Разработка и графическое изображение электрических схем на основе предложенного набора электрических и электронных аппаратов

Нижегородский государственный технический университет

Кафедра “Электрические аппараты”

Курсовая работа по курсу

«Электрические аппараты»

Выполнил:        студент гр. 97-ЭА

Принял:                  

Нижний Новгород

1999 г.

Содержание.

 

1.   Вопросы теории электрических аппаратов. Качественные задачи. 3

2.   Разработка и графическое изображение электрических схем на основе предложенного набора электрических и электронных аппаратов........ 6

3.   Расчет и выбор электрического аппарата и его элементов............. 10

4.   Изучение и анализ электрических схем, выполненных на базе электрических аппаратов и электрических машин............................... 12

Литература................................................................................................... 13

1.  Вопросы теории электрических аппаратов. Качественные задачи.

№ 1.15. Два проводника с токами I₁ и I₂ длиной l каждый находятся на расстоянии k друг от друга. Токи проходят в противоположных направлениях. Указать направление силы, действующей на второй проводник, если первый из них был закреплен.

Решение.

Проводник 1 с током I₁ создает в месте расположения проводника 2 индукцию  (рис 1.1). По правилу левой руки определяем направление силы . При этом не следует рассматривать взаимодействие тока I₂ с полем, создаваемым проводником 2.

Рис. 1.1. Определение силы, действующей на проводник с током.

№ 1.38. Определить период сигнала, если частота переменного тока: f = 400 Гц, f = 25 кГц, f = 2 кГц, f = 40 Гц, f = 1250 Гц.

Решение.

Период сигнала равен

                                                (1.1)

Соответственно, при

f = 400 Гц, T = 2,5 мс;

f = 25 кГц, T = 40 мкс;

f = 2 кГц, T = 0,5 мс;

f = 40 Гц, T = 25 мс;

f = 1250 Гц, T = 0,8 мс.

№ 1.45. Почему при удалении сердечника из катушки передаваемая энергия из первичной обмотки однофазного трансформатора во вторичную резко понижается?

Решение.

При удалении сердечника из катушки поток, который передает энергию из первичной обмотки во вторичную, замыкается по воздуху,  магнитное сопротивление которого очень велико. Величина магнитного потока уменьшается, следовательно, уменьшается и передаваемая энергия.

№ 1.91. Как изменится среднее значение силы тяги электромагнита переменного тока, если на его магнитопроводе с целью устранения вибрации разместить короткозамкнутый виток?

Решение.

При синусоидальном переменном токе поток изменяется по закону

Ф = Ф_msinwt.                                       (1.2)

Сила притяжения магнита будет

,                 (1.3)

P_ср = P_m/2.

При наличии короткозамкнутого витка общий поток Ф разветвляется на две составляющих Ф₁ и Ф₂, сдвинутых во времени на угол j. Сила притяжения магнита складывается из двух сдвинутых во времени сил Р₁ и Р₂:

                                    (1.4)

                            (1.5)

Полная сила

           (1.6)

Среднее значение силы тяги равно

.                                             (1.7)

Так как короткозамкнутый виток охватывает только часть магнитопровода, то Ф₂ < Ф₁, следовательно, P_2m < P_1m, значит, при наличии короткозамкнутого витка среднее значение силы тяги уменьшается.

№ 1.123. Назовите основные виды электрических защит, применяемых в автоматизированном электроприводе. С помощью каких электрических аппаратов они могут быть реализованы?

Решение.

Основными видами электрических защит, применяемых в автоматизированном электроприводе, являются:

1)  Максимальная токовая защита. Обеспечивает защиту электродвигателей, преобразователей и элементов схем управления от токов коротких замыканий. Реализуется плавкими предохранителями, максимальными токовыми реле, автоматическими выключателями с электромагнитными токовыми расцепителями.

2)  Минимальная токовая зашита. Используется в двигателях постоянного тока и асинхронных двигателях для защиты от обрыва цепи обмоток возбуждения. Реализуется минимально-токовыми реле, включаемыми последовательно в цепь обмотки возбуждения.

3)  Нулевая защита по напряжению. Она предохраняет двигатель от самозапуска при чрезмерном снижении или кратковременном исчезновении напряжения питающей сети. Реализуется линейными контакторами переменного тока, магнитными пускателями, нулевыми реле постоянного и переменного тока и автоматическими выключателями с нулевыми расцепителями.

4)  Электротепловая защита. Обеспечивает защиту электродвигателей от длительных перегрузок и реализуется с помощью электротепловых, максимальных токовых реле и автоматическими выключателями с тепловыми расцепителями.

5)  Защита от перенапряжений. Используется при мгновенном отключении обмотки возбуждения двигателя постоянного тока от источника питания. Реализуется максимальными реле напряжения и схемным решением, содержащим последовательно соединенные диод и разрядный резистор, схема включается параллельно обмотке возбуждения.

6)  Путевая защита. Ограждает производственный механизм от движения рабочего органа далее конечного положения. Осуществляется с помощью контактных и бесконтактных конечных выключателей.

7)  Защита от затянувшегося пуска синхронного двигателя. Защищает его от недопустимых значений моментов, возникающих при пуске с недостаточным возбуждением или совсем без него. Осуществляется с помощью реле нулевого тока в сочетании с реле