работы t, мин | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 1 | 20 | 24 | 8 | 18 | 30 | 10 | 20 | 22 | 8 |
| 2 | 45 | 30 | 5 | 60 | 55 | 10 | 45 | 30 | 5 |
| 3 | 60 | 10 | 5 | 30 | 15 | 60 | 60 | 10 | 5 |
| 4 | 45 | 15 | 10 | 50 | 20 | 50 | 40 | 50 | 10 |
| 5 | 30 | 40 | 10 | 15 | 25 | 50 | 41 | 34 | 5 |
| 6 | 10 | 25 | 25 | 45 | 25 | 30 | 40 | 15 | 10 |
| 7 | 15 | 30 | 45 | 20 | 50 | 30 | 10 | 5 | 15 |
| 8 | 45 | 20 | 10 | 60 | 40 | 30 | 45 | 5 | 20 |
| 9 | 10 | 20 | 15 | 20 | 10 | 50 | 10 | 15 | 20 |
| 0 | 10 | 15 | 20 | 20 | 10 | 50 | 10 | 15 | 20 |
