И методические указания к выполнению контрольных работ

Задания на контрольную работу

И методические указания к выполнению контрольных работ

 

по дисциплине

 

«Электрические и электронные аппараты»

 

 

Чебоксары 2016

 


 

Задания на контрольную работу

и методические указания к выполнению контрольных работ

 

В работе даются задания на одну контрольную работу, которая включает пять задач с методическими указаниями по их выполнению. Текст контрольной работы можно выполнять либо шариковой ручкой (или чернилами), либо с помощью компьютера, оставляя поля для пометок преподавателя. Все графические работы могут быть выполнены в карандаше на миллиметровой бумаге, либо с помощью компьютера. Расчетные формулы сначала следует писать в общем виде, а затем подставлять в них цифровые значения, указывая размерность полученного результата. Выбранные величины необходимо кратко обосновать.

При заимствовании расчетных формул, методов расчета и т.п. следует сделать ссылку на использованную литературу с указанием страницы и номера формулы. В конце работы нужно привести перечень использованной литературы, указав автора книги, название, место издательства и год издания.

В решении привести все технические данные и массогабаритные показатели выбранных аппаратов. При необходимости составляется описание принципа действия рассчитываемой схемы.

Если контрольная работа оказывается не зачтенной и требуется ее повторное рецензирование, то необходимо представлять вместе с исправленной или переделанной работой первоначально выполненную работу со всеми замечаниями рецензента. Стирать или заклеивать замечания не разрешается.

Исходные данные для расчетов следует выбирать в соответствии с указанными вариантами.


пропускаемого тока). Данные для расчетов представлены в табл. 1.1 для группы ЗЭТ-51-15, в табл. 1.2 для группы ЗЭТ-52-15 и в табл. 1.3 для группы ЗЭТ-61-13.

Таблица 1.1 (ЗЭТ-51-15)

№ вариантов a, мм l, мм Iном, А IКЗ, кА Фамилия И.О. студента
Алексеев Н.В.
Анисимов И.С.
Викторов М.В.
Егоров А.Ю.
Егоров А.Н.
Жидов А.А.
Иванов А.А.
Ильин А.В.
Киселев А.И.
Константинов Е.А.
Ларин В.Г.
Михайлов Н.А.
Орлов В.В.
Павлов Д.А.
Павлов С.П.
Петрейкин А.Е.
Петров А.С.
Родионов А.В.
Сербин К.С.
Степанов Г.В.
Федоров Д.А.
Хакимов Р.М.
Хамбиков Р.М.
Яковлев Е.А.
Яранцев Н.Ю.

 

Таблица 1.2 (ЗЭТ-52-15)

№ вариантов a, мм l, мм Iном, А IКЗ, кА Фамилия И.О. студента
Аймасов Р.М.
Андреев С.В.
Васильев А.Л.
Виноградов Р.Р.
Владимиров Р.Ю.
Глебов А.В.
Дарвин Р.Ю.
Емельянова Т.С.
Зайцев М.В.
Иванов В.Л.
Илюхин А.В.
Кильмухаметов К.Ф.
Кузьмин А.Н.
Лямуков М.В.
Макаров В.С.
Матвеев Л.М.
Михайлов Е.В.
Морозов И.А.
Мотов К.В.
Мурзаев А.А.
Николаев Е.В.
Паймулкина А.Г.
Семенов С.В.
Суворкина А.С.
Туник А.А.
Федотов Д.В.
Шатров М.М.

 

 

Таблица 1.3 (ЗЭТ-61-13)

№ вариантов a, мм l, мм Iном, А IКЗ, кА Фамилия И.О. студента
Автономов Д.Н.
Андреев А.В.
Борисов А.В.
Григорьев П.П.
Ельцов А.А.
Ельцов Д.А.
Еремеев Э.А.
Иванов А.Н.
Иванов Н.В.
Иванов С.В.
Ильин Н.И.
Ишмейкин В.А.
Клочков С.К.
Краснов А.М.
Михайлов М.Н.
Могилев Н.Г.
Немов А.А.
Николаев Д.Н.
Павлов А.Г.
Петров Н.Ю.
Прокопьев А.Ю.
Семенов И.Ю.
Сергеев А.В.
Турчинович А.Р.
Цветков М.А.
Шарангин С.В.
Школьников В.А.
Юдинских Н.Г.
 
 

 

 

 

 

Рис. Кривые Двайта для определения коэффициента формы

параллельных проводников

 

 

 

Литература: л. 1: с. 35…38, с. 56.

