Контрольная работа по "Физике"

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

Задание №1 3

Задание №2 5

Задание №3 10

Задание №4 13

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 14

 

Задание №1

Для двигателя  постоянного тока параллельного  возбуждения, используя его паспортные данные определить величины, характеризующие  его работу в номинальном режиме, построить естественную механическую характеристику и определить ее коэффициент жесткости.

Таблица 1.1 Исходные данные к заданию №1

Uн, В	Pн,кВт	nн, мин-1	ηн, %	Rя, Ом
110	0,37	1060	80	0,980

 

Решение:

Рассчитаем  номинальный ток электродвигателя постоянного тока параллельного  возбуждения по формуле:

,                                                          (1.1)

где    P_н - номинальная мощность, Вт;

        U_н - номинальное падение напряжения, В;

        - коэффициент полезного действия, %.

Получим                                                                       

Определим круговую частоту вращения ротора:

,                                                         (1.2)                                                                      

где n - частота вращения электродвигателя, мин^-1.

.                                                    

ЭДС в  номинальном режиме определим по формуле:

,                                              (1.3)

где   E - ЭДС, В;

            R_я - сопротивление в обмотке якоря, Ом.

Отсюда                                     

Рассчитаем  номинальный момент, развиваемый ЭД:

,                                                                   (1.4)

где P_н - номинальная мощность электродвигателя, Вт.

.                                                                     

Определим скорость холостого хода:

,                                                    (1.5)

Получим                                                      

Рассчитаем  номинальную мощность:

,                                                            (1.6)

где P_н - номинальная мощность, Вт;

- коэффициент полезного действия, %.

.                                                                           

Построим естественную механическую характеристику и определим ее коэффициент жесткости.

 

Рисунок 1.1 Естественная механическая характеристика

 

Определим коэффициент жесткости β:

                                                               (1.7)

 

Ответ:  
 

 

 

 

 

 

Лорьп

Отрашт

Ршаотш

Раошт

Шавт

Аршт

Рашгвт

Авшг

Аврщшт

Авшт

Автщпш

Вапт

Тапр

Опао

Оекао

Оев

 

                                                    Задание №2

Определить  величины, характеризующие работу асинхронного электродвигателя в номинальном режиме, а также потребляемую мощность и пусковой ток, построить естественную механическую характеристику электродвигателя по паспортным данным и производственного механизма на одних координатных осях. Сделать вывод о статической устойчивости электропривода.

 

Таблица 2.1 Исходные данные к заданию №2

Марка электродвигателя	Uн, В	nсн, мин-1	Мсн, Н∙м	Мтр, Н∙м	Х
4А90L4У3	380	1800	44	8,8	1

 

Решение:

По справочным данным определим параметры электродвигателя марки, 4А90L4У3 /1/:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассчитаем  номинальный ток асинхронного электродвигателя:

                                            (2.1)

где    P_н - номинальная мощность, Вт;

           U_н - номинальное напряжение, В;

           - коэффициент полезного действия, %.

.

Определим величину пускового тока асинхронного электродвигателя:

 

где     I^*_п - кратность пускового тока, А.

Получим .

Рассчитаем  потребляемую мощность:

 

Построение механической характеристики электродвигателя:

1 точка:

Синхронная  угловая скорость:

                                                          (2.3)

где     f - частота сети, 50 Гц;

p - число пар полюсов.

 

 

2 точка:

 

 Номинальная угловая скорость равна:

  =

3 точка:

Максимальный (критический) момент:

                                                        (2.4)

где M^*_кр - кратность критического момента.

Получим

Критическая угловая скорость:

                                               (2.5)

где S_кр - критическое скольжение, определяемое по формуле:

                                              (2.6)

Получим S_кр

Следовательно

4 точка:

Угловая скорость, соответствующая  минимальному моменту равна:

 

 

Минимальный момент:

 

где   M^*_min - кратность минимального момента.