 

Задача 2. Определить температуру медного круглого окрашенного краской проводника диаметром d, по которому протекает постоянный ток I. Проводник находится горизонтально в спокойном воздухе с температурой q0.

Данные для расчетов по вариантам представлены в табл. 2.1 для группы ЗЭТ-51-15, в табл. 2.2 для группы ЗЭТ-52-15, и в табл. 2.3 для группы ЗЭТ-61-13.

Таблица 2.1 (группа ЗЭТ-51-15)

№ вариантов d, мм I, А q0, ºC Фамилия И.О. студента
Алексеев Н.В.
Анисимов И.С.
Викторов М.В.
Егоров А.Ю.
Егоров А.Н.
Жидов А.А.
Иванов А.А.
Ильин А.В.
Киселев А.И.
Константинов Е.А.
Ларин В.Г.
Михайлов Н.А.
Орлов В.В.
Павлов Д.А.
Павлов С.П.
Петрейкин А.Е.
Петров А.С.
Родионов А.В.
Сербин К.С.
Степанов Г.В.
Федоров Д.А.
Хакимов Р.М.
Хамбиков Р.М.
Яковлев Е.А.
Яранцев Н.Ю.

 

Таблица 2.2 (группа ЗЭТ-52-15)

№ вариантов d, мм I, А q0, ºC Фамилия И.О. студента
Аймасов Р.М.
Андреев С.В.
Васильев А.Л.
Виноградов Р.Р.
Владимиров Р.Ю.
Глебов А.В.
Дарвин Р.Ю.
Емельянова Т.С.
Зайцев М.В.
Иванов В.Л.
Илюхин А.В.
Кильмухаметов К.Ф.
Кузьмин А.Н.
Лямуков М.В.
Макаров В.С.
Матвеев Л.М.
Михайлов Е.В.
Морозов И.А.
Мотов К.В.
Мурзаев А.А.
Николаев Е.В.
Паймулкина А.Г.
Семенов С.В.
Суворкина А.С.
Туник А.А.
Федотов Д.В.
Шатров М.М.

 

 

Таблица 2.3 (группа ЗЭТ-61-13)

№ вариантов d, мм I, А q0, ºC Фамилия И.О. студента
Автономов Д.Н.
Андреев А.В.
Борисов А.В.
Григорьев П.П.
Ельцов А.А.
Ельцов Д.А.
Еремеев Э.А.
Иванов А.Н.
Иванов Н.В.
Иванов С.В.
Ильин Н.И.
Ишмейкин В.А.
Клочков С.К.
Краснов А.М.
Михайлов М.Н.
Могилев Н.Г.
Немов А.А.
Николаев Д.Н.
Павлов А.Г.
Петров Н.Ю.
Прокопьев А.Ю.
Семенов И.Ю.
Сергеев А.В.
Турчинович А.Р.
Цветков М.А.
Шарангин С.В.
Школьников В.А.
Юдинских Н.Г.
       
       

 

Методические указания

 

Исходным уравнением для решения задачи является формула Ньютона

, (1)

где P – мощность тепловых потерь, Вт; kт – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2ºС); Sохл – площадь поверхности охлаждения, м2; =-0 – превышение температуры проводника над температурой окружающей среды ºС; – температура нагретого проводника, ºС; 0 – температура окружающей среды, ºС.

Тепловые потери в проводнике

, (2)

где 0 – удельное сопротивление при температуре 0°C; – температурный коэффициент сопротивления; l, q – длина (м) и поперечное сечение (м2) проводника. Для меди (1/°С).

Для приближенных расчетов коэффициент теплоотдачи kт определяют по эмпирической формуле

, (3)

Коэффициенты определяются из табл. 2.3:

Таблица 2.3

Диаметр проводника, мм 0,3
, Вт/(м2°С) 4,5 2,24 1,11 1,08 1,02
, 1/°С 1,7 1,14 0,88 0,75 0,68

 

Решая задачу для длины в l=1 м, находится dl. Подставляя (2) и (3) в уравнение (1) получим:

. (4)

Пример. Определить температуру медного круглого окрашенного краской проводника диаметром d=25 мм, по которому протекает постоянный ток I=1000 А. Проводник находится горизонтально в спокойном воздухе с температурой . Коэффициенты определяются из табл. 2.3: в данном случае .

Подставляются числовые данные в квадратное уравнение (4)

Решение полученного уравнения дает .

Литература: л. 1: с. 58…88.

 

Задача 3.Для прямого пуска короткозамкнутого асинхронного электродвигателя серии 4А мощностью Рн, питающегося от сети с номинальным напряжением Uн=380В, используется магнитный пускатель, схема включения которого представлена на рис. 3.1. В состав пускателя входят контактор КМ1 и тепловое реле KK. Определить необходимые параметры двигателя, выбрать тип магнитного пускателя и теплового реле, а также номинальный ток теплового элемента теплового реле.

Данные для расчета приведены в табл. 3.1 для группы ЗЭТ-51-15, в табл. 3.2 для группы ЗЭТ-52-15 и в табл. 3.3 для группы ЗЭТ-61-13. Технические данные некоторых типов магнитных пускателей и тепловых реле приведены в табл. 3.4 и 3.5.

 

Рис.3.1. Схема прямого пуска асинхронного электродвигателя

 

 

Таблица 3.1 (ЗЭТ-51-15)

№ вариантов P, кВт сosдв (кпд) Uном, В Фамилия И.О. студента
0,88 0,845 Алексеев Н.В.
0,89 0,865 Анисимов И.С.
5,5 0,91 0,875 Викторов М.В.
7,5 0,88 0,875 Егоров А.Ю.
0,90 0,880 Егоров А.Н.
0,91 0,880 Жидов А.А.
18,5 0,92 0,885 Иванов А.А.
0,91 0,885 Ильин А.В.
0,90 0,905 Киселев А.И.
0,89 0,90 Константинов Е.А.
0,88 0,845 Ларин В.Г.
0,89 0,865 Михайлов Н.А.
5,5 0,91 0,875 Орлов В.В.
7,5 0,88 0,875 Павлов Д.А.
0,90 0,880 Павлов С.П.
0,91 0,880 Петрейкин А.Е.
18,5 0,92 0,885 Петров А.С.
0,91 0,885 Родионов А.В.
0,90 0,905 Сербин К.С.
0,89 0,90 Степанов Г.В.
0,91 0,885 Федоров Д.А.
5,5 0,89 0,865 Хакимов Р.М.
7,5 0,85 0,855 Хамбиков Р.М.
0,90 0,870 Яковлев Е.А.
0,91 0,875 Яранцев Н.Ю.

 

 

Таблица 3.2 (ЗЭТ-52-15)

№ вариантов P, кВт сosдв (кпд) Uном, В Фамилия И.О. студента
0,88 0,845 Аймасов Р.М.
0,89 0,865 Андреев С.В.
5,5 0,91 0,875 Васильев А.Л.
7,5 0,88 0,875 Виноградов Р.Р.
0,90 0,880 Владимиров Р.Ю.
0,91 0,880 Глебов А.В.
18,5 0,92 0,885 Дарвин Р.Ю.
0,91 0,885 Емельянова Т.С.
0,90 0,905 Зайцев М.В.
0,89 0,90 Иванов В.Л.
0,88 0,845 Илюхин А.В.
0,89 0,865 Кильмухаметов К.Ф.
5,5 0,91 0,875 Кузьмин А.Н.
7,5 0,88 0,875 Лямуков М.В.
0,90 0,880 Макаров В.С.
0,91 0,880 Матвеев Л.М.
18,5 0,92 0,885 Михайлов Е.В.
0,91 0,885 Морозов И.А.
0,90 0,905 Мотов К.В.
0,89 0,90 Мурзаев А.А.
0,88 0,845 Николаев Е.В.
0,89 0,865 Паймулкина А.Г.
5,5 0,91 0,875 Семенов С.В.
7,5 0,88 0,875 Суворкина А.С.
0,90 0,880 Туник А.А.
0,91 0,880 Федотов Д.В.
18,5 0,92 0,885 Шатров М.М.
7,5 0,88 0,875  
0,90 0,880  
0,91 0,880  

 

Таблица 3.3 (ЗЭТ-61-13)