 

5 точка:

Пусковой момент:

                                                     (2.8)

где M^*_п - кратность пускового момента.

Получим

 

Построение  механической характеристики производственного механизма:

Момент М_С  определим по формуле:

 

где 

       

        n – частота вращения рабочей машины;

        X – показатель степени.

 

 

1 точка:

 

 

2 точка:

 

 

3 точка:

 

 

4 точка:

 

 

5 точка:

 

 

Построим  механическую характеристику электродвигателя по паспортным данным и производственного механизма на одних координатных осях.

Рисунок 2.1 Механическая характеристика электродвигателя и производственного механизма

Так как  графики механических характеристик  пересекаются, т.е. имеют рабочую  точку, то производственный механизм работает от данного электродвигателя.

Условие статической устойчивости - коэффициент жесткости производственного  механизма больше коэффициента жесткости  электродвигателя:

β_с >

Получаем жесткость производственного  механизма β_с =

Получаем электродвигателя β = .

 β_с >, следовательно условие статической устойчивости выполняется.

 

 

 

 

 

 

Задание №3

 

Рассчитать  и выбрать плавкий предохранитель, магнитный пускатель и автоматический выключатель для защиты электродвигателя из предыдущего задания.

Таблица 3.1 Исходные данные к заданию №3

2,2	380	80	0,83	6

 

Решение:

Выбор плавкого предохранителя:

Номинальный ток плавкой вставки:

 

где       - номинальный ток плавкой вставки, А;

- номинальный ток, А.

Получаем 

Выбираем плавкую вставку на ближайшее большее стандартное значение и плавкий предохранитель ПР-2-15, /1/.

 

Выбор магнитного пускателя:

Выбор осуществляется по номинальному напряжению сети, по номинальному напряжению питания обмотки пускателя, по номинальному коммутирующему току электроприемника.

По номинальному напряжению сети номинальное напряжение цепи управления и по номинальному току выбираем магнитный пускатель ПАЕ-112 с номинальным током при напряжении , габаритные размеры которого с тепловым реле.

 

Выбор автоматического  выключателя:

Автоматический выключатель для защиты электродвигателя выбирают из условия:

                                                         (3.2)

                                               (3.3)

                                         (3.4)

где - номинальный ток автоматического выключателя, А;

- номинальный ток теплового  расцепителя, А;

 

  - максимальный рабочий ток электродвигателя, А:

 

где - номинальный ток электродвигателя, А;

 – коэффициент нагрузки;

- ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А

Максимальный  рабочий ток нагрузки определяем выражением:

 

 где  

         получаем 

Определим номинальный ток теплового расцепителя:

 

Определим ток  срабатывания электромагнитного расцепителя:

 

Выбираем автоматический выключатель АК-63  (380 В, 0,63…63 А), /1/.

 

 

 

Задание №4

Произвести  расчет мощности трехфазного водонагревателя  с трубчатыми элементными нагревателями (ТЭНами) и подобрать соответствующие  нагреватели. Нарисовать схему подключения  ТЭНов к питающей сети.

Таблица 4.1 Исходные данные к заданию №4

№	Uн, В	m, кг	tн, °С	tк, °С	τ, ч	ηг, %	ηтс,%
38	380	120	3	95	2	82	93

 

Решение:

Рассчитаем  мощность трехфазного водонагревателя  с трубчатыми элементными нагревателями  по формуле:

 

где - коэффициент запаса (1,1-1,2),

- КПД водонагревателя,

- КПД тепловой сети,

.

 

Выбираем ТЭН марки ТЭН 200Б13/4P220/, у которого мощность 4 кВт, напряжение 220В /1/.

 

Рисунок 4.1 Схема подключения ТЭНов

                         БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию (5-е изд., испр.)/Серия «Справочники». – Ростов н/Д:Феникс, 2004.-480 с.
2. Алиев И.И. Электротехнический справочник – М.: ИП РадиоСофт, 2002.-384 с.