№ вариантов P, кВт сosдв (кпд) Uном, В Фамилия И.О. студента
0,88 0,845 Автономов Д.Н.
0,89 0,865 Андреев А.В.
5,5 0,91 0,875 Борисов А.В.
7,5 0,88 0,875 Григорьев П.П.
0,90 0,880 Ельцов А.А.
0,91 0,880 Ельцов Д.А.
18,5 0,92 0,885 Еремеев Э.А.
0,91 0,885 Иванов А.Н.
0,90 0,905 Иванов Н.В.
0,89 0,90 Иванов С.В.
0,88 0,845 Ильин Н.И.
0,89 0,865 Ишмейкин В.А.
5,5 0,91 0,875 Клочков С.К.
7,5 0,88 0,875 Краснов А.М.
0,90 0,880 Михайлов М.Н.
0,91 0,880 Могилев Н.Г.
18,5 0,92 0,885 Немов А.А.
0,91 0,885 Николаев Д.Н.
0,90 0,905 Павлов А.Г.
0,89 0,90 Петров Н.Ю.
0,91 0,885 Прокопьев А.Ю.
5,5 0,89 0,865 Семенов И.Ю.
7,5 0,85 0,855 Сергеев А.В.
0,90 0,870 Турчинович А.Р.
0,89 0,865 Цветков М.А.
5,5 0,91 0,875 Шарангин С.В.
7,5 0,88 0,875 Школьников В.А.
0,90 0,880 Юдинских Н.Г.
0,91 0,880  
18,5 0,92 0,885  

 

 


где cosдв – коэффициент мощности двигателя; – коэффициент полезного действия двигателя (табл. 3.1, 3.2 и 3.3.).

По величине этого тока из табл. 3.4 производится выбор магнитного пускателя таким

пускателей приведены в табл. 3.4.

 

 

Таблица 3.4

 


 

Технические данные тепловых реле приведены в табл. 3.5.

Таблица 3.5

Примечание. 1.Разрешается выбирать более современные типы магнитных пускателей (ПМА, ПМЛ, ПМ12) и тепловых реле (РТЛ, РТТ). Их технические данные приводятся в л4: с. 154…170.

Литература: л. 1: с. 326…336, с. 355…360, 366.

 

ЗАДАЧА 4. Для защиты от токов короткого замыкания цепи питания короткозамкнутого асинхронного электродвигателя мощностью Р (рис. 3.1) используются плавкие предохранители серии ПР-2 (разборные, без наполнителя). Варианты брать в соответствии с табл. 3.1, табл. 3.2 и табл. 3.3

Определить номинальный и пограничные токи, а также сечение медной плавкой вставки и выбрать наиболее близкое по номинальному току плавкой вставки исполнение предохранителя. Технические данные предохранителей серии ПР-2 при напряжении 380 В приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1.

 

 

В соответствии с рассчитанным значением Iвст.ном из табл. 4.1 выбирается

 

Литература: л. 2: с. 229…242.

 

Задача 5. Для коммутации электрических цепей управления требуется выбрать реле на герконах с числом контактов n, коммутируемыми токами IК и напряжением UК. Напряжение питания обмотки управления UУ. В решении привести все технические данные и массогабаритные показатели реле.

Варианты для расчетов представлены в табл. 5.1 для группы ЗЭТ-51-15, в табл. 5.2 для группы ЗЭТ-52-15 и в табл. 5.3 для группы ЗЭТ-61-13.

 

Таблица 5.1 (ЗЭТ-51-15)

№ вариантов Кол-во контактов n IК, А UК, В UУ, В Фамилия И.О. студента
1 «з» Алексеев Н.В.
2 «з» Анисимов И.С.
3 «з» Викторов М.В.
4 «з» 0,8 Егоров А.Ю.
5 «з» 0,8 Егоров А.Н.
6 «з» 0,6 Жидов А.А.
7 «з» 0,6 Иванов А.А.
8 «з» 0,5 Ильин А.В.
1 «п» 0,5 Киселев А.И.
2 «п» 0,5 Константинов Е.А.
1 «п» 0,5 Ларин В.Г.
2 «п» 0,5 Михайлов Н.А.
1 «п» 0,5 Орлов В.В.
2 «п» 0,5 Павлов Д.А.
1 «з» 0,5 Павлов С.П.
2 «з» 0,5 Петрейкин А.Е.
3 «з» 0,5 Петров А.С.
1 «з» 0,4 Родионов А.В.
2 «з» 0,4 Сербин К.С.
3 «з» 0,4 Степанов Г.В.
1 «з» 0,25 Федоров Д.А.
2 «з» 0,25 Хакимов Р.М.
3 «з» 0,25 Хамбиков Р.М.
1 «з» Яковлев Е.А.
1 «з» 2,5 Яранцев Н.Ю.
1 «з»  
1 «з»  
2 «з»  
3 «з»  
4 «з»  

Примечание: «з» - замыкающие контакты; «р» - размыкающие контакты; «п» - переключающие контакты.

 

Таблица 5.2 (ЗЭТ-52-15)

№ вариантов Кол-во контактов n IК, А UК, В UУ, В Фамилия И.О. студента
2 «з» Аймасов Р.М.
3 «з» Андреев С.В.
4 «з» Васильев А.Л.
6 «з» Виноградов Р.Р.
2 «з» Владимиров Р.Ю.
3 «з» Глебов А.В.
4 «з» Дарвин Р.Ю.
6 «з» Емельянова Т.С.
2 «з» Зайцев М.В.
3 «з» Иванов В.Л.
4 «з» Илюхин А.В.
6 «з» Кильмухаметов К.Ф.
1 «з»+1 «р» Кузьмин А.Н.
1 «р» Лямуков М.В.
1 «з»+1 «р» Макаров В.С.
1 «з» 0,25 Матвеев Л.М.
2 «з» 0,25 Михайлов Е.В.
3 «з» 0,25 Морозов И.А.
1 «з» Мотов К.В.
1 «з» 2,5 Мурзаев А.А.
1 «з» Николаев Е.В.
1 «з» Паймулкина А.Г.
2 «з» Семенов С.В.
3 «з» Суворкина А.С.
4 «з» Туник А.А.
1 «з» Федотов Д.В.
1 «з» Шатров М.М.
2 «з»  
3 «з»  
4 «з»  

Примечание: «з» - замыкающие контакты; «р» - размыкающие контакты; «п» - переключающие контакты.

 

Таблица 5.3 (ЗЭТ-61-13)

№ вариантов Кол-во контактов n IК, А UК, В UУ, В Фамилия И.О. студента
1 «з» Автономов Д.Н.
2 «з» Андреев А.В.
3 «з» Борисов А.В.
4 «з» 0,8 Григорьев П.П.
5 «з» 0,8 Ельцов А.А.
6 «з» 0,6 Ельцов Д.А.
7 «з» 0,6 Еремеев Э.А.
8 «з» 0,5 Иванов А.Н.
1 «п» 0,5 Иванов Н.В.
2 «п» 0,5 Иванов С.В.
1 «п» 0,5 Ильин Н.И.
2 «п» 0,5 Ишмейкин В.А.
1 «п» 0,5 Клочков С.К.
2 «п» 0,5 Краснов А.М.
1 «з» 0,5 Михайлов М.Н.
2 «з» 0,5 Могилев Н.Г.
3 «з» 0,5 Немов А.А.
1 «з» 0,4 Николаев Д.Н.
2 «з» 0,4 Павлов А.Г.
3 «з» 0,4 Петров Н.Ю.
1 «з» 0,25 Прокопьев А.Ю.
2 «з» 0,25 Семенов И.Ю.
3 «з» 0,25 Сергеев А.В.
1 «з» Турчинович А.Р.
1 «з» 2,5 Цветков М.А.
1 «з» Шарангин С.В.
1 «з» Школьников В.А.
2 «з» Юдинских Н.Г.
3 «з»  
4 «з»  

Примечание: «з» - замыкающие контакты; «р» - размыкающие контакты; «п» - переключающие контакты.

Литература: л. 3: с. 243…272.

 

Перечень литературы

 

1. Чунихин, А.А. Электрические аппараты. Общий курс: учеб. для вузов/ А.А. Чунихин. Изд. 3, перераб. и доп. – М., Энергоатомиздат, 1988. – 720 с.: ил.

– изд. 4, стереотипное. – М., Энергоатомиздат, 2008. – 720 с.: ил.;

– изд. 3, перераб. и доп./ Репринтное воспроизведение издания 1988 г. – М.: Альянс, 2013. – 720 с.

2. Таев И.С. Электрические аппараты управления: учеб. для вузов/ И.С. Таев – М.:, Высш. шк., 1984. – 247 с.: ил.

3. Акимов Е.Г. Выбор и применение низковольтных электрических аппаратов распределения, управления и автоматики: справочное пособие/ Е.Г. Акимов, Ю.С. Коробков, В.П. Соколов, Е.В. Таланов; под ред. Е.Г. Акимова, Ю.С. Коробкова. – М.: Изд-во МЭИ, 2009. – 343с.: ил.

4. Червоный, А.Л. Реле и элементы промышленной автоматики. Практическое пособие для инженеров/ А.Л. Червоный. – М.: РадиоСофт, 2012. – 208 с